CN114945326A - 使用x射线荧光的成像系统 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种系统(200)，其包括：辐射源(106)，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体(104)的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；第一图像传感器(101)，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及第二图像传感器(101)，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。

Description

使用X射线荧光的成像系统
【背景技术】
X射线荧光(XRF)是来自被激发(例如，暴露于高能X射线或伽马射线)的材料的特征X射线的发射。如果原子暴露于X射线或伽马射线并且其光子能量大于电子的电离势，则所述原子内轨道上的电子可以被抛出，并在内轨道上留下空穴。当原子外轨道上的电子弛豫以填充所述内轨道上的所述空穴时，X射线(荧光X射线或二次X射线)被发射。所述被发射的X射线的光子能量等于所述外轨道和所述内轨道电子之间的能量差。
对于给定的原子，可能的弛豫数目是有限的。如图1A所示，当L轨道上的电子弛豫以填充K轨道(L→K)上的空穴时，荧光X射线称为Kα。来自M→K弛豫的荧光X射线称为Kβ。如图1B所示，来自M→L弛豫的荧光X射线称为Lα，依此类推。
【发明内容】
本文公开一种系统，其包括：辐射源，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；第一图像传感器，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及第二图像传感器，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。
在某方面，所述辐射源包括过滤器，所述过滤器被配置为阻挡其能量不足以引起所述特征X射线发射的辐射。
在某方面，所述化学元素是铼或碘。
在某方面，所述化学元素不是放射性的。
在某方面，所述化学元素与配体结合。
在某方面，所述第一图像传感器包括像素阵列，并且其被配置为对一段时间内入射在所述像素上的所述特征X射线的光子计数。
在某方面，所述第一图像传感器包括包含砷化镓的X射线吸收层。
在某方面，所述第一图像传感器不包括闪烁体。
在某方面，所述图像组仅使用所述化学元素的所述特征X射线来捕获。
在某方面，所述的系统进一步包括处理器，所述处理器被配置为基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布。
在某方面，所述处理器被配置为基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像。
在某方面，所述处理器被配置为叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
在某方面，所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述辐射源被配置为移动至相对于所述人体的所述部分的多个位置。
本文公开一种方法，其包括：通过将辐射引导到人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组；基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布；基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像；叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
在某方面，所述化学元素是铼或碘。
在某方面，所述化学元素不是放射性的。
在某方面，所述化学元素与配体结合。
在某方面，捕获所述图像组是通过对一段时间内所述特征X射线的光子计数而进行的。
在某方面，仅使用所述特征X射线捕获所述图像组。
在某方面，捕获所述图像组和所述断层图像组包括将图像传感器和辐射源移动至相对于所述部分的多个位置。
【附图说明】
图1A和图1B示意示出X射线荧光的机制。
图2示意示出根据实施例的一种系统。
图3A和图3B示意示出根据实施例的包括多个X射线检测器的第一图像传感器的透视图。
图4A和图4B分别示意示出根据实施例的所述X射线检测器的横截面图。
图5示意示出根据实施例的所述第一图像传感器的所述X射线检测器的俯视图。
图6A和图6B示意示出根据实施例的图2的所述系统的所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述辐射源的移动。
图7A示意示出根据实施例的基于图像组确定的所述化学元素的三维分布，以及基于断层图像组重构的所述人体的所述部分的三维图像的示例。
图7B示意示出根据实施例的通过处理器叠加所述化学元素的所述三维分布和所述人体的所述部分的所述三维图像的示例。
图8示出根据实施例的方法的流程图。
图9A-图9B各自示意示出根据实施例的所述X射线检测器的电子系统的组件图。
图10示意示出根据实施例的由X射线的入射光子产生的载流子所引起的电流的时间变化，以及电压的相应的时间变化。
【具体实施方式】
图2示意示出根据实施例的系统200，所述系统200包括第一图像传感器101、第二图像传感器102和辐射源106。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可被定位到或被移动到相对于物体的多个位置(例如，如图2中所示的所述人体104的一部分)。例如，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可朝向和远离所述人体104的所述部分移动或相对于所述人体104的所述部分旋转。在所述移动或所述旋转期间，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106之间的相对位置可以固定也可以不固定。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102可以被布置成距所述人体104的所述部分大约相同的距离或不同的距离。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102的其他合适的布置可以是可能的。所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102可以在角方向上等间隔或不等间隔。在实施例中，所述第一图像传感器101不包括闪烁体。
所述系统200可以包括一个以上的辐射源106。在实施例中，所述辐射源106用可以使化学元素(例如，铼或碘)发出特征X射线(例如，通过荧光)的辐射来照射所述人体104的所述部分。所述化学元素可以通过丸剂或液体的形式口服或通过注射到肌肉或血液中的方式被引入人体。在示例中，所述化学元素不是放射性的。所述化学元素可以与配体结合。所述辐射源106可以进一步包括过滤器208，其被配置为阻挡其能量不足以引起特征X射线发射到达所述人体104的所述部分的辐射。所述辐射源106可以相对于所述人体104的所述部分可移动或静止。
在实施例中，所述第一图像传感器101仅使用所述特征X射线(例如，通过检测所述特征X射线的强度分布)来捕获图像组(例如，所述人体104的所述部分的图像)。即，所述第一图像传感器101可以忽略除了所述特征X射线以外的任何辐射。如图2所示，所述第一图像传感器101可以避开可能接收到来自所述辐射源106的已经透射过所述人体104的所述部分的辐射的位置。所述第一图像传感器101可以是相对于所述人体104的所述部分可移动的或静止的。
在实施例中，如图2所示，所述第二图像传感器102使用已经透射过所述人体104的所述部分的辐射来捕获断层图像组(例如，所述人体104的所述部分的断层图像组)。所述第二图像传感器102可以相对于所述人体104的所述部分可移动或静止。
在实施例中，所述化学元素不是放射性的，而且被引入所述人体并被所述部分吸收。当来自所述辐射源106的辐射被引向所述人体104的所述部分时，所述人体104的所述部分中的所述化学元素被所述辐射激发并发射所述特征X射线。所述特征X射线可以包括K线或者K线和L线。所述人体104的所述部分的图像组可以由所述第一图像传感器101用所述特征X射线捕获。所述图像组可以包括当所述第一图像传感器101位于相对于所述人体104的所述部分的多个位置时所捕获的图像。所述第一图像传感器101可以忽略具有与所述化学元素的所述特征X射线不同能量的X射线。可以基于图像组由处理器139确定所述人体104的所述部分中的所述化学元素的三维分布。可以使用来自所述辐射源106的辐射来捕获所述人体104的所述部分的断层图像组，并由所述第二图像传感器102透射过所述人体104的所述部分。所述断层图像组可以包括当所述第二图像传感器102位于相对于所述人体104的所述部分的多个位置时所捕获的断层图像。可以基于所述断层图像组由所述处理器139重构所述人体104的所述部分的三维图像。所述处理器139可以进一步被配置为叠加所述化学元素的三维分布和所述人体的所述部分的三维图像。
图3A示意示出包括多个X射线检测器100(例如，第一X射线检测器100A、第二X射线检测器100B、第三X射线检测器100C)的所述第一图像传感器101的透视图。为简洁起见，仅示出了三个X射线检测器，但是所述第一图像传感器101可以具有更多的X射线检测器。每个所述X射线检测器100可以包括被配置为接收从所述人体104的所述部分发射的特征X射线的平面表面。即，所述第一X射线检测器100A可以具有被配置为接收特征X的平面表面103A，所述第二X射线检测器100B可以具有平面表面103B，所述第三X射线检测器100C可以具有平面表面103C。在实施例中，所述第一X射线检测器100A和所述第二X射线检测器100B的平面表面(例如，103A和103B)不平行，所述第二X射线检测器100B和所述第三X射线检测器100C的平面表面(例如，103B和103C)不平行，并且，所述第三X射线检测器100C和所述第一X射线检测器100A的平面表面(例如，103C和103A)不平行。
在实施例中，所述多个X射线检测器100被布置在多个支撑件107(例如，第一支撑件107A、第二支撑件107B)上。图3A示出了所述第一X射线检测器100A和所述第二X射线检测器100B被安装在所述第一支撑件107A上，并且所述第三X射线检测器100C被安装在所述第二支撑件107B上。在图3A的示例中，所述第一X射线检测器100A、所述第二X射线检测器100B和所述第三X射线检测器100C未被布置在同一行中。
根据实施例，所述第一支撑件107A和所述第二支撑件107B可以不直接连接在一起。如图3B中示意示出的示例，所述第一支撑件107A和所述第二支撑件107B可被安装到系统支撑件108。所述系统支撑件108可以包括多个相互不平行的面(例如，181A、181B)。如图3B的透视图和侧视图所示的示例，所述第一支撑件107A被安装到所述系统支撑件108的第一面181A，所述第二支撑件107B被安装到第二面181B，使得所述第一支撑件107A和所述第二支撑件107B在所述系统支撑件108上间隔开。
图4A示意示出根据实施例的所述第一图像传感器101的一个X射线检测器100的横截面图。所述第一图像传感器101的所述X射线检测器100可以包括X射线吸收层110和电子层120(例如，专用集成电路)用于处理或分析入射X射线在所述X射线吸收层110中产生的电信号。所述X射线吸收层110可以被配置为吸收所述化学元素的所述特征X射线，并且可以包括诸如砷化镓的半导体材料。所述半导体对于所述特征X射线可以具有高的质量衰减系数。
如图4B中的所述第一图像传感器101的所述X射线检测器100的详细横截面图所示，根据实施例，所述X射线吸收层110可以包括半导体材料例如砷化镓(GaAs)的电阻器。所述半导体对于所述特征X射线可以具有高的质量衰减系数。
当X射线光子撞击包括电阻器的所述X射线吸收层110时，它可以被吸收并通过若干机制产生一个或多个载流子。一个X射线光子可能会产生10到100000个载流子。所述载流子可在电场下漂移至所述电触点119A和119B。所述电场可以是外部电场。所述电触点119B包括离散部分。
所述电子层120可包括电子系统121，其适用于处理或解释由入射在所述X射线吸收层110上的X射线光子所产生的信号。所述电子系统121可包括模拟电路比如滤波器网络、放大器、积分器和比较器，或者数字电路比如微处理器和存储器。所述电子系统121可包括由多像素共用或由单个像素的专用的组件。例如，所述电子系统121可包括专用于每个像素的放大器和在所有所述像素之间共用的微处理器。所述电子系统121可通过通孔131电连接到所述像素。所述通孔之间的空间可用填充材料130填充，其可增加所述电子层120到所述X射线吸收层110的连接的机械稳定性。其他键合技术有可能在不使用通孔的情况下将所述电子系统121连接到所述像素。
图5示意示出根据实施例的所述第一图像传感器101的一个X射线检测器100的俯视图。所述第一图像传感器101的所述X射线检测器100可以具有像素150的阵列。该阵列可以是矩形阵列、蜂窝阵列、六边形阵列或任何其他合适的阵列。每个所述像素150被配置为在一段时间内对入射在所述像素150上的X射线(例如，在所述人体104中的所述化学元素的所述特征X射线)的光子数进行计数。所述像素150可被配置为并行操作。例如，当一个像素150测量一个入射的X射线光子时，另一个像素150可能正在等待一个X射线光子到达。所述像素150可不必是单独可寻址的。每个所述第一图像传感器101的像素150可被配置为在相同时间段内对X射线的光子数进行计数。因此，捕获所述人体104的所述部分的所述图像包括在一段时间内对所述特征X射线的光子计数。每个像素150能够测量其暗电流，例如，在接收每个X射线光子之前或同时测量其暗电流。每个像素150可被配置为从入射在其上的X射线光子的能量中减去暗电流的贡献值。
图6A和图6B示意示出根据实施例的所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106相对于所述人体104的所述部分的移动的示例。在图6A所示的示例中，在时间t0，所述辐射源106可以处于第一位置603A，所述第二图像传感器102可以被配置为从所述辐射源106接收已经透射过所述人体104的所述部分的辐射，所述第一图像传感器101可以被配置为从所述人体104的所述部分接收所述化学元素的激发的特征X射线。在时间t1，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可以相对于所述人体104的所述部分共同移动到第二位置603B。如图6A和图6B所示，所述移动可以是围绕一个或多个轴线(例如，轴线601)的旋转。即，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106可以围绕所述轴线601相对于所述人体104的所述部分共同旋转。所述轴线601可以在所述人体104的所述部分上。根据实施例，所述第一位置603A和所述第二位置603B是不同的。根据实施例，所述第一图像传感器101、所述第二图像传感器102和所述辐射源106之间的相对位置在所述移动期间不变化。
图7A示意示出根据实施例的基于所述图像组确定的所述化学元素的三维分布以及根据断层图像组重构的所述人体104的所述部分的三维图像的示例。如图7A所示的示例，图像705和706可以表示在所述人体104的所述部分中所述化学元素的所述三维分布，其由所述处理器139基于分别由所述第一图像传感器101在多个位置(例如，图6A和图6B中的位置603A、603B)处捕获的所述图像组而确定的。可以应用各种算法来确定所述化学元素的所述三维分布。所述图像组可以仅由被所述辐射激发的在所述人体104的所述部分中的所述化学元素的所述特征X射线来捕获。在实施例中，图7A中的图像708和709可以表示所述人体104的所述部分的三维图像，其由所述处理器139基于分别由所述第二图像传感器102在相对于所述人体104的所述部分的多个位置(例如，图6A和图6B中的位置603A、603B)处捕获的断层图像组而重构的。可以应用各种合适的重构算法来重构所述人体104的所述部分的三维图像。可以用来自所述辐射源106的穿过所述人体104的所述部分的辐射来捕获所述断层图像组。
图7B示意示出根据实施例的通过所述处理器139叠加所述化学元素的三维分布和所述人体104的所述部分的三维图像的示例。在图7B的示例中，所述处理器139被配置为将所述化学元素的所述三维分布(例如，707)与所述人体104的所述部分的所述三维图像(例如，710)叠加形成叠加图像900，其具有集成在所述人体104的所述部分中的化学元素的分布信息。可以应用各种合适的叠加算法。
图8示出根据实施例的方法的流程图。在可选步骤805中，所述化学元素可以通过丸剂或液体的形式口服或通过注射到肌肉或血液中的方式被引入人体104。所述化学元素可以是非放射性化学元素。所述化学元素可以与配体结合。所述化学元素的实例可以包括铼或碘。在步骤810中，所述人体104的所述部分中的所述化学元素的所述特征X射线的发射被引起，例如，通过用来自所述辐射源106的辐射照射所述人体104的所述部分。在步骤820中，所述人体104的所述部分的图像组被利用所述人体104的所述部分中的所述化学元素的所述特征X射线来捕获。在步骤830中，所述人体104的所述部分中的所述化学元素的三维分布被确定，例如，由所述处理器139，基于所述图像组。在步骤840中，利用已经透射过所述人体104的所述部分的来自所述辐射源106的所述辐射来捕获所述人体104的所述部分的断层图像组。所述断层图像组可以使用所述第二图像传感器102分别在相对于所述人体104的所述部分的多个位置处被捕捉。在步骤850中，所述人体104的所述部分的三维图像被重建，例如，由所述处理器139，基于所述断层图像组。在步骤860中，所述化学元素的所述三维分布和所述三维图像被叠加，例如，由所述处理器139。
图9A和图9B各自示出根据实施例的所述电子系统121的组件图。所述电子系统121可包括第一电压比较器301、第二电压比较器302、计数器320、开关305、电压表306和控制器310。
所述第一电压比较器301被配置为将所述电触点119B中的至少一个的电压与第一阈值进行比较。所述第一电压比较器301可被配置为直接监控所述电压，或通过对一段时间内流过所述电触点119B的电流进行积分来计算所述电压。所述第一电压比较器301可由所述控制器310可控地启动或停用。所述第一电压比较器301可以是连续比较器。即，所述第一电压比较器301可被配置为连续地被启动并监控所述电压。所述第一电压比较器301可以是钟控比较器。所述第一阈值可以是在所述电触点119B上产生的一个入射X射线光子的最大电压的5-10％、10-20％、20-30％、30-40％或40-50％。所述最大电压可取决于入射X射线光子的能量、所述X射线吸收层110的材料及其他因素。例如，所述第一阈值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。
所述第二电压比较器302被配置为将所述电压与第二阈值进行比较。所述第二电压比较器302可被配置为直接监控所述电压或通过对一段时间内流过所述电触点的电流进行积分来计算所述电压。所述第二电压比较器302可以是连续比较器。所述第二电压比较器302可由所述控制器310可控地启动或停用。当所述第二电压比较器302被停用时，所述第二电压比较器302的功耗可以是当所述第二电压比较器302启动时的功耗的不到1％、不到5％、不到10％或不到20％。所述第二阈值的所述绝对值大于所述第一阈值的所述绝对值。如本文所使用的术语实数x的“绝对值”或“模数”|x|是x的非负值而不考虑它的符号。即，
Figure BDA0003719889870000101
Figure BDA0003719889870000102
所述第二阈值可以是所述第一阈值的200％-300％。所述第二阈值至少是所述电触点119B上产生的一个入射X射线光子的最大电压的50％。例如，所述第二阈值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。所述第二电压比较器302和所述第一电压比较器301可以是相同组件。即，所述系统121可具有同一个电压比较器，该电压比较器可在不同时间将电压与两个不同的阈值进行比较。
所述第一电压比较器301或所述第二电压比较器302可包括一个或多个运算放大器或任何其他合适的电路。所述第一电压比较器301或所述第二电压比较器302可具有高速度以允许所述系统121在入射X射线光子的高通量下操作。然而，具有高速度通常以功耗为代价。
所述计数器320被配置为记录入射在包含有所述电触点119B的所述像素150上的至少若干个X射线光子。所述计数器320可以是软件组件(例如，存储在计算机存储器中的数字)或硬件组件(例如，4017IC和7490IC)。
所述控制器310可以是硬件组件比如微控制器和微处理器等。所述控制器310被配置为从所述第一电压比较器301确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值(例如，所述电压的绝对值从低于所述第一阈值的绝对值增加到等于或超过所述第一阈值的绝对值)时启动时间延迟。在这里使用绝对值是因为所述电压可以是负的或正的，这取决于是使用哪个电触点。所述控制器310可被配置为在所述第一电压比较器301确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值之前，保持停用所述第二电压比较器302、所述计数器320、以及所述第一电压比较器301的操作中不需要的任何其他电路。在所述电压变得稳定(即所述电压的变化率大致为零)之前或之后，所述时间延迟可以终结。短语“变化率大致为零”意指所述电压的时间变化率小于0.1％/ns。短语“变化率大致为非零”意指所述电压的时间变化率至少为0.1％/ns。
所述控制310可被配置为在所述时间延迟期间(包括开始和终结)启动所述第二电压比较器。在实施例中，所述控制器310被配置为在所述时间延迟开始时启动所述第二电压比较器。术语“启动”意指使组件进入操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平等信号，通过提供电力等)。术语“停用”意指使组件进入非操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平等信号，通过切断电力等)。所述操作状态可具有比所述非操作状态更高的功耗(例如，高10倍、高100倍、高1000倍)。所述控制器310本身可被停用直到所述第一电压比较器301的输出在所述电压绝对值等于或超过所述第一阈值绝对值而启动所述控制器310时。
如果在所述时间延迟期间，所述第二电压比较器302确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值，则所述控制器310可被配置为使所述计数器320记录的数目增加一。
所述控制器310可被配置为使所述电压表306在所述时间延迟终结时测量所述电压。所述控制器310可被配置为使所述电触点119B连接到电接地，以复位所述电压并使所述电触点119B上累积的任何载流子放电。在实施例中，所述电触点119B在所述时间延迟终结后连接到电接地。在实施例中，所述电触点119B连接到电接地并持续有限的复位时段。所述控制器310可通过控制所述开关305而使所述电触点119B连接到所述电接地。所述开关可以是晶体管比如场效应晶体管(FET)。
在实施例中，所述系统121没有模拟滤波器网络(例如，RC网络)。在实施例中，所述系统121没有模拟电路。
所述电压表306可将其测量的电压以模拟或数字信号馈送给所述控制器310。
所述系统121可包括电连接到所述二极管300的所述电极或电触点的积分器309，其中所述积分器被配置为从所述电触点119B收集载流子。所述积分器309可在放大器的反馈路径中包括电容器。如此配置的放大器称为电容跨阻放大器(CTIA)。电容跨阻放大器通过防止所述放大器饱和而具有高的动态范围，并且通过限制信号路径中的带宽来提高信噪比。来自所述电触点119B的载流子在一段时间(“积分期”)内累积在所述电容器上。在所述积分期终结后，所述电容器电压被采样，然后通过复位开关进行复位。所述积分器可包括直接连接到所述电触点119B的电容器。
图10示意示出流过所述电极的，由入射在包含有所述电触点119B的所述像素150上的X射线光子产生的载流子所引起的所述电流的时间变化(上曲线)和所述电触点119B的电压的相应时间变化(下曲线)。所述电压可以是电流相对于时间的积分。在时间t0，X射线光子撞击像素150，载流子开始在所述像素150中产生，电流开始流过所述电触点119B，并且所述电触点119B的电压绝对值开始增加。在时间t1，所述第一电压比较器301确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值V1的绝对值，所述控制器310启动时间延迟TD1并且所述控制器310可在所述TD1开始时停用所述第一电压比较器301。如果所述控制器310在时间t1之前被停用，则在时间t1启动所述控制器310。在所述TD1期间，所述控制器310启动所述第二电压比较器302。如这里使用的术语在时间延迟“期间”意指开始和终结(即，结束)和中间的任何时间。例如，所述控制器310可在所述TD1终结时启动所述第二电压比较器302。如果在所述TD1期间，所述第二电压比较器302确定在时间t2所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值V2的绝对值，则所述控制器310等待所述电压稳定下来。在时间te，当由所述X射线光子产生的所有载流子漂移出所述X射线吸收层110时，所述电压稳定下来。在时间ts，所述时间延迟TD1终结。在时间te之时或之后，所述控制器310使所述电压表306数字化电压并确定所述X射线光子的能量落入哪个仓中。然后所述控制器310使对应于所述仓的由所述计数器320记录的数目增加一。在图10的示例中，时间ts在时间te之后；即TD1在所述X射线光子产生的所有载流子漂移出所述X射线吸收层110之后终结。如果无法轻易测得时间te，TD1可根据经验选择以允许有足够的时间来收集由X射线光子产生的大致上全部的载流子，但TD1不能太长，否则会有另一个入射X射线光子产生的载流子被收集的风险。即，TD1可根据经验选择使得时间ts在时间te之后。时间ts不一定在时间te之后，因为一旦达到V2，控制器310可忽视TD1并等待时间te。因此，所述电压和所述暗电流对所述电压的贡献值之间的差异的变化率在时间te大致为零。所述控制器310可被配置为在TD1终结时或在时间t2，或二者中间的任何时间停用所述第二电压比较器302。
在时间te的所述电压与由所述X射线光子产生的载流子的数目成正比，所述数目与所述X射线光子的能量有关。所述控制器310可被配置为使用所述电压表306来确定所述X射线光子的能量。
在TD1终结或被所述电压表306数字化后(以较迟者为准)，所述控制器使所述电触点119B连接到电接地310并持续一个复位时段RST，以允许所述电触点119B上累积的载流子流到地面并复位电压。在RST之后，所述系统121已准备好检测另一个入射X射线光子。如果所述第一电压比较器301被停用，所述控制器310可在RST终结之前的任何时间启动它。如果所述控制器310被停用，则可在RST终结之前启动它。
尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是为了说明的目的而不是限制性的，其真正的范围和精神应该以本文中的权利要求书为准。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
辐射源，其被配置为通过产生辐射并将其引导至人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；
第一图像传感器，其被配置为使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；以及
第二图像传感器，其被配置为使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述辐射源包括过滤器，所述过滤器被配置为阻挡其能量不足以引起所述特征X射线发射的辐射。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素是铼或碘。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素不是放射性的。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述化学元素与配体结合。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器包括像素阵列，并且其被配置为对一段时间内入射在所述像素上的所述特征X射线的光子计数。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器包括包含砷化镓的X射线吸收层。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器不包括闪烁体。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述图像组仅使用所述化学元素的所述特征X射线来捕获。
10.如权利要求1所述的系统，其进一步包括处理器，所述处理器被配置为基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述处理器被配置为叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述辐射源被配置为移动至相对于所述人体的所述部分的多个位置。
14.一种方法，其包括：
通过将辐射引导到人体的一部分而引起所述人体的所述部分中的化学元素的特征X射线的发射；
使用所述特征X射线捕获所述部分的图像组；
使用已经透射过所述部分的所述辐射来捕获断层图像组；
基于所述图像组来确定所述化学元素的三维分布；
基于所述断层图像组重构所述部分的三维图像；
叠加所述化学元素的三维分布和所述三维图像。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述化学元素是铼或碘。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述化学元素不是放射性的。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述化学元素与配体结合。
18.如权利要求14所述的方法，其中捕获所述图像组是通过对一段时间内所述特征X射线的光子计数而进行的。
19.如权利要求14所述的方法，其中仅使用所述特征X射线捕获所述图像组。
20.如权利要求14所述的方法，其中捕获所述图像组和所述断层图像组包括将图像传感器和辐射源移动至相对于所述部分的多个位置。
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