CN105581804A - 通过量子计数检测器来优化信号检测 - Google Patents

通过量子计数检测器来优化信号检测 Download PDF

Info

Publication number
CN105581804A
CN105581804A CN201510765334.2A CN201510765334A CN105581804A CN 105581804 A CN105581804 A CN 105581804A CN 201510765334 A CN201510765334 A CN 201510765334A CN 105581804 A CN105581804 A CN 105581804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
macropixel
drift
ray detector
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510765334.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105581804B (zh
Inventor
S·卡普勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN105581804A publication Critical patent/CN105581804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105581804B publication Critical patent/CN105581804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/243—Modular detectors, e.g. arrays formed from self contained units
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)

Abstract

描述了一种用于设置具有多个像素(4)的x射线检测器的巨像素信号(S)的检测的方法(200)，该多个像素每个被组合以形成至少一个巨像素并且每个检测单个信号(si)。在该方法(200)中，首先建立单个像素(4)的几何效率(ei)和信号漂移因素(di)。另外，建立目标漂移值(t)。还定义了参数(λ)，其设置巨像素信号S的允许漂移和可实现剂量效率之间的折中。基于建立的参数，考虑将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用考虑在内的取决于像素信号(si)的权重(wi)的函数(f(wi))来建立单个像素信号的权重(wi)。最后，基于建立的权重(wi)来定义形成巨像素信号(S)的单个像素信号(si)的加权相加。

Description

通过量子计数检测器来优化信号检测
技术领域
本发明涉及用于设置具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的检测的方法，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。本发明还涉及用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的方法，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。另外，本发明涉及用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的信号检测设备，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。本发明还涉及x射线检测器。最后，本发明涉及计算机断层摄影系统。
背景技术
x射线检测器用于在医学检查中使用，例如在借助于x射线辐射的计算机断层摄影记录中使用。这些x射线检测器能够被实现为闪烁体检测器或具有直接转换器的检测器。x射线检测器应在下面被理解为任何类型的检测器，其检测x射线或其它硬射线，例如诸如伽马射线。
在由闪烁体材料制成的检测器中，闪烁体材料在x射线辐射的通过期间被激励并且激励能量再次以光的形式被发射。借助于光电二极管来测量在材料中创建的可见光。闪烁体检测器通常被实现为包括若干闪烁体元件的一种类型的阵列，其中，该闪烁体元件被分配有单独的光电二极管，使得光电二极管同样形成阵列。
另一方面，具有直接转换器的检测器特征在于半导体材料，其承担到撞击它们的辐射的电信号的直接转换。撞击检测器的x射线辐射直接创建以电子空穴对的形式的电荷载流子。通过对半导体材料施加电压(偏置电压)，电荷载流子对通过由此创建的电场而分离并且到达电接触(contact)或电极，其被附接到半导体材料(参见图1)。通过这样创建电荷脉冲，其与被吸收的能量成比例并且由下游读出电子设备评价。在人类医学成像的领域中采用的例如基于CdTe或CdZnTe的半导体检测器相较于当今在该领域中通常使用的闪烁体检测器具有以下优点：能够对其进行能量分类计数，即，检测到的x射线量子能够例如根据它们的能量被划分成两类(高能量和低能量)或被划分成若干类。
在半导体的直接转换辐射检测器(诸如例如基于CdTe或CZT的检测器)的操作期间，极化的现象在由伽马和x射线辐射(尤其是在高强度)照射期间出现。这体现在检测器的半导体材料中的内部电磁的不想要的变化中。由于极化，电荷载流子传输特性并且由此检测器特性也变化。具体而言，所述变化导致根据时间的测量信号的信号特性的变化。换言之，由于极化，测量信号的强度随时间变化，其中，辐射剂量保持相同。该现象还被称作信号漂移。从多个像素来构建检测器。由于单独的像素的信号漂移是不同的，所以对于检测器存在被分配给单独的像素的信号漂移因素的分布。随着时间或在照射下该分布分别变化，其中，信号漂移因数的分布的宽度(breadth)比该分布的平均值更加强烈地增大。
减少信号漂移的一个可能性包括利用信号漂移因数的分布的宽度比该分布的平均值的变化更强烈地增长的事实。在这种情况下，若干检测器被组合成单个像素的组，所谓的巨像素。这些巨像素能够包括例如2x2、3x3或4x4数量的单个像素。为了减少信号漂移，从信号传输完全排除正在强烈漂移的单个像素。以这种方式，实现检测器信号的改进的漂移行为。然而，该改进以检测器的效率的非常大的退化为代价，即信号利用减少例如6.25％到25％并且因此还有对应地恶化的信噪比(SNR)或恶化的剂量利用。
发明内容
本发明潜在的问题因此包括获得具有有限的信号漂移并且同时具有良好剂量利用(或SNR)的检测器信号。
该目的通过权利要求1要求保护的一种用于设置x射线检测器的巨像素信号的方法、通过权利要求5要求保护的一种用于检测x射线检测器的巨像素信号的方法、通过权利要求6要求保护的一种信号检测设备、通过权利要求7要求保护的一种x射线检测器以及还有通过权利要求9要求保护的一种计算机断层摄影系统来实现。
在用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的发明的方法中，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并且检测在每种情况下的单个信号，执行对单个像素信号的加权相加以形成巨像素信号，其中，使用提前定义的权重。为了设置这些权重，首先建立与单个像素的几何效率和信号漂移因数有关的参数并且还有定义目标漂移值。随后，执行用于限制信号漂移的步骤，其中，获得最好的可能剂量效率。这通过最小化将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用(或SNR)考虑在内的函数同时改变单个像素信号的权重来实现。信号漂移和剂量利用(或SNR)对函数的相对贡献能够由可自由选择的参数λ来设置。最后，执行在开始提到的基于建立的权重对单个像素的加权相加以形成巨像素信号。在这种情况下，几何效率取决于单个像素的大小的示例性散射。
在用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的发明的方法中，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并且检测在每种情况下的单个信号，首先，作为一种类型的校准过程，执行用于设置x射线检测器的巨像素信号的检测的发明的方法。随后，在辐射剂量的实际测量过程中，检测来自多个像素的信号并且通过借助于建立的权重对信号的加权相加来将检测到的信号组合成巨像素。巨像素有利地遵从信号漂移的先前定义的上限，并且由于将在如描述的对单个像素信号的权重的定义中的剂量利用(或SNR)考虑在内，实现了改进的剂量利用，即改进了布置的剂量效率。
用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的发明的信号检测设备具有参数建立单元，该参数建立单元用于建立单个像素的几何效率、单个像素的信号漂移因数以及还有目标漂移值，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并且检测在每种情况下的单个信号。能够例如通过测试测量来建立并定义单个参数。目标漂移值和自由参数λ能够由用户或定义单元预先确定。最大可接受信号漂移能够例如由用户定义并被传输到信号漂移定义单元。发明的信号检测设备还具有优化单元，该优化单元用于考虑将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用(或SNR)两者考虑在内的根据像素信号的权重的函数来建立单个像素信号的权重。最后，发明的信号检测设备具有信号加权单元，该信号加权单元用于对单个像素信号的加权相加以基于建立的权重来形成巨像素信号。
发明的x射线检测器具有信号检测设备。
发明的计算机断层摄影系统具有发明的x射线检测器。
以上提到的发明的信号检测设备的部件中的大多数，尤其是参数建立单元、信号漂移定义单元、优化单元以及还有信号加权单元能够整体或部分地以软件模块的形式被实现在信号检测设备或对应的控制设备的处理器中。这在已经存在的控制设备能够通过软件安装来更新以执行发明的方法的程度上是有利的。因此，本发明还包括计算机程序产品，其能够被直接加载到计算机断层摄影的处理器中，该计算机程序产品具有用于当程序产品在计算机断层摄影上运行时执行发明的方法(以及根据下面描述的方面)的所有步骤的程序代码模块。
从从属权利要求以及还有下面给出的描述呈现本发明的另外的特别有利的实施例和发展。在这种情况下，发明的信号检测设备或发明的x射线检测器以及发明的计算机断层摄影系统还能够以与从属方法权利要求类似的方式被发展。
在用于设置x射线检测器的巨像素信号的检测的发明的方法的优选实施例中，目标漂移值被定义为零值。在该实施例中，巨像素信号的漂移被避免。
在发明的方法的特别优选的实施例中，将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用两者考虑在内的函数被优化。因此，在该实施例中，考虑到要容许的最大信号漂移，针对给定信号漂移将剂量效率减少到最小，其会产生具有最优信号强度和最优信噪比的巨像素信号。
在发明的方法的特别优选的变型中，将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用(或SNR)两者考虑在内的函数被公式化如下：
f ( w i ) = λ ( Σ i = 1 l d i · e i · w i Σ i = 1 l e i · w i - t ) 2 + ( Σ i = 1 l e i · w i 2 Σ i = 1 l e i · w i · Σ i = 1 l e i - 1 ) 2 - - - ( 1 )
在该等式中，ei定义单个像素信号的几何效率并且di定义单个像素信号的信号漂移因数。参数t表示巨像素信号的目标漂移值，并且λ设置得到的巨像素信号的信号漂移和剂量利用(或SNR)的折中。要被建立的单个像素信号的权重由wi表示。变量l指定每个巨像素的单个像素的数量。
在发明的x射线检测器的特别可行的实施例中，巨像素包括4、9或16个单个像素的组。
附图说明
下面基于涉及附图的示例性实施例再次详细解释本发明。这里，相同的部件在不同的附图中被提供具有相同的附图标记。一般地，附图不是按真实比例绘制的。在附图中：
图1示意性地示出了被构建为直接转换器的传统x射线检测器的结构，
图2示出了流程图，其示意性地示出了根据示例性实施例的方法，
图3示出了方框图，其示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的信号检测设备的结构，
图4示出了根据本发明的示例性实施例的x射线检测器的结构，
图5示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的计算机断层摄影系统的结构。
具体实施方式
图1示出了用作直接转换器的传统半导体检测器1的横截面。半导体检测器1被实现为平面像素检测器。其包括以单晶体形式作为检测器材料的半导体材料2。半导体材料在一侧上由金属表面覆盖，该金属表面形成电背面接触3。电压HV存在于背面接触3处。
单晶体2的相反面由结构化金属化覆盖，其单独部分表面被实现为像素接触4并且总体形成像素矩阵。像素接触4的大小和间隔与半导体材料2的另外的材料参数一起确定检测器1的最大局部分辨率能力。分辨率通常处在10μm和500μm的范围内。单独的像素接触4各自连接到分离的读出电子电路5，利用该读出电子电路检测到测量信号s1、s2、s3。
另外，检测器包括额外的元件6，利用该额外的元件测量信号s1、s2、s3被组合成一个巨像素信号S。
应指出，图1中的布置1被示出为横截面并且因此图1中的布置1总共包括9个像素接触。为了更好地说明，对应于横截面视图，每个巨像素已经包括仅仅3个像素接触。如已经提到的，每个巨像素4、16或其它数量的像素接触是常见的。
图1中示出的检测器1工作如下：落在检测器1上的X射线辐射引起x射线量子与检测器1的半导体材料2的相互作用，其中，创建电子空穴对。施加到检测器的接触的电压HV创建电场，其将创建的电荷载流子朝向电接触移动，尤其是朝向像素接触4移动。在检测器1的电极或像素接触4处的电荷浓度创建电荷脉冲，其与x射线辐射的吸收能量成比例。该电荷脉冲由连接的读出电子设备5读出。由读出电子设备5检测到的像素信号s1、s2、s3被转发到加法单元6，其将测量信号s1、s2、s3(实际上测量信号s1到s9)组合以形成巨像素信号S。
图2示出了流程图，其示出了根据本发明的示例性实施例的用于设置具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号S的检测的方法200，该多个像素在每种情况下被组合以形成至少一个巨像素。
在步骤2.I中，建立单个像素4的参数(诸如几何效率ei和信号漂移因数di)。几何效率与单个像素的表面相关联。信号漂移因数由以下公式产生：
d i = 1 - s 0 - s 1 s 0 - - - ( 2 )
在该等式中，s0是来自在时间t0的像素的信号的信号强度，并且s1是来自在时间t1的像素的信号的信号强度。所述参数的建立能够例如通过校准测量实验性地来完成。
在步骤2.II中，建立或定义目标漂移值t。这能够例如是对应于整个x射线检测器中的所有单个像素的平均值的漂移值。还能够将目标漂移值设置为优选零值。
在步骤2.III中，设置参数λ，其调节得到的巨像素信号的信号漂移和剂量利用(或SNR)之间的折中。该参数例如能够由本领域技术人员定义。
在步骤2.IV中，考虑将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用(或SNR)考虑在内的函数来建立单个像素信号的权重wi，该函数表示取决于像素信号的权重wi的函数。为了使其更精确，在图示的示例性实施例中，使反映入射x射线辐射的剂量利用的减少的函数最小化，该函数由等式1公式化。借助于已知最小化方法来执行最小化。这样的最小化方法的示例是下山单纯形或随机最小化。
最后，在步骤2.V中，执行检查对象的部分区域的实际x射线测量或成像，其中，在单个像素信号si到巨像素信号的添加期间，执行基于建立的权重wi的加权。
因此，在具体论述中，根据以下公式来计算巨像素信号S。
S = Σ i = 1 1 w i · s i - - - ( 3 )
通过单个像素信号的优化加权，获得良好剂量效率，而同时限制巨像素的信号的漂移。该方法被应用于数量n的巨像素，因此被应用于n个巨像素的全部。
图3示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的信号检测设备30的结构。通过举例的方式，信号检测设备30被图示用于9个像素的信号的检测，其一起形成一个巨像素。信号检测设备30包括参数建立单元31，该参数建立单元31用于建立单个像素4的几何效率ei、信号漂移因数di和目标漂移值t。能够自由地选择目标漂移值。所述值能够实验性地被确定。在这种情况下检测器具有例如被应用到其的定义的辐射剂量，并且根据在这种情况下检测到的单个信号si并且根据这些信号随时间的变化，推导出所述参数。信号漂移定义单元32定义参数λ，其表示巨像素信号S的允许漂移和剂量利用(或SNR)之间的折中。参数λ以及还有目标漂移值t还能够在外部(即由用户)预先确定。
优化单元33从参数建立单元31并且从漂移定义单元32接收建立的参数值以及定义的参数值，并且考虑将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用(或SNR)两者考虑在内的的函数f(wi)(参见等式1)来建立单个像素信号si的权重wi，该函数表示取决于单个像素信号si的权重wi的函数。
信号加权单元34对在x射线辐射剂量的实际测量期间检测到的单个像素4的信号si进行加权。在该过程中，单个像素信号si乘以由优化单元33建立的权重wi。
经加权的信号si*wi随后由加和单元35相加以根据等式3形成巨像素信号S。
在图4中，根据本发明的示例性实施例的x射线检测器40被示意性地示出具有仅仅一个巨像素。当然检测器在实践中具有多个巨像素。因此，在实践中，巨像素中的任意每个巨像素被分配给描述的信号检测设备30中的一个信号检测设备，或者一个信号检测设备30通过多路复用检测多个巨像素信号。
图4中示出的x射线检测器40包括以单晶体形式作为检测器材料的半导体材料2。半导体材料在一侧上被覆盖有金属表面，该金属表面形成电背面接触3。电压HV存在于背面接触处。
单晶体2的相反面由结构化金属化覆盖，其单个部分表面被实现为像素接触4并且总体形成像素矩阵。像素接触4的大小和间隔与半导体材料2的另外的材料参数一起确定检测器1的最大局部分辨率能力。单个像素接触4各自连接到分离的读出电子电路5，利用该读出电子电路检测到测量信号S1…S9。
另外，检测器40包括发明的信号检测设备30，利用该发明的信号检测设备测量信号S1…S9根据发明的方法被加权并被组合以形成巨像素信号S。随后，如果检测器具有多个巨像素，巨像素信号S与其它巨像素信号S组合以形成原数据(rawdata)RD(未示出)。
图5示出了根据本发明的示例性实施例的具有发明的x射线检测器40的计算机断层摄影系统50的粗略示意图。通常，计算机断层摄影系统50具有带有机架的扫描器52，在该扫描器中x射线源53旋转，该x射线源在每种情况下照射患者，其借助于床(couch)55被推入到机架的测量空间中，使得辐射在每种情况下撞击位于x射线源53的对面的发明的检测器40。应明确指出，根据图5的示例性实施例仅仅涉及CT的一个示例，并且本发明还能够在任何给定CT构造(例如具有环形的固定x射线检测器和/或若干x射线源)上被使用。
计算机断层摄影系统50还具有控制设备60。基本上，这些类型的CT系统和相关联的控制设备对于本领域技术人员而言是已知的并且因此不需要详细解释。
控制设备60的一个部件是处理器61，在该处理器上各种部件以软件模块的形式被实现。控制设备60还具有终端接口(terminalinterface)64，终端70连接到该终端接口，经由该终端接口操作者能够操作控制设备60并且因此操作计算机断层摄影系统50。另一接口65是用于连接到数据总线71以便以这种方式建立到RIS或PACS的连接的网络接口。经由该总线71，测量请求命令能够例如被接收并且能够随后借助于终端70被选择以用于例如要被执行的测量。
能够经由控制接口63由控制设备60激活扫描器52，即，例如机架的旋转的速度、患者床55的移动和x射线源53本身被控制。从检测器40经由采集接口62读出原数据RD。另外，控制设备60具有存储器单元66，在该存储器单元中保持诸如不同的测量协议MP的项。
被实施为处理器61上的软件部件的项中的一项是测量控制单元67。该测量控制单元67经由控制接口63基于一个或多个选择的测量协议MP来激活扫描器52以便执行测量并采集数据，该一个或多个选择的测量协议MP可以能够已经由操作者经由终端70修改。
处理器61上的另一部件是图像数据重建单元68，利用该图像数据重建单元根据经由数据采集接口62获得的原数据RD重建期望图像数据。重建图像数据RD能够之后被保持在存储器单元66中或能够例如被缓存。其还能够立即被传输或稍后从存储器单元66经由数据总线71被传输到诊断站、大容量存储单元或其它输出单元和工作站，即，其能够最终被传递到PACS。
优选地，发明的信号检测设备30的子部件被安装在检测器40中。然而，作为备选，该信号检测设备30的部分，诸如参数建立单元31、信号漂移定义单元32、优化单元33以及还有信号加权单元34能够全部或部分以软件模块的形式被实现在控制设备60的处理器中或能够被存储在相关联的存储器中或终端70上。
总之，应再次指出，这里详细描述的方法和设备涉及示例性实施例，并且基本原理能够在宽泛的领域中由本领域技术人员在不脱离本发明的领域(在其由权利要求书指定的情况下)的情况下改变。因此，如已经解释的，代替被实现在检测器40中，信号检测设备30还能够被实现为计算机断层摄影系统50的控制设备60的部分，或能够被实现为被分配给计算机断层摄影系统50的检测器40或控制设备60的处理系统中的软件。为完整性起见，还应指出，对词语“一”或“一个”的使用不排除还能够表示若干次的涉及的特征。类似地，术语“单元”不排除包括若干部件的所述单元，其在需要时还能够在空间上被分布。

Claims (10)

1.一种用于设置具有多个像素的x射线检测器(40)的巨像素信号(S)的检测的方法，所述多个像素每个被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号(si)，所述方法具有以下步骤：
-建立单个像素(4)的几何效率(ei)和信号漂移因数(di)，
-建立目标漂移值(t)
-定义参数(λ)，其设置包括所述巨像素信号S的允许漂移和能够实现的剂量效率的折中，
-考虑将得到的巨像素信号的信号漂移还有剂量利用两者考虑在内的、取决于像素信号(si)的权重(wi)的函数(f(wi))来建立单个像素信号的权重(wi)，
-基于建立的权重(wi)来定义对单个像素信号(si)的加权相加以形成巨像素信号(S)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标漂移值(t)被定义为零值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述得到的巨像素信号的所述信号漂移还有所述剂量利用两者考虑在内的所述函数(f(wi))被优化。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，将所述得到的巨像素信号的所述信号漂移还有所述剂量利用两者考虑在内的所述函数被公式化为：
f ( w i ) = λ ( Σ i = 1 l d i · e i · w i Σ i = 1 l e i · w i - t ) 2 + ( Σ i = 1 l e i · w i 2 Σ i = 1 l e i · w i · Σ i = 1 l e i - 1 ) 2
其中，ei是几何效率，di是信号漂移因数，并且t是目标漂移值，λ设置所述巨像素信号S的允许信号漂移和能够实现的所述剂量效率之间的折中，wi表示所述单个像素信号的权重，并且l指定被组合以形成巨像素的像素的数量。
5.一种用于检测具有多个像素(4)的x射线检测器(40)的巨像素信号(S)的方法，所述多个像素每个被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号(si)，所述方法具有以下步骤：
-执行根据权利要求1至4中的任一项所述的方法(200)，
-检测来自多个像素(4)的信号(si)，
-通过借助于建立的权重(wi)对信号的加权相加来将检测到的信号(si)组合以形成巨像素信号(S)。
6.一种用于检测具有多个像素(4)的x射线检测器(40)的巨像素信号(S)的信号检测设备(30)，所述多个像素每个被组合成至少一个巨像素并且每个检测单个信号(si)，所述信号检测设备具有：
-参数建立单元(31)，用于建立所述单个像素(4)的几何效率(ei)、信号漂移因数(di)以及目标漂移值(t)，
-信号漂移定义单元(32)，用于定义所述巨像素信号(S)的最大漂移(λ)，
-优化单元(33)，用于考虑将得到的巨像素信号的信号漂移还有剂量利用两者考虑在内的取决于所述像素信号(si)的权重(wi)的函数(f(wi))来建立所述单个像素信号(si)的所述权重(wi)，
-信号加权单元(34)，用于基于所述建立的权重(wi)对所述单个像素信号(si)的加权相加以形成巨像素信号(S)。
7.一种x射线检测器(40)，具有根据权利要求6所述的信号检测设备(30)。
8.根据权利要求7所述的x射线检测器(40)，其中，所述巨像素每个包括9或16个单个像素(4)的组。
9.一种计算机断层摄影系统(50)，具有根据权利要求7或8所述的x射线检测器(40)。
10.一种计算机程序产品，能够直接被加载到计算机断层摄影系统(50)的存储器中，所述计算机程序产品具有用于执行根据权利要求1至5中的任一项所述的方法的所有步骤的程序代码段。
CN201510765334.2A 2014-11-10 2015-11-10 通过量子计数检测器来优化信号检测 Active CN105581804B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222855.7A DE102014222855B4 (de) 2014-11-10 2014-11-10 Optimierte Signalerfassung von quantenzählenden Detektoren
DE102014222855.7 2014-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105581804A true CN105581804A (zh) 2016-05-18
CN105581804B CN105581804B (zh) 2019-01-04

Family

ID=55802849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510765334.2A Active CN105581804B (zh) 2014-11-10 2015-11-10 通过量子计数检测器来优化信号检测

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9869779B2 (zh)
CN (1) CN105581804B (zh)
DE (1) DE102014222855B4 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112168196A (zh) * 2019-07-02 2021-01-05 通用电气精准医疗有限责任公司 用于高分辨率能谱计算机断层摄影成像的系统和方法
CN114199901A (zh) * 2020-08-31 2022-03-18 西门子医疗有限公司 评估单元、x射线检测器及其运行方法和医学成像装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225399B4 (de) 2014-12-10 2017-08-17 Siemens Healthcare Gmbh Rauschunterdrückung bei der Korrektur von Artefakten von CT-Bildern
US10502842B2 (en) * 2015-02-13 2019-12-10 Brookhaven Science Associates, Llc Radiation detector
EP3629065A1 (de) 2018-09-28 2020-04-01 Siemens Healthcare GmbH Verfahren zur korrektur von detektorelementmesswerten, röntgendetektor und medizinisches gerät

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1654014A (zh) * 2004-02-09 2005-08-17 Ge医疗系统环球技术有限公司 锥形射束ct图像重构中减少失真的方法和设备
JP2005524511A (ja) * 2002-05-07 2005-08-18 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 画質を向上させる方法
US20070223815A1 (en) * 2004-09-02 2007-09-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Feature Weighted Medical Object Contouring Using Distance Coordinates
JP2010012176A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hamamatsu Photonics Kk 脳疾患診断システム
CN102135626A (zh) * 2009-11-26 2011-07-27 西门子公司 计数x射线量子的电路装置以及特定用途集成电路和系统
CN102525527A (zh) * 2010-10-13 2012-07-04 株式会社东芝 Ct成像的投影数据加权方法
CN102573634A (zh) * 2010-10-13 2012-07-11 株式会社东芝 医用图像处理装置、x射线计算机断层摄影装置以及医用图像处理方法
CN102688052A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 西门子公司 校正x射线探测器的探测器数据的方法和x射线拍摄系统
CN103097935A (zh) * 2010-09-14 2013-05-08 泰勒斯公司 具有超半球视野的光电系统
WO2014038588A1 (ja) * 2012-09-10 2014-03-13 株式会社 東芝 Ｘ線ｃｔ装置及び医用画像処理方法
US20140294148A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Siemens Aktiengesellschaft X-ray recording system for x-ray imaging at high image frequencies of an object under examination by way of direct measurement of the interference pattern

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007033462A1 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Siemens Ag Quantendetektormodul, Quantendetektor, Verfahren zur Ermittlung von Quantenabsorptionsereignissen, Computerprogrammprodukt und Strahlungserfassungseinrichtung
DE102011077859B4 (de) 2011-06-21 2014-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Quantenzählender Strahlungsdetektor
JP5921180B2 (ja) * 2011-12-15 2016-05-24 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005524511A (ja) * 2002-05-07 2005-08-18 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 画質を向上させる方法
CN1654014A (zh) * 2004-02-09 2005-08-17 Ge医疗系统环球技术有限公司 锥形射束ct图像重构中减少失真的方法和设备
US20070223815A1 (en) * 2004-09-02 2007-09-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Feature Weighted Medical Object Contouring Using Distance Coordinates
JP2010012176A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hamamatsu Photonics Kk 脳疾患診断システム
CN102135626A (zh) * 2009-11-26 2011-07-27 西门子公司 计数x射线量子的电路装置以及特定用途集成电路和系统
CN103097935A (zh) * 2010-09-14 2013-05-08 泰勒斯公司 具有超半球视野的光电系统
CN102525527A (zh) * 2010-10-13 2012-07-04 株式会社东芝 Ct成像的投影数据加权方法
CN102573634A (zh) * 2010-10-13 2012-07-11 株式会社东芝 医用图像处理装置、x射线计算机断层摄影装置以及医用图像处理方法
CN102688052A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 西门子公司 校正x射线探测器的探测器数据的方法和x射线拍摄系统
WO2014038588A1 (ja) * 2012-09-10 2014-03-13 株式会社 東芝 Ｘ線ｃｔ装置及び医用画像処理方法
US20140294148A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Siemens Aktiengesellschaft X-ray recording system for x-ray imaging at high image frequencies of an object under examination by way of direct measurement of the interference pattern

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112168196A (zh) * 2019-07-02 2021-01-05 通用电气精准医疗有限责任公司 用于高分辨率能谱计算机断层摄影成像的系统和方法
CN114199901A (zh) * 2020-08-31 2022-03-18 西门子医疗有限公司 评估单元、x射线检测器及其运行方法和医学成像装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014222855B4 (de) 2019-02-21
DE102014222855A1 (de) 2016-05-12
US20160131771A1 (en) 2016-05-12
US9869779B2 (en) 2018-01-16
CN105581804B (zh) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105581804A (zh) 通过量子计数检测器来优化信号检测
Zhao et al. Imaging performance of amorphous selenium based flat‐panel detectors for digital mammography: Characterization of a small area prototype detector
US7388208B2 (en) Dual energy x-ray detector
US7081627B2 (en) Image detector for X-ray radiation
JP6670659B2 (ja) Ｘ線検出器装置及びｘ線ｃｔ装置
CN107923982A (zh) 混合式pet/ct成像探测器
US9075147B2 (en) Circuit arrangement for a directly converting detector and likewise the use thereof and a method for reading a directly converting detector
JP2020197523A (ja) 放射線検出装置、エネルギー校正方法及びプログラム
US20210186440A1 (en) Photon-counting x-ray detector and method for operating a photon-counting x-ray detector
JP2010133957A (ja) Ｘ線映像取得・イメージング装置および方法
US20170212250A1 (en) Dual-mode radiation detector
CN106249270A (zh) 半导体探测器
JP2015119957A (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、画像処理装置及び画像処理プログラム
US9851460B1 (en) Apparatus and method for a high-flux photon-counting spectral application-specific integrated circuit (ASIC) having a charge summing mode
US9535171B2 (en) Radiation detector with steering electrodes
US11246547B2 (en) Compensation for charge sharing between detector pixels in a pixilated radiation detector
US9945964B2 (en) Evaluation logic of an X-ray detector with multi-level multiplexer
JP2016131886A (ja) Ｘ線ｃｔ装置
US10466368B2 (en) Systems and methods for detector output adjustment
Tanguay et al. Frequency‐dependent signal and noise in spectroscopic x‐ray imaging
US20200069266A1 (en) Photon counting detector and x-ray computed tomography apparatus
US20110141111A1 (en) 3d reconstruction from oversampled 2d projections
CN105700004A (zh) Ct图像中伪影的校正中的噪声抑制
US20230358901A1 (en) System and method for crystal-to-channel coupling
CN206057585U (zh) 半导体探测器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220215

Address after: Erlangen

Patentee after: Siemens Healthineers AG

Address before: Munich

Patentee before: SIEMENS AG

TR01 Transfer of patent right