CN116324516A - 能量合并事件计数系统 - Google Patents

Abstract

一个实施例是一种用于在包括多个鉴别器的光子计数CT扫描系统中合并电荷事件的方法，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联,所述方法包括检测从所述鉴别器之一输出的信号中的转变；和仅仅如果检测的鉴别器输出信号中的转变之前紧接着所述鉴别器输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述鉴别器之一相关联的阈值电压电平的计数。

Description

能量合并事件计数系统

相关申请

本公开要求于2020年8月27日提交的题为“能量合并事件计数系统”的美国临时专利申请No.63/070925的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及能量水平事件计数器领域，更具体地，涉及一种能量合并事件计数系统，其能够在堆积场景期间提高性能。

附图说明

为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考以下描述，其中相同的参考数字表示相同的部分，其中：

图1是根据本文描述的某些实施例的特征的常规CT扫描系统的操作的示意图；

图2是根据本文描述的某些实施例的特征的光子计数CT扫描系统的示意框图；

图3是示出根据本文描述的某些实施例的特征的图2的光计数CT扫描系统的模拟示例的结果的曲线图；

图4是示出图2的光电计数CT扫描系统的模拟示例的结果的曲线图，其中根据本文描述的某些实施例的特征；

图5是示出图2的光电计数CT扫描系统的模拟示例的结果的曲线图，其中使用三种不同的计数技术存在重叠的电荷事件；根据本文描述的某些实施例的特征；

图6是根据本文描述的某些实施例的特征的用于图2的光子计数CT扫描系统中的计数电路的状态机；

图7是示出根据本文描述的某些实施例的特征的光子计数CT扫描系统的示例操作的流程图；和

图8是根据本文描述的某些实施例的特征的可用于实现光子计数CT扫描系统的全部或部分的计算机系统的框图。

具体实施方式

就本公开而言，短语“A和/或B”是指(A)、(B)或(A和B)。为了本公开的目的，短语“A、B和/或C”是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。当参考测量范围时，术语“介于”包括测量范围的末端。此处使用的符号“A/B/C”表示(A)、(B)和/或(C)。

本说明书使用短语“在实施例中”或“在实施方案中”，其可以分别指代相同或不同的实施方案中的一个或多个。此外，关于本公开的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词。本公开可以使用基于透视的描述，例如“上面”、“下面”、“上方”和“下方”；这样的描述用于促进讨论，而不旨在限制所公开的实施例的应用。附图不一定按比例绘制。除非另有规定，否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述一个共同的对象，仅表示正在引用相似对象的不同实例，并不意味着这样描述的对象必须在时间、空间、排名或任何其他方式上处于给定顺序。

在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过说明的方式示出了可以实践的实施例。应当理解，可以使用其他实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应局限于此。

以下公开描述了用于实现本公开的特征和功能的各种说明性实施例和示例。尽管以下结合各种示例性实施例描述了特定的组件、布置和/或特征，但这些仅仅是用于简化本公开的示例，并不旨在限制。当然，将认识到，在任何实际实施例的开发中，必须做出许多特定于实现的决策，以实现开发者的特定目标，包括遵守系统、业务和/或法律约束，这些约束可能因实现的不同而不同。此外，应当认识到，虽然这种发展努力可能是复杂和耗时的；然而，对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说，这将是一项常规工作。

在本说明书中，可以参考附图中所示的各种组件之间的空间关系以及组件的各个方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完全阅读本公开之后将认识到的，本文所述的装置、组件、构件、装置等可以以任何期望的方向定位。因此，使用诸如“上面”、“下面”、“上方”和“下方”等术语来描述各种组件之间的空间关系或描述这些组件的各个方面的空间取向，应理解为分别描述组件之间的相对关系或这些组件的各方面的空间方位，因为这里描述的组件可以在任何期望的方向上定向。当用于描述元件、操作和/或条件的尺寸范围或其他特性(例如，时间、压力、温度、长度、宽度等)时，短语“X和Y之间”表示包括X和Y的范围。

此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是出于简单和清楚的目的，其本身并不规定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。现在将更具体地参考附图描述可用于实现本公开的特征和功能的示例实施例。

参考图1，在传统的计算机断层摄影(CT)扫描系统100中，使用由X射线源102产生并穿过感兴趣对象104的X射线101。X射线由准直器和闪烁器106转换成光108，光108由实施为光电二极管阵列110的检测器捕获。光电二极管阵列110将光108转换成模拟电信号112，使用模数(A/D)转换器116将其转换成数字信号114。A/D转换器输出的数字信号用于产生称为CT扫描的灰度图像。

光子计数CT成像是一种相对较新的技术，与上述现有CT成像技术相比，它可以提供显著的优势和改进。光子计数CT系统采用包括半导体层的光子计数检测器(PCD)，用于实现记录单个光子与PCD的相互作用的检测器像素阵列。通过跟踪每个相互作用的沉积能量，PCD的探测器像素记录光子的近似能谱和强度，使得光子计数CT是光谱或能量分辨CT技术。相比之下，传统的CT扫描仪使用能量积分检测器(EID)，其中记录了一个或多个光子的总能量以及在固定时间段内沉积在像素中的电子噪声。因此，EID只记录光子强度，类似于黑白摄影。相比之下，PCD记录光子强度和光谱信息，类似于彩色摄影。

光子计数CT成像将上述三步过程转变为通过包括PCD的半导体层从X射线到电荷的更精简的直接转换。特别地，用于实现PCD的半导体材料有效地将每个X射线光子转变成与X射线能量成比例的电荷突发。这项技术的好处包括提高了信噪比，减少了患者的X射线剂量，这是因为相同X射线剂量可以实现更高的分辨率，提高了空间分辨率，并且通过使用多个“能量合并”，能够区分多种造影剂和多种类型的材料/组织。

当光子在PCD中相互作用时，产生的电脉冲的高度与光子的能量大致成比例。通过将像素中产生的每个脉冲与合适的低能量阈值进行比较，可以过滤掉来自低能量事件(由光子相互作用和电子噪声产生)的贡献。因此，与EID相比，PCD具有更高的信噪比和对比噪声比，从而能够在相同的X射线曝光水平下提高图像质量，或在相同的图像质量下降低患者X射线剂量。

在低能量阈值之上引入更多能量阈值使得PCD能够被划分为多个离散能量合并。每个登记的光子根据其能量分配给特定的合并，从而每个像素测量入射X射线光谱的直方图。与在常规CT扫描中获得的估计平均线性衰减系数相比，该光谱信息能够定性地确定重建CT图像中每个像素的材料成分。此外，使用两个以上的能量合并与通常用作造影剂的较重元素相比，能够区分致密的骨骼和钙化，减少了在造影剂注射前进行参考扫描的需要，从而进一步减少了患者所受的X射线剂量。

图2示出了包括PCD的光子计数CT系统200的示例信号处理架构的示意图，PCD包括多个检测器像素，在图2中由单个像素表示。在操作中，电流脉冲来自传感器202，由电荷敏感放大器(CSA)204放大并由脉冲整形器(PS)206整形。从PS 206输出的电压脉冲被输入到一组N个鉴别器(或比较器)208，它们分别将脉冲与/V增加的电压阈值进行比较。该组鉴别器208在“温度计代码”中创建脉冲数字输出。计数器210可以在每个级别或阈值处对脉冲进行计数，其中所得计数值(可以临时存储在结果寄存器212中)表示在每个/V阈值处发生了多少次X射线命中。将认识到，阈值被设置为匹配对应于不同能量光子的不同电压。

图3是示出使用三种不同的计数技术的图2中所示的光电计数CT系统的模拟示例的结果的曲线图，其中不存在重叠的电荷事件。第一波形300表示来自传感器202的电流脉冲，而第二波形302表示从PS 206输出的对应电压脉冲与以毫伏(mV)表示的增加的电压阈值。波形304表示计数器210在每个电平上计数的相应脉冲。最后，波形306表示输入到计数器210的鉴别器208的输出。从图3中将注意到，对于每个电流脉冲，来自脉冲整形器的电压脉冲在鉴别器208上产生输出。计数器210对每个脉冲的峰值鉴别器输出进行计数是期望的响应。

当所有脉冲在时间上相隔足够远时，有多种方法可以有效地实现计数器来计数和“合并”脉冲。这样做的两种常见技术包括异步边缘(asynch_edge)计数和峰值零(peak_zero)计数。使用异步边缘计数，异步计数器与每个鉴别器输出相关联。结果，计数器对于高于相关鉴别器的阈值电平的任何能量电平递增。如果需要“合并”值，对于每个计数器，必须从计数中减去较高阈值级别计数器的计数，以确定阈值级别的正确计数。例如，对于每个鉴别器1-/V计数，与鉴别器0相关联的计数器也递增；因此，为了获得准确的0级计数，必须从鉴别器0的计数中减去鉴别器1-/V的计数。类似地，对于每个鉴别器2-N计数，与鉴别器1相关联的计数器也递增；因此，为了获得准确的1级计数，必须从鉴别器1的计数中减去鉴别器2-N的计数。

使用峰值零计数，从鉴别器0输出的信号的边沿被用来决定增加哪个计数器。该方法基本上只增加鉴别器0上升和下降之间出现的最大鉴别器计数。

当正在计数的事件间隔开而没有任何重叠时，异步边缘计数和峰值零计数都能正常工作。如果没有其他充电事件，将始终有有序的序列，以鉴别器0的上升和下降开始和结束。在最大开关鉴别器之下，所有电平都会有上升沿。

图4示出了在诸如上面描述的情况下的异步边沿和峰值零计数的操作，其中电荷事件间隔开而没有重叠。参考图4，一组波形400对应于鉴别器0-4的输出。如从波形400可见，存在两个充电事件401a、401b。一组波形402示出了响应于充电事件401a、401b使用异步边缘计数来实现计数器的阈值电平0-4的累积计数值。相反，如波形组404所示，当使用峰值零计数来实现计数器时，响应于充电事件401a、401b，阈值电平0-4的累积计数值。

如将在下文中更详细地描述的，一组波形406示出了响应于充电事件401a、401b的阈值电平0-4的累积计数值，使用根据本文描述的实施例的特征的更精确的计数技术，并称为“向下计数(tick down counting)”。

在图4所示的场景中，这在本文中将被称为“非堆积情况”，异步边缘计数器在每次转换时递增(如前所述，需要从较低阈值电平计数器的计数总数中减去较高阈值电平计数器计数总数)，峰值零计数器仅在电平之间达到的最大电平时递增。刻度向下计数器也仅在达到峰值时递增；然而，如将参照图5描述的，在存在堆积的情况下，向下刻度计数器的操作非常不同，并且更准确。

当电荷事件发生得足够近，从而破坏鉴别器上下的有序过渡时，就会发生堆积。随着X射线通量的增加，堆积的发生率会更高，并且可以从统计上预测堆积率。图5中示出了堆积情况。

参照图5，一组波形500对应于鉴别器0-4的输出。如波形500所示，存在三个充电事件501a-501c。与图4中所示的充电事件401a、401b不同，事件501a-501c是重叠的，从而产生堆积情况。一组波形502示出了响应于充电事件501a-501c的阈值电平0-4的累积计数值，使用异步边缘计数来实现计数器。相反，波形组504示出了响应于充电事件501a-501c的阈值电平0-4的累积计数值，其中峰值零计数用于实现计数器。

如图5所示，异步边沿计数技术不能为三个充电事件中的两个增加鉴别器0，如图4所示，如果事件被展开，则会发生这种情况。同样如图5所示，峰值零计数技术不能为三个充电事件501a-501c中的两个增加鉴别器3，如果事件如图4所示被分散，则会发生这种情况，因为它由于能量电平未能回落到鉴别器0的阈值电平而瘫痪。由于以下将详细描述的原因，如一组波形506所示，向下计数技术将所有三个充电事件501a-501c精确地计数为鉴别器3计数。

向下计数技术通过仅计数紧接在“向上计数”事件之前的“向下计数”事件来识别鉴别器输出的峰值。再次参考图5，鉴别器3的每个向下刻度510a-510c前面紧接着相应的向上刻度512a-512c；因此，阈值级别3的计数增加三次(从11到14)。其他鉴别器的各种其他下记号前面紧跟着下记号，而不是上记号，因此不计入相应的计数器值。

将认识到，虽然本文中的实施例是使用向下计数技术来描述的，但是电路可以被设计成实现向上计数技术，其中，在不脱离本文中描述的实施例的精神或范围的情况下，只有紧接着向下计数的那些向上计数才被相应的阈值电平计数器计数。

图6示出了用于实现这里描述的向下刻度计数器的状态机。应当注意，状态机可以被实现为同步或异步状态机。如图6所示，系统开始于空闲状态，并保持在空闲状态，直到鉴别器0(discO)中出现上行信号，响应于此，系统进入上行状态。系统保持在upO状态，直到鉴别器1(disci)中有向上的刻度，响应于此系统进入upl状态，或者直到鉴别器0(-discO)中有向下的刻度，系统响应于此进入incO状态，其中阈值电平0的计数递增。从状态incO，如果下一个事件是鉴别器0中的上跳，则系统返回到upO状态；否则，系统返回到空闲状态。

从upl状态开始，系统将保持在该状态，直到鉴别器2(disc2)中出现上升，响应于此，系统进入up2状态，或者直到鉴别器1(disci)中出现下降，响应于该下降，系统进入阈值电平1的计数递增的状态incl。如果下一个事件是鉴别器1中的上标记，则系统从incl状态返回到upl状态，如果下一事件是鉴别器0中的下标记，则返回到waitO状态；否则，系统返回到空闲状态。从waitO状态开始，系统保持在该状态，直到鉴别器1(disci)中出现上升，响应于该上升，系统返回到upl状态，或者鉴别器0中出现下降，响应于此，系统返回空闲状态。

从up2状态开始，系统将保持在该状态，直到鉴别器3(disc3)中出现上升，响应于此，系统进入up3状态，或者直到鉴别者2(disc2)中出现下降，响应于该下降，系统进入状态inc2，其中阈值电平2的计数递增。从inc2状态，如果下一个事件是鉴别器2中的上跳，则系统返回到up2状态，并且如果下一事件是鉴别器1中的下跳，则进入等待状态；否则，系统进入waitO状态。从等待状态开始，系统保持在该状态，直到鉴别器2(disc2)中出现上升，响应于该上升，系统返回到上升2状态，或者鉴别器1中出现下降，响应于下降，系统返回至等待O状态。

从up3状态开始，系统将保持在该状态，直到鉴别器4(disc4)中出现上升，响应于此，系统进入up4状态，或者直到鉴别者3(disc3)中出现下降，响应于该下降，系统进入状态inc3，其中阈值电平3的计数递增。从inc3状态，如果下一个事件是鉴别器3中的上跳，则系统返回到up3状态，并且如果下一事件是鉴别器2中的下跳，则进入wait2状态；否则，系统进入等待状态。从wait2状态开始，系统保持在该状态，直到鉴别器3(disc3)中出现上升，响应于该上升，系统返回到up3状态，或者鉴别器2中出现下降，响应于此，系统返回等待状态。

从up4状态开始，系统将保持在该状态，直到鉴别器4(-disc4)中出现下降，响应于此，系统进入状态inc4，其中阈值电平4的计数递增。从inc4状态，如果下一个事件是鉴别器4中的上跳，则系统返回到up4状态，并且如果下一事件是鉴别器3中的下跳，则进入wait3状态；否则，系统进入wait2状态。从wait3状态开始，系统保持在该状态中，直到鉴别器4(disc4)中出现上跳，系统响应于该上跳返回到up4状态，或者鉴别器3中出现下跳，系统返回到wait2状态。

图7是示出根据本文描述的某些实施例的特征的光子计数CT扫描系统的示例操作的流程图。将注意到，图7中所示的步骤可以结合对应于如上所述的特定阈值电压电平的每个鉴别器/计数器组合来实现。参考图7，在步骤700中，监测从鉴别器(该鉴别器对应于特定阈值电压电平)输出的信号。在步骤702中，确定是否检测到鉴别器输出信号中的下跳。如果在步骤702中作出否定的确定，则执行返回到步骤700。相反，如果在步骤702中作出肯定的确定，则执行进行到步骤704。

在步骤704中，确定在步骤702中检测到的向下计数是否在输出信号中紧接着前一个向上计数。如果在步骤704中作出否定确定，则执行返回到步骤700。相反，如果在步骤704中作出肯定的确定，则执行进行到步骤706。在步骤706中，与鉴别器的阈值电压电平相关联的计数值(例如，计数器寄存器)增加1。

图8是示出了示例系统1100的框图，该示例系统1100可以被配置为实现根据本文描述的实施例的技术的至少一部分，并且更具体地如上文描述的图所示。如图8所示，系统1100可以包括通过系统总线1106耦合到存储器元件1104的至少一个处理器1102，例如硬件处理器1102。这样，系统可以在存储器元件1104内存储程序代码和/或数据。此外，处理器1102可以执行经由系统总线1106从存储器元件1104访问的程序代码。在一个方面，该系统可以被实现为适合于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应当理解，系统1100可以以包括能够执行本公开中描述的功能的处理器和存储器的任何系统的形式来实现。

在一些实施例中，处理器1102可以执行软件或算法以执行本说明书中所讨论的活动；特别是与本文描述的实施例相关的活动。处理器1102可以包括提供可编程逻辑的硬件、软件或固件的任何组合，包括作为非限制性示例的微处理器、DSP、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、集成电路(IC)、专用IC(ASIC)或虚拟机处理器。处理器1102可以通信地耦合到存储器元件1104，例如以直接存储器存取(DMA)配置，使得处理器1102可以从存储器元件1104读取或写入存储器元件1102。

通常，存储器元件1104可以包括任何合适的易失性或非易失性存储器技术，包括双倍数据速率(DDR)随机存取存储器(RAM)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、闪存、只读存储器(ROM)、光介质、虚拟存储器区域、磁存储器或磁带存储器，或任何其他合适的技术。除非另有规定，否则本文所讨论的任何存储器元件都应被解释为包含在广义术语“存储器”内。被测量、处理、跟踪或发送到或来自系统1100的任何组件的信息可以在任何数据库、寄存器、控制列表、高速缓存或存储结构中提供，所有这些都可以在任何合适的时间段参考。任何这样的存储选项都可以包含在本文所使用的广义术语“存储器”中。类似地，本文所述的任何潜在处理元件、模块和机器应被理解为包含在广义术语“处理器”内。本图中所示的每个元件还可包括用于在网络环境中接收、传输和/或以其他方式传送数据或信息的适当接口，例如具有与这些元件中的另一个相似或相同的硬件的系统。

在某些示例实现中，用于实现本文所概述的实施例的机制可以由编码在一个或多个有形介质中的逻辑来实现，所述逻辑可以包括非暂时性介质，例如，ASIC中提供的嵌入式逻辑、DSP指令、要由处理器或其他类似机器执行的软件(可能包括目标代码和源代码)等。在这些实例中的一些实例中，存储器元件(例如图8中所示的存储器元件1104)可以存储用于本文所述操作的数据或信息。这包括存储器元件能够存储被执行以执行本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令。处理器可以执行与数据或信息相关联的任何类型的指令，以实现本文详述的操作。在一个示例中，处理器，例如图8中所示的处理器1102，可以将元素或物品(例如，数据)从一种状态或事物转换为另一种状态或者事物。在另一示例中，本文概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现，并且本文所标识的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，FPGA、DSP、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程序只读存储器(EEPROM))或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或其任何适当组合的ASIC。

存储器元件1104可以包括一个或多个物理存储器设备，例如本地存储器1108和一个或更多个大容量存储设备1110。本地存储器可以指在程序代码的实际执行期间通常使用的RAM或其他非持久性存储器设备。大容量存储设备可以实现为硬盘驱动器或其他持久数据存储设备。处理系统1100还可以包括一个或多个高速缓冲存储器(未示出)，其提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储设备1110检索程序代码的次数。

如图8所示，存储器元件1104可以存储能量合并事件计数模块1120。在各种实施例中，模块1120可以存储在本地存储器1108、一个或多个大容量存储设备1110中，或者与本地存储器和大容量存储装置分开。应当理解，系统1100可以进一步执行可以促进模块1120的执行的操作系统(图8中未示出)。以可执行程序代码和/或数据的形式实现的模块1120可以由系统1100(例如，由处理器1102)读取、写入和/或执行。响应于从模块1120读取、向模块1120写入和/或执行模块1120，系统1100可以被配置为执行这里描述的一个或多个操作或方法步骤。

可选地，被描绘为输入设备1112和输出设备1114的输入/输出(I/O)设备可以耦合到系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘、诸如鼠标之类的定点设备等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器等。在一些实现中，系统可以包括用于输出设备1114的设备驱动器(未示出)。输入和/或输出设备1112、1114可以直接或通过中间I/O控制器耦合到系统1100。此外，传感器1115可以直接或通过中间控制器和/或驱动器耦合到系统1100。

在一个实施例中，输入和输出设备可以被实现为组合的输入/输出设备(在图8中用围绕输入设备1112和输出设备1114的虚线示出)。这种组合设备的一个例子是触敏显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称“触摸屏”。在这样的实施例中，可以通过触摸屏显示器上或附近的物理对象(例如，用户的触笔或手指)的移动来提供对设备的输入。

可选地，网络适配器1116还可以耦合到系统1100，以使其能够通过介入的专用或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。网络适配器可以包括用于接收由所述系统、设备和/或网络发送到系统1100的数据的数据接收器，以及用于将数据从系统1100发送到所述系统和/或设备的数据发送器。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡是可以与系统1100一起使用的不同类型的网络适配器的示例。

示例1是一种用于在包括多个鉴别器的光子计数CT扫描系统中合并电荷事件的方法，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联，该方法包括：检测从所述鉴别器之一输出的信号中的转变；和仅仅如果检测的鉴别器输出信号中的转变之前紧接着所述鉴别器输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述鉴别器之一相关联的阈值电压电平的计数。

在示例2，示例1的方法可进一步包括：如果检测的鉴别器输出信号中的转变之前紧接着不同于所述鉴别器的输出信号中的相反转变，抑制增加对应于与所述鉴别器之一相关联的阈值电压电平的计数。

在示例3，示例1-2中任一项的方法可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

在示例4,示例1-3中任一项的方法可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

在示例5，示例1-4中任一项的方法可进一步包括：所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

在示例6，示例1-5中任一项的方法可进一步包括：所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

在示例7，示例1-6中任一项的方法可进一步包括：每个鉴别器将输入到鉴别器的电压信号和与鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

在示例8，示例1-7中任一项的方法可进一步包括：当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

在示例9，示例1-8中任一项的方法可进一步包括：所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

示例10是一种用于在包括多个鉴别器的光子计数CT扫描系统中合并电荷事件的方法，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的一个相关联，并且计数器用于计数落在与所述鉴别器相关联的阈值电压范围内的充电事件，所述方法包括,对于每个鉴别器：检测从所述鉴别器输出信号中的转变；仅仅如果检测的转变之前紧接着鉴别器输出信号中的相反转变时，增加计数；和如果检测的鉴别器输出信号转变之前紧接着鉴别器输出信号中的相反转变，抑制增加计数。

在示例11，示例10的方法可进一步包括：所述输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

在示例12，示例10-11中任一项的方法可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

在示例13，示例10-12中任一项的方法可进一步包括：所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

在示例14，示例10-13中任一项的方法可进一步包括：所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

在示例15，示例10-14中任一项的方法可进一步包括：每个鉴别器将输入到所述鉴别器的电压信号和与所述鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

在示例16，示例10-15中任一项的方法可进一步包括：当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

在示例17，示例10-16中任一项的方法可进一步包括：所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

示例18是一种光子计数CT扫描系统，包括：多个鉴别器，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联；和计数电路，被配置为从每个鉴别器接收输出信号；检测从第一鉴别器接收的第一输出信号中的转变；和仅仅如果检测的转变之前紧接着所述输出信号的第一输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述第一鉴别器相关联的阈值电压电平的计数。

在示例19，示例18的系统可进一步包括：所述计数电路还被配置为如果所述输出信号的第一输出信号中检测的转变之前没有紧接着所述第一输出信号中的相反转变，抑制增加与所述鉴别器的第一鉴别器相关联的阈值电压电平相关联的计数。

在示例20，示例18-19中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

在示例21，示例18-20中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

在示例22，示例18-21中任一项的系统可进一步包括：所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

在示例23，示例18-22中任一项的系统可进一步包括：所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

在示例24，示例18-23中任一项的系统可进一步包括：每个鉴别器将输入到所述鉴别器的电压信号和与所述鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

在示例25，示例18-24中任一项的系统可进一步包括：当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

在示例26，示例18-25中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

示例27是一种光子计数CT扫描系统，包括:传感器，用于检测光并输出与检测的光相对应的脉冲；多个鉴别器，用于接收从所述传感器输出的脉冲，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联；和计数电路，被配置为:从每个鉴别器接收输出信号；检测从第一鉴别器接收的第一输出信号中的转变；和仅仅如果检测的转变之前紧接着所述输出信号的第一输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述第一鉴别器相关联的阈值电压电平的计数。

在示例28，示例27的系统可进一步包括：所述计数电路还被配置为如果所述输出信号的第一输出信号中检测的转变之前没有紧接着所述第一输出信号中的相反转变，抑制增加与所述鉴别器的第一鉴别器相关联的阈值电压电平相关联的计数。

在示例29，示例27-28中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

在示例30，示例27-29中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

在示例31，示例27-30中任一项的系统可进一步包括：所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

在示例32，示例27-31中任一项的系统可进一步包括：所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

在示例33，示例27-32中任一项的系统可进一步包括：电荷敏感放大器(CSA)，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前放大从所述传感器输出的脉冲。

在示例34，示例27-33中任一项的系统可进一步包括：脉冲整形器，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前整形来自所述传感器的脉冲输出。

在示例35，示例27-34中任一项的系统可进一步包括：电荷敏感放大器(CSA)，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前放大从所述传感器输出的脉冲；和脉冲整形器，用于在由所述鉴别器接收脉冲之前整形从CSA输出的脉冲。

应注意，本文概述的所有规范、尺寸和关系(例如，元件、操作、步骤等的数量)仅用于示例和教学目的。在不脱离本公开的精神或所附权利要求的范围的情况下，可以显著地改变这种信息。本规范仅适用于一个非限制性示例，因此，应将其解释为这样。在前面的描述中，已经参考特定部件布置描述了示例性实施例。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。因此，描述和附图应被视为说明性的而非限制性的。

注意，对于本文提供的众多示例，可以根据两个、三个、四个或更多个电组件来描述交互。然而，这样做只是为了清楚和举例。应当理解，可以以任何合适的方式合并该系统。沿着类似的设计备选方案，图中所示的任何组件、模块和元件可以以各种可能的配置组合，所有这些都明显在本规范的广泛范围内。在某些情况下，通过仅参考有限数量的电气元件，可以更容易地描述给定流集合的一个或多个功能。应当理解，图及其教导的电路是容易扩展的，并且可以容纳大量组件以及更复杂/复杂的布置和配置。因此，所提供的示例不应限制电路的范围或抑制电路的广泛教导，因为电路可能应用于无数其他架构。

还应注意，在本说明书中，对包括在“一个实施例”、“示例性实施例”和“一个具体实施例”中的各种特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特征等)的引用、“另一实施例”的引用、，任何这样的特征被包括在本公开的一个或多个实施例中，但可以或不必在相同的实施例中组合。

还应注意，与电路架构相关的功能仅示出了可以由图中所示的系统执行或在图中所述的系统内执行的一些可能的电路架构功能。在适当的情况下，可以删除或移除这些操作中的一些，或者可以在不脱离本公开的范围的情况下对这些操作进行显著修改或改变。此外，这些操作的时间可能会有很大的改变。为了举例和讨论的目的，提供了前面的操作流程。本文所述的实施例提供了很大的灵活性，因为可以在不脱离本公开的机器的情况下提供任何合适的布置、时序、配置和定时机制。

本领域技术人员可以确定许多其他的改变、替换、变化、变更和修改，并且本公开意图包括落入所附权利要求范围内的所有这些改变、替代、变化、修改和改动。

注意，上文描述的设备和系统的所有可选特征也可以关于本文描述的方法或过程来实现，并且示例中的细节可以在一个或多个实施例中的任何地方使用。

在这些情况下(上述)的“装置”可以包括(但不限于)使用本文讨论的任何适当组件，以及任何适当的软件、电路、集线器、计算机代码、逻辑、算法、硬件、控制器、接口、链路、总线、通信路径等。

注意，对于上面提供的示例以及本文提供的许多其他示例，可以根据两个、三个或四个网络元件来描述交互。然而，这样做只是为了清楚和举例。在某些情况下，通过仅引用有限数量的网络元素，可以更容易地描述给定流集合的一个或多个功能。应当理解，参考附图(及其教导)所示和描述的拓扑结构易于扩展，并且可以容纳大量组件以及更复杂/复杂的布置和配置。因此，所提供的示例不应限制所示拓扑的范围或抑制所示拓扑可能应用于无数其他架构的广泛教导。

还需要注意的是，前面流程图中的步骤仅说明了可以由图中所示的通信系统执行或在图中所述的通信系统内执行的一些可能的信令场景和模式。在适当的情况下，可以删除或移除这些步骤中的一些，或者可以在不脱离本公开的范围的情况下对这些步骤进行显著修改或改变。此外，许多这些操作被描述为与一个或多个附加操作同时或并行执行。然而，这些操作的时间可能会有很大的改变。为了举例和讨论的目的，提供了前面的操作流程。图中所示的通信系统提供了很大的灵活性，因为在不背离本公开的教导的情况下，可以提供任何合适的布置、时序、配置和定时机制。

尽管已经参考特定布置和配置详细描述了本公开，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下显著改变这些示例性配置和配置。例如，尽管已经参考特定的通信交换来描述了本公开，但是这里描述的实施例可以适用于其他架构。

本领域技术人员可以确定许多其他的改变、替换、变化、变更和修改，并且本公开意图包括落入所附权利要求范围内的所有这些改变、替代、变化、修改和修改。为了协助美国专利和商标局(USPTO)以及本申请中任何专利的任何读者解释本申请所附权利要求，申请人希望注意到，申请人：(a)不打算引用本申请提交之日存在的《美国法典》第35卷第142节第6(6)段的任何附加权利要求，除非在特定权利要求中专门使用了“用于”或“步骤”字样；以及(b)不打算通过说明书中的任何陈述以所附权利要求中未另外反映的任何方式限制本公开。

Claims (35)

1.一种用于在包括多个鉴别器的光子计数CT扫描系统中合并电荷事件的方法，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联，所述方法包括：

检测从所述鉴别器之一输出的信号中的转变；和

仅仅如果检测的鉴别器输出信号中的转变之前紧接着所述鉴别器输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述鉴别器之一相关联的阈值电压电平的计数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括如果检测的鉴别器输出信号中的转变之前紧接着不同于所述鉴别器的输出信号中的相反转变，抑制增加对应于与所述鉴别器之一相关联的阈值电压电平的计数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中每个鉴别器将输入到所述鉴别器的电压信号和与所述鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

8.根据权利要求7所述的方法，其中当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

10.一种用于在包括多个鉴别器的光子计数CT扫描系统中合并电荷事件的方法，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的一个相关联，并且计数器用于计数落在与所述鉴别器相关联的阈值电压范围内的充电事件，所述方法包括,对于每个鉴别器：

检测从所述鉴别器输出信号中的转变；

仅仅如果检测的转变之前紧接着鉴别器输出信号中的相反转变时，增加计数；和

如果检测的鉴别器输出信号转变之前紧接着鉴别器输出信号中的相反转变，抑制增加计数。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

14.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

15.根据权利要求10或11所述的方法，其中每个鉴别器将输入到所述鉴别器的电压信号和与所述鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

16.根据权利要求15所述的方法，其中当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

17.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

18.一种光子计数CT扫描系统，包括：

多个鉴别器，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联；和

计数电路，被配置为：

从每个鉴别器接收输出信号；

检测从第一鉴别器接收的第一输出信号中的转变；和

仅仅如果检测的转变之前紧接着所述输出信号的第一输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述第一鉴别器相关联的阈值电压电平的计数。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述计数电路还被配置为如果所述输出信号的第一输出信号中检测的转变之前没有紧接着所述第一输出信号中的相反转变，抑制增加与所述鉴别器的第一鉴别器相关联的阈值电压电平相关联的计数。

20.根据权利要求18或19所述的系统，其中所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

21.根据权利要求18或19所述的系统，其中所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

22.根据权利要求18或19所述的系统，其中所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

23.根据权利要求18或19所述的系统，其中所述多个阈值电压电平包括五个阈值电压电平。

24.根据权利要求18或19所述的系统，其中每个鉴别器将输入到所述鉴别器的电压信号和与所述鉴别器相关联的阈值电压电平进行比较。

25.根据权利要求24所述的系统，其中当输入到所述鉴别器的电压信号超过与所述鉴别器相关联的阈值电压电平时，所述鉴别器中的每一个的输出被驱动为高。

26.根据权利要求18或19所述的系统，其中所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

27.一种光子计数CT扫描系统，包括:

传感器，用于检测光并输出与检测的光相对应的脉冲；

多个鉴别器，用于接收从所述传感器输出的脉冲，其中每个鉴别器与多个阈值电压电平中的相应一个相关联；和

计数电路，被配置为:

从每个鉴别器接收输出信号；

检测从第一鉴别器接收的第一输出信号中的转变；和

仅仅如果检测的转变之前紧接着所述输出信号的第一输出信号中的相反转变时，才增加对应于与所述第一鉴别器相关联的阈值电压电平的计数。

28.根据权利要求27所述的系统，其中所述计数电路还被配置为如果所述输出信号的第一输出信号中检测的转变之前没有紧接着所述第一输出信号中的相反转变，抑制增加与所述鉴别器的第一鉴别器相关联的阈值电压电平相关联的计数。

29.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述鉴别器输出信号中的转变包括由高到低转变组成的下跳。

30.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述鉴别器输出信号中的相反转变包括由低到高转变组成的上跳。

31.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述多个鉴别器包括五个鉴别器。

32.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述鉴别器输出信号包括温度计代码。

33.根据权利要求27或28所述的系统，还包括电荷敏感放大器(CSA)，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前放大从所述传感器输出的脉冲。

34.根据权利要求27或28所述的系统，还包括脉冲整形器，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前整形来自所述传感器的脉冲输出。

35.根据权利要求27或28所述的系统，还包括：

电荷敏感放大器(CSA)，用于在所述脉冲被所述鉴别器接收之前放大从所述传感器输出的脉冲；和

脉冲整形器，用于在由所述鉴别器接收脉冲之前整形从CSA输出的脉冲。

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