KR20190124747A - 광자 계수 기반의 x-선 검출기 시스템 - Google Patents

광자 계수 기반의 x-선 검출기 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190124747A
KR20190124747A KR1020197028152A KR20197028152A KR20190124747A KR 20190124747 A KR20190124747 A KR 20190124747A KR 1020197028152 A KR1020197028152 A KR 1020197028152A KR 20197028152 A KR20197028152 A KR 20197028152A KR 20190124747 A KR20190124747 A KR 20190124747A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photon
sub
channel
count
channels
Prior art date
Application number
KR1020197028152A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102465367B1 (ko
Inventor
크리스테르 스벤손
Original Assignee
프리스매틱 센서즈 에이비
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 프리스매틱 센서즈 에이비 filed Critical 프리스매틱 센서즈 에이비
Publication of KR20190124747A publication Critical patent/KR20190124747A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102465367B1 publication Critical patent/KR102465367B1/ko

Links

Images

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
    • G01T1/18—Measuring radiation intensity with counting-tube arrangements, e.g. with Geiger counters
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • 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
    • G01T1/247—Detector read-out circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

각각의 검출기 요소가 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 각각의 광자 계수 채널(4, PCC)에 연결되는 다수의 검출기 요소(2), 및 광자 카운트 아웃풋을 출력하기 위해 광자 계수 채널에 연결되는 판독 유닛(9)으로 구성되는 x-선 검출기 시스템(1)이 제공된다. x-선 검출기 시스템(1)은 광자 계수 채널(PCC, 4)의 적어도 부분 집합 각각이 둘 이상의 광자 계수 서브-채널(40-1 내지 40-M)로 구성되고, 각각의 광자 계수 서브-채널은 하나 이상의 광자 카운트 출력을 제공하고 성형 필터(6)를 가지는 것을 특징으로 하고, 광자 계수 서브-채널의 성형 필터는 상이한 성형 시간으로 설정되고, 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 상이한 에너지 레벨의 광자를 카운트하게 된다. 또, 판독 유닛(9)은, 각각의 광자 계수 채널(PCC)에 대해, 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋을 선택하도록 설정된다.

Description

광자 계수 기반의 X-선 검출기 시스템
제안된 기술은 x-선 영상화와 같은 방사선 영상화 및 관련된 x-선 검출기 시스템에 관한 것이다.
x-선 영상화와 같은 방사선 영상화는 의료 응용 분야에서 비파괴 검사를 위해 수년간 사용되어 왔다.
보통, x-선 영상화 시스템은 x-선 광원 및 x-선 검출기 시스템을 포함한다. x-선 광원은 x-선을 방출하고, 이는 영상화될 피사체 또는 대상을 통과하여 x-선 검출기 시스템에 의해 등록된다. 어떤 재료는 다른 재료 보다 x-선의 더 큰 분율(fraction)을 흡수하기 때문에, 영상은 피사체 또는 대상으로 형성된다.
x-선 영상화 검출기에 대한 도전은 대상 또는 피사체의 영상에 대한 인풋을 제공하기 위해 검출된 x-선으로부터 최대 정보를 추출하는 것이고, 여기에서 대상 또는 피사체는 밀도, 구성 요소 및 구조로 묘사된다. 필름-스크린을 검출기로 사용하는 것이 여전히 흔하지만, 오늘날의 검출기는 주로 디지털 영상을 제공한다.
현대의 x-선 검출기는 보통 입사하는 x-선을 전자로 변환시켜야 하고, 이는 전형적으로 광전 효과(photoelectric effect)를 통해 또는 컴프턴 상호 작용(Compton interaction)을 통해 일어나고 결과로 초래된 전자는 보통 그의 에너지가 손실되고 광선이 감광성 물질에 의해 차례로 검출될 때까지 이차적인 가시광을 생성한다. 또한, 반도체에 기반한 검출기도 있고, 이 경우 x-선에 의해 생성된 전자는 적용된 전계를 통해 수집된 전자-전공 쌍(electron-hole pair)으로 전하를 생성한다.
검출기가 다수의 x-선으로부터 통합된 신호를 제공한다는 점에서 통합 모드에서 작동하는 검출기가 있고 신호는 픽셀에서 입사하는 x-선의 개수의 최고의 추정을 회수(retrieve)하기 위해 나중에서야 디지털화된다.
광자 계수 검출기는 또한 일부 응용에 있어서 현실성 있는 대안으로써 나타났고; 현재 그러한 검출기는 유방조영술에서 주로 상업적으로 이용 가능하다. 광자 계수 검출기는 주로 각 x-선에 대한 에너지가 측정될 수 있기 때문에 대상의 구성 요소에 대해 추가적인 정보를 산출하는 이점을 가질 수 있다. 이러한 정보는 영상 품질을 향상시키고 및/또는 방사선량을 감소시키는데 사용될 수 있다.
실리콘 또는 게르마늄과 같은 간단한 반도체 재료를 사용할 때, 컴프턴 산란은 검출기에서 전자-전공 쌍으로 전환 전에 많은 x-선 광자의 고 에너지로부터 저 에너지로의 변환을 유발한다. 이는 본래 더 높은 에너지에서, 기대했던 것 보다 훨씬 더 적은 전자-정공 쌍을 생산하여, x-선 광자의 큰 분율을 야기하고, 이는 에너지 분포의 하단부에서 나타나는 광자 플럭스(flux)의 상당한 부분을 차례로 야기한다. 가급적 많은 x-선 광자의 검출을 위해서, 따라서 가능한 저 에너지의 검출이 요구된다.
도 1은 세 개의 상이한 x-선 튜브 전압에 대한 에너지 스펙트럼의 예를 예시하는 개략도이다. 에너지 스펙트럼은 더 낮은 에너지 범위에서의 컴프턴 이벤트 및 더 높은 에너지 범위에서의 광전 흡수 이벤트를 포함하여, 상이한 유형의 상호 작용의 혼합으로부터 축적된 에너지로 형성된다.
직접적인 반도체 검출기를 통해 x-선 광자를 검출하기 위한 종래의 메커니즘은 기본적으로 아래와 같이 작동한다. 컴프턴 산란 이후의 광자 또한 포함하는, x-선 광자는 반도체 검출기 내부에서 전자-정공 쌍으로 변환되고, 전자-정공 쌍의 개수는 일반적으로 광자 에너지에 비례한다. 전자와 정공은 그 후 검출기 전극을 향해 드리프트 되고, 검출기를 떠난다. 이러한 드리프트 동안에, 전자와 정공은 전극 내에 전류를 유도하고, 이는, 예를 들어 도 2에 개략적으로 예시된 바와 같이, 전하증폭기(Charge Sensitive Amplifier(CSA))를 통해, 이어서 성형 필터(Shaping Filter(SF))에 의해 측정될 수 있는 전류이다.
하나의 x-선 이벤트로부터 전자와 정공의 수는 x-선 에너지에 비례하기 때문에, 하나의 유도된 전류 펄스의 총 전하는 이 에너지에 비례한다. 전류 펄스는 전하증폭기에서 증폭된 후 성형 필터에 의해 걸러진다. 성형 필터의 적절한 성형 시간을 선택함으로써, 필터링 이후의 펄스 진폭은 전류 펄스의 총 전하에 비례하고, 따라서 x-선 에너지에 비례한다. 성형 필터에 이어서, 펄스 진폭은 하나 이상의 비교기(comparator: COMP)에서 하나 또는 여러 문턱 값(Thr)으로 그의 값을 비교함으로써 측정되고, 카운터가 도입되며 그에 의해 펄스가 문턱 값 보다 클 때 건수가 기록될 수 있다. 이러한 방법으로 특정 시간 프레임 내에 검출된 각각의 문턱 값(Thr)에 상응하는 에너지를 초과하는 에너지를 갖는 x-선 광자의 수를 카운트 및/또는 기록하는 것이 가능하다.
임의의 전하증폭기에 내재된 문제는 전하증폭기가 검출된 전류에 전자 잡음을 첨가할 것이라는 점이다. 실제 x-선 광자 대신에 잡음을 검출하는 것을 피하기 위해, 따라서 잡음 값이 문턱 값을 초과하는 횟수가 x-선 광자의 검출을 방해하지 않을 정도로 충분히 낮을 수 있도록 최저 문턱 값(Thr)을 충분히 높게 설정하는 것이 중요하다. 성형 필터는 성형 시간의 큰 값은 x-선 광자에 의해 유발된 긴 펄스로 이어질 것이고 필터 후에 잡음 진폭이 감소할 것이라는 일반적인 특성을 갖는다. 성형 시간의 작은 값은 짧은 펄스 및 더 큰 잡음 진폭으로 이어질 것이다. 따라서, 가급적 많은 x-선 광자를 카운트하기 위해, 많은 성형 시간은 잡음을 최소화하고 상대적으로 적은 문턱(threshold) 레벨의 사용을 가능하게 하는 것이 바람직하다.
x-선 광자 검출기의 임의의 카운트에 있어서 다른 문제점은 이른바 파일-업(pile-up)이라는 문제이다. x-선 광자의 플럭스 속도가 높을 때 이후의 두 전하 펄스 사이를 식별하는데 있어서 문제가 생길 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 필터 이후의 펄스 길이는 성형 시간에 의존한다. 이 펄스 길이가 두 개의 x-선 광자가 유도된 전하 펄스 사이에서 시간 보다 큰 경우, 펄스는 함께 커질 것이고 두 개의 광자는 식별 불가능하며 하나의 펄스로 카운트될 수 있다. 이를 파일-업이라고 부른다. 높은 광자 플럭스에서 파일-업을 피하기 위한 유일한 방법은 따라서 적은 성형 시간을 이용하는 것이다.
결과적으로, 여기 내재된 갈등이 있다; 잡음을 처리하기 위해 많은 성형 시간이 요구되고 파일-업을 처리하기 위해 적은 성형 시간이 요구된다.
실제로 성형 시간의 절충 값이 일반적으로 선택되고, 이는 낮은 플럭스에 최적화되지도 높은 플럭스에 최적화되지도 않는다. 낮은 플럭스에 대해서, 잡음이 유도된 카운트를 피하기 위해서, 매우 높은 문턱 값을 선택해야 하기 때문에, 카운트된 x-선 광자의 총 개수는 매우 낮아질 것이다. 높은 플럭스에 대해서, 파일-업 효과 때문에, 카운트된 x-선 광자의 총 개수 또한 매우 낮아질 것이다.
미국 특허 제7,149,278호 및 미국 특허 제7,330,527호는 입사 플럭스 레벨에서 변화를 수용하기 위해 광자 계수 에너지-민감성 방사선의 성형 시간을 다이내믹하게 제어하는 방법 및 시스템을 개시한다. 시스템은 다이내믹하게 변동하는 성형 시간에 따른 출력으로 광자 카운트를 제공하기 위해 검출기 요소로부터 신호를 수신하도록 연결되는 광자 계수 채널을 포함한다. 광자 계수 채널은 광자 카운트 출력 데이터에 기반하여 근 실시간으로 변동하는 성형 시간을 제어하는 적어도 하나의 성형 시간 제어기를 포함하는 분리된 제어기에 의해 제어되어야 한다.
이것은 위에 언급한 충돌에 대한 가능한 처리 방안을 제공하지만, 미국 특허 제7,149,278호 및 미국 특허 제7,330,527호에서 제안된 해결책은 따라서 실시간 요구 사항에 대해 도전적인 프로그래밍을 갖는, 다이내믹하게 제어 가능한 고성능의 성형 필터 및 분리된 제어기를 요구한다.
미국 특허 제5,873,054호는 디지털 방식으로 조합 로직 신호 프로세서에 기초한 고속 x-선 분광기에 대한 방법 및 장치에 관한 것이지만, 해결책을 제공하지 않을 뿐만 아니라 위에서 언급한 문제에 관련한 것도 아니다.
미국 특허 제8,378,310호는 위에서 논의된 파일-업 문제를 적어도 부분적으로 해결하는 리셋 메커니즘을 개시한다.
미국 특허 제9,482,764호는 표면 및 그 표면에 배치된 복수의 화소로 된 양극을 갖는 반도체 검출기로 구성되는 방사선 검출기 시스템에 관한 것으로, 적어도 하나의 화소로 된 양극은 화소로 된 양극에 의해 수집된 전하에 상응하는 수집된 전하 신호를 발생시키고 화소로 된 양극에 대해 인접한 양극에 의해 수집된 전하에 상응하는 미수집된(non-collected) 전하 신호를 발생시키도록 설정된다. 아이디어는 화소로 된 양극에서 수집된 전하 신호에 대해 수집된 값을 결정하고, 인접한 양극에 의해 수집된 전하에 상응하는 화소로 된 양극에서 미수집된 전하 신호에 대해 미수집된 값을 결정하고, 교정 계수에 의해 조절된 미수집된 전하 신호에 대한 값을 이용하여 인접한 양극에 의해 수집된 전하에 대해 교정된 값을 결정하고, 수집된 값 및 교정된 값을 이용하여 화소로 된 양극 및 인접한 양극에 의해 수집된 전하 공유 이벤트에 의해 생산된 총 전하를 결정하는 것이다. 전하 공유 이벤트는 수집된 값 및 교정된 값을 이용하여 결정된 전하 공유 이벤트의 총 전하가 소정의 값을 초과할 경우 화소로 된 양극 또는 인접한 양극 중 하나에 관련된 싱글 이벤트로써 카운트 된다. 수집된 전하 신호와 미수집된 전하 신호의 합에 상응하는 결합된 값이 결정되고, 미수집된 값은 결합된 값과 수집된 값 사이의 차이를 이용하여 결정된다. 두 개의 상이한 성형기가 사용될 수 있고, 제 1 성형기는 제 1 성형된 신호를 발생시키고 제 1 성형된 신호를 이용하여 수집된 값을 결정하는데 사용되고, (제 1 성형기 보다 높은 주파수를 갖는) 제 2 성형기는 제 2 성형된 신호를 발생시키고 제 2 성형된 신호를 이용하여 결합된 값을 결정하는데 사용된다.
이에 따라 여전히 광자 계수 x-선 검출기가 직면한 충돌 요건을 해결하기 위해 개선되거나 대안적인 해결책이 요구된다.
개선된 x-선 검출기 시스템을 제공하는 것이 목적이다.
다른 목적은 개선된 x-선 영상화 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명의 실시예로 충족된다.
제 1 양상에 따르면, 각각의 검출기 요소가 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 각각의 광자 계수 채널(PCC)에 연결되는 다수의 검출기 요소, 및 광자 카운트 아웃풋을 출력하는 광자 계수 채널에 연결되는 판독 유닛으로 구성되는 x-선 검출기 시스템이 제공된다. x-선 검출기 시스템은 광자 계수 채널(PCC)의 적어도 부분 집합 각각이 둘 이상의 광자 계수 서브-채널로 구성되고, 각각의 광자 계수 서브-채널은 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하고 성형 필터를 구비하는 것이 특징이고, 광자 계수 서브-채널의 성형 필터는 상이한 성형 시간으로 설정된다. 각각의 광자 계수 서브-채널은 비교기의 N ≥ 1인 수로 구성되고, 각각의 비교기는 관련된 카운터를 선택적으로 트리거하는 광자 계수 서브-채널의 성형 필터의 출력 신호와의 비교를 위해 각각의 비교기 문턱 레벨을 갖는다. 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은, 상이한 에너지 레벨의 광자를 카운트하게 된다. 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널 보다 최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하기 위해 더 낮은 비교기 문턱 레벨로 설정된다. 더욱이, 판독 유닛은, 각각의 광자 계수 채널(PCC)에 대해, 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋을 선택하도록 설정된다.
이러한 방법으로, 동시에 잡음 및 파일-업 모두를 처리하는 효과적이고 강력한 해결책을 획득한다. 상이한 서브-채널은 상이한 에너지 레벨/빈(bin)에 대해 더 최적화될 수 있고, 또한 다양한 방사선 플럭스에서 유효한 신호 대 잡음 비를 최적화하는 것이 가능하다.
제 2 양상에 따르면, 그러한 x-선 검출기 시스템으로 구성되는 x-선 영상화 시스템이 제공된다.
다른 양상 및/또는 이점은 아래 기재를 읽을 경우 이해될 것이다.
도 1은 세 개의 상이한 x-선 튜브 전압에 대한 에너지 스펙트럼의 예를 예시하는 개략도이다.
도 2는 광자 계수 메커니즘의 일례를 예시하는 개략도이다.
도 3은 전체적인 x-선 영상화 시스템의 일례를 예시하는 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 x-선 검출기 시스템의 일례를 예시하는 개략도이다.
도 5는 상이한 서브-채널이 상이한 에너지 빈에 대해 최적화되는 광자 계수 채널의 일례를 예시하는 단순화된 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 광자 계수 채널의 일례를 예시하는 개략도이다.
도 7은 비교기 전압 값의 함수로써 긴 성형 시간(N1)과 짧은 성형 시간(N2)을 갖는 성형기에 대해 문턱 위의 카운트의 차이(N1-N2)의 일례를 예시하는 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 컴퓨터 구현의 일례를 예시하는 개략도이다.
명세서 전체에 걸쳐, 용어 "성형 필터" 및 "성형기"는 교대로 사용될 것이다.
도 3을 참조하여, 예시적인 전체의 x-선 영상화 시스템의 개요로 시작하는 것이 유익할 수 있다. 이 비제한적인 실시예에서, x-선 영상화 시스템(20)은 기본적으로 x-선 광원(10), x-선 검출기 시스템(11) 및 관련된 영상 처리 장치(12)로 구성된다. 일반적으로, x-선 검출기 시스템(11)은 선택적인 x-선 광학에 의해 초점이 맞춰지고 대상 또는 피사체 또는 그 일부를 통과한 x-선 광원으로부터 방사선을 등록하도록 설정된다. x-선 검출기 시스템(11)은 영상 처리 및/또는 영상 재구성을 가능하게 하기 위해 (x-선 검출기 시스템에 통합될 수 있는) 적절한 판독 전자 장치를 통해 영상 처리 장치(12)에 연결된다.
x-선 영상화 시스템에 흔히 사용되는 예는 컴퓨터 단층촬영(CT) 시스템이고, 이는 x-선의 팬 또는 콘 빔을 생산하는 x-선 튜브 및 환자나 대상을 통해 전송되는 x-선의 분율을 등록하는 대향하는 x-선 검출기 시스템을 포함할 수 있다. x-선 튜브 및 검출기 시스템은 보통 영상화된 대상 주위로 회전하는 갠트리 내에 장착된다.
제안된 기술은 특히 광자 계수 검출기에 관련되는데, 예를 들어 실리콘 또는 게르마늄에 기반한 검출기와 같이 간단한 반도체 검출기에서 직접적인 검출에 기반한 광자 계수 검출기에 관련된다.
바람직한 경우, 제안된 기술은 또한 에너지 분해 검출기 시스템에 적용 가능하고, 이는 또한 에너지 판별(energy-discriminating) 또는 멀티-빈(multi-bin) 검출기로도 언급된다.
도 4는 일 실시예에 따른 x-선 검출기 시스템의 일례를 예시하는 개략도이다.
제 1 양상에 따르면, i가 1에서 K로 가는 각각의 검출기 요소가 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 각각의 광자 계수 채널(PCC)(4-i)에 연결되는, K ≥ 2인 다수의 검출기 요소(2-1 내지 2-K), 및 광자 카운트 아웃풋을 출력하는 광자 계수 채널(4-1 내지 4-K)에 연결되는 판독 유닛(9)으로 구성되는 x-선 검출기 시스템(1)이 제공된다. x-선 검출기 시스템(1)은 광자 계수 채널(PCC)의 적어도 부분 집합 각각이, M ≥ 2일 경우, 두 개 이상의 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40-1 내지 40-M)로 구성되고, 각각의 광자 계수 서브-채널은 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하고 성형 필터를 구비하는 것을 특징으로 하고, 광자 계수 서브-채널의 성형 필터는 상이한 성형 시간으로 설정되며, 판독 장치(9)는 각각의 광자 계수 채널(PCC)에 대해서, 광자 계수 서브-채널(40-1 내지 40-M)로부터 광자 카운트 아웃풋을 선택하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
이러한 방식으로, 광자 계수 채널 당 두 개 이상의 평행한 광자 계수 서브-채널을 사용함으로써, 평행한 서브-채널은 상이한 성형 시간으로 설정되고, 위에 언급한 잡음 및 파일-업 문제를 해결하기 위한 효과적이고 강력한 해결책이 획득된다. 특히, 다양한 방사선 플럭스에서 유효한 신호 대 잡음 비를 최적화하는 것이 가능하다.
예로써, 각각의 광자 계수 서브-채널은 비교기의 N ≥ 1인 수로 구성되고, 각각의 비교기는 관련된 카운터를 선택적으로 트리거하는 광자 계수 서브-채널의 성형 필터의 출력 신호와의 비교를 위해 각각의 비교기 문턱 레벨을 갖는다.
상이한 문턱 레벨을 갖는 둘 이상의 비교기를 사용하는 것은 에너지 분해 광자 계수 x-선 검출기 시스템에 상응하고, 여기서 각각의 비교기 및 관련된 카운터는 멀티-빈 시스템에서 에너지 빈으로서 간주될 수 있다.
예로써, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널 보다 최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하기 위해 더 낮은 비교기 문턱 레벨로 설정될 수 있다.
제안된 기술에 따르면, 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한, 광자 계수 서브-채널은, 이에 따라 도 5에서 개략적으로 예시되는 바와 같이, 상이한 에너지 레벨의 광자를 카운트하도록 될 수 있다.
다시 말하면, 상이한 서브-채널은 상이한 에너지 레벨/빈에 대해 최적화될 수 있다.
예를 들어, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널(A)은 최저 에너지 레벨(들)의 광자를 카운트하도록 될 수 있고, 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널(B)은 더 높은 에너지 레벨(들)의 광자를 카운트하도록 될 수 있다.
더 많은/더 긴 성형 시간으로, 잡음이 감소되고, 잡음으로부터 저 에너지 광자를 식별하는 문턱은 더 짧은 성형 시간에 대해 가능한 것 보다 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 대해 더 낮은 값으로 설정될 수 있다. 이러한 방식으로, 그 반대는 상실된 카운트가 실제로 등록될 수 있다.
예로써, 더 긴 성형 시간을 갖는 성형기는 다음의 문턱: 5, 10 keV와 관련될 수 있고, 반면에 더 짧은 성형 시간을 갖는 성형기는 다음의 문턱: 10, 20, 30, 40 등의 keV와 관련될 수 있다.
에너지 빈은 각각의 문턱 레벨에 의해 주어진 바와 같이 하한 및 상한으로 정의되는, 에너지 주기에 상응한다. 예로써, 5 keV 미만의 임의의 펄스는 잡음으로 간주될 수 있고, 최저 에너지 빈은 5 내지 10 keV가 될 수 있고, 다음 에너지 빈은 10 내지 20 keV가 될 수 있고, 20 내지 30 keV, 30 내지 40 keV 등으로 이어진다.
따라서, 긴 성형 시간(낮은 잡음)은 더 짧은 성형 시간(더 높은 잡음)에 대한 최소 문턱 보다 낮은 에너지로 광자 카운트에 대한 데이터를 얻는데 사용될 수 있다. 최저 빈(들)은 긴 성형 시간 성형기로부터 나올 수 있고 기타 빈들은 짧은 성형 시간 성형기로부터 나올 수 있다. 높은 계수율에서 파일-업 효과가 나타날 경우 최저 에너지 빈(들)에 중압을 줄 수 있고 또는 이는 그 후의 영상 재구성에서 설명될 수 있다.
보통, 광자 계수 서브-채널은 펄스 높이가 검출기 요소에 의해 수집된 총 전하에 비례한다는 것을 기억함으로써, 검출기 요소 마다 수집된 전하의 총량을 측정하도록 하는 성형 시간을 갖는다.
미국 특허 제9,482,764호는 두 개의 성형기를 사용하여 인접한 검출기 요소 또는 화소 사이에서 수집된 전하의 공유에 대해 측정하고 보정하는 것을 개시한다. 그러나, 성형 시간은 어느 경로로든 파일-업을 최소화하도록 되지 않고 따라서 현재의 기술에 의한 객관적인 문제 어드레스를 해결하지 않는다. 또, 본 원 발명에서, 미국 특허 제9,482,764호와 달리, 양 성형 필터는 펄스 높이가 검출 요소에 의해 수집된 총 전하에 비례하도록 된, 즉 펄스 높이가 인접한 디텍터 요소로부터 유도된 신호에 의한 영향을 받지 않는, 성형 시간을 갖는다. 추가로, 미국 특허 제9,482,764호에는 상이한 에너지 레벨에 대한 상이한 서브-채널을 최적화하는 것에 대한 언급이 없다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 펄스 진폭은 다음과 같이 각각의 서브-채널에서 측정된다: 서브-채널에서 (최저 문턱 값을 갖는 비교기와 같은) 비교기가 펄스의 시작을 등록할 때, 피크-탐색 회로는 비교기에 대한 펄스 높이를 비교함으로써 펄스의 피크 값을 검색하기 시작한다. 이러한 검색 과정은 미리 정의된 펄스 등록 시간 동안 일어나고, 그 동안에 어떠한 새로운 펄스도 등록될 수 없다. 펄스 등록 시간의 끝에, 검색 중 직면한 최대 피크 값이 등록되고, 서브-채널은 새로운 펄스를 등록하기 위해 벗어난다.
펄스 지속 시간은 서브-채널의 성형 시간에 달려 있다. 펄스 지속 시간 보다 짧은 펄스 등록 시간을 사용하는 것은 동일한 펄스의 이중-계수를 유발할 수 있고, 펄스 지속 시간 보다 긴 펄스 등록 시간을 사용하는 것은 카운트 손실을 유발할 수 있다.
특정한 예시적 실시예에서, 긴 성형 시간을 갖는 광자 계수 서브-채널은 따라서 짧은 성형 시간을 갖는 서브-채널 보다 긴 샘플 또는 펄스 등록 시간을 사용하도록 설정될 수 있다. 다시 말하면, 각각의 서브-채널의 펄스 등록 시간은 따라서 그 서브-채널의 일반적인 펄스의 지속 시간에 유사해지도록 선택될 수 있다. 따라서, 더 많은 펄스 등록 시간은 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 사용될 수 있고, 더 적은 펄스 등록 시간은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 사용될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 광자 계수 채널의 일례를 예시하는 개략도이다.
예로써, 각각의 광자 계수 채널(PCC)(4)은 하나 이상의 전하증폭기(5)를 갖고, 각각의 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40)은 성형 필터(6) 및 비교기(7-1 내지 7-N) 및 관련된 카운터(8-1 내지 8-N)의 N ≥ 1인 수를 포함한다.
예를 들어, 각각의 광자 계수 채널(PCC)(4)은 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40-1 내지 40-M)에 의해 공유되는 일반적인 전하증폭기(5)를 갖고, 또는 각각의 광자 계수 서브-채널은 광자 계수 서브-채널의 성형 필터에 입력 신호를 제공하기 위해, 그의 자체 전하증폭기를 갖는다. (도 6에 도시되지 않음)
다른 유형의 실시예는 이제 기술될 것이고, 여기서 판독 유닛은 광자 플럭스 속도에 의존하는 서브-채널 사이에서 선택적으로 전환(switch)할 수 있다.
특정 예에서, 판독 유닛(9)은 바람직하게는, 광자 카운트 아웃풋이 제공될 때 광자 플럭스 속도에 기초하여 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40-1 내지 40-M) 사이에서, 각각의 광자 계수 채널(PCC)에 대해, 선택적으로 전환하도록 설정될 수 있다.
예로써, 광자 플럭스 속도는 광자 카운트 아웃풋 값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 광자 카운트 아웃풋 데이터가 제공될 때 광자 계수 서브-채널의 선택은 현재의 또는 이전의 관찰된 카운터 값에 기초할 수 있다. 특히, 판독 유닛(9)은 이미 카운터(8-1 내지 8-N)로부터 광자 카운트 아웃풋 데이터를 수신하기 위해 연결되기 때문에, 추가적인 피드백 경로가 필요 없다는 것을 주목할 수 있다.
특정 예에서, 판독 유닛(9)은 광자 플럭스 속도가 플럭스 문턱 보다 높을 때 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터(6)를 구비한 광자 계수 서브-채널(40)로부터 광자 카운트 아웃풋(들)을 선택하고, 광자 플럭스 속도가 플럭스 문턱과 동일하거나 플럭스 문턱 보다 낮을 때 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터(6)를 구비한 광자 계수 서브-채널(40)로부터 광자 카운트 아웃풋(들)을 선택하도록 설정된다.
더 일반적으로, 도 6의 예에서 예시된 바와 같이, 각각의 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40)은 비교기(7-1 내지 7-N)의 N ≥ 1인 수로 구성되고, 각각의 비교기는 관련된 카운터를 선택적으로 트리거하는 광자 계수 서브-채널의 성형 필터의 출력 신호와의 비교를 위해 각각의 비교기 문턱 레벨을 갖는다.
전형적으로, 비교기의 아날로그 전압은 디지털 아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter: DAC)에 의해 설정된다. DAC는 제어기에 의해 보내진 디지털 세팅을 아날로그 전압으로 변환시키고 이에 대해서 광자-유도된 펄스가 비교될 수 있다. 광자의 에너지를 결정하기 위해서, DAC로 보내진 디지털 세팅 및 광자 에너지 사이의 변환(translation)을 인지해야 할 필요가 있다. 이러한 관계는 E = g x DS + m으로 표현될 수 있고, 여기서 E는 광자의 에너지이고 DS는 디지털 세팅이며, g는 이득으로 언급되고 m은 오프셋으로 언급된다.
언급했듯이, 에너지 분해 광자 계수 x-선 검출기 시스템에 상응하는 상이한 문턱 레벨을 갖는 두 개 이상의 비교기를 사용하여, 각각의 비교기 및 관련된 카운터는 멀티-빈 시스템에서 에너지 빈으로서 간주될 수 있다.
광자 계수 서브-채널(PCSC)(40)은 상이한 수의 비교기를 가질 수 있다.
특정 예에서, 하나 이상의 광자 계수 서브-채널(PCSC)(40)은 상이한 비교기 문턱 레벨을 갖는 두 개 이상의 비교기(7) 및 상이한 광자 에너지 레벨에서 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 관련된 카운터(8)를 갖는다.
예로써, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널 보다 최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하기 위해 더 낮은 비교기 문턱 레벨로 설정될 수 있다.
최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하도록 설정된 각각의 광자 계수 서브-채널의 비교기 및 관련된 카운터를 제외하고, 두 개 이상의 광자 계수 서브-채널(PCSC)은 비교기 및 카운터의 부분 집합을 공유할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
특정 구현 예에서, 광자 계수 채널(PCC)은 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)에 내장된다.
제 2 양상에 따르면, 예를 들어 도 3에 예시된 시스템과 비슷한, 여기 개시된 바와 같은 x-선 검출기 시스템으로 구성되는, x-선 영상화 시스템이 제공된다.
다르게 표현하자면, 종래의 광자 계수 채널에서 성형 필터는 상이한 성형 시간을 갖는 두 개 이상의 평행한 성형 필터에 의해 대체되고, 이들 각각은 스레스홀딩(thresholding) 및 카운트를 위한 수단으로 이어진다.
예로써, 두 개의 평행한 성형 필터의 예를 고려하여, 상이한 성형 시간을 선택하는 것이 좋을 수 있는데, 하나는 낮은 플럭스 속도 및 낮은 문턱 값에 적합한 시간이고, 다른 하나는 높은 플럭스 속도 및 적은 성형 시간에 적합한 시간이다. 제 1 성형 필터는 이에 따라 상응하는 비교기(들)에 대한 비교적 작은 문턱 값의 사용을 허용하는 많은 성형 시간을 가질 수 있을 것이고, 낮은 속도로, 낮은 에너지 광자를 포함하여, 가능한 많은 광자를 사용할 수 있을 것이다. 이러한 성형 필터 및 문턱 수단으로부터의 아웃풋은 이에 따라 낮은 속도에 최적일 것이다. 제 2 성형 필터는 상응하는 비교기(들)에 대한 더 높은 문턱 값의 사용을 허용하는 적은 성형 시간을 가질 수 있을 것이고, 파일-업을 회피할 수 있을 것이며, 이에 따라 높은 속도로 가능한 많은 광자를 카운트할 수 있을 것이다. 이러한 성형 필터 및 문턱 수단으로부터의 아웃풋은 이에 따라 높은 속도에 최적일 것이다. 또, 일례에 따르면, 광자 카운트 아웃풋 데이터를 제공할 때 사용하기 위해, 제 1 및 제 2 성형 필터 각각에 관련된 광자 계수 서브-채널을, 각각의 순간에, 선택하는 수단이 또한 존재할 수 있다.
다음에서, 일부 추가적인 비제한적 실시예가 기술될 것이다.
특정 응용에 있어서, 긴 성형 시간을 갖는 성형기에 속하는 하나 또는 여러 에너지 문턱이 짧은 성형 시간을 갖는 성형기에 속하는 에너지 문턱(들)과 정확히 동일한 에너지에 위치된다는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, 상이한 성형기 (및 그 결과 상이한 광자 계수 서브-채널)에 속하는 에너지 빈을 고려하여. 이 예에서, 제 1 성형기에 속하는 최저 에너지 빈은 에너지 빈의 하한 (Thr_first_shaper_lower_limit) 및 에너지 빈의 상한(Thr_first_shaper_upper_limit) 각각을 세팅하는 두 개의 문턱으로 정의된다. 유사하게, 제 2 성형기에 속하는 최저 에너지 빈은 에너지 빈의 하한 (Thr_second_shaper_lower_limit) 및 에너지 빈의 상한(Thr_second_shaper_upper_limit) 각각을 세팅하는 두 개의 문턱으로 정의된다. 이에 따라, 제 1 성형기에 대해 최저 에너지 빈의 상한을 정의하는 문턱이 제 2 성형기에 대해 최저 에너지 빈의 하한을 정의하는 문턱과 일치할 때, 즉 Thr_first_shaper_upper_limit = Thr_second_shaper_lower_limit일 때 바람직할 수 있다.
예로써, 긴 성형 시간을 갖는 제 1 성형기는 문턱 5 및 10 keV에 관련되고, 짧은 성형 시간을 갖는 제 2 성형기는 문턱 10, 20, 30, 40 ... keV에 관련되는 경우, 10 keV 문턱은 일치하도록 교정되어야 한다.
이 경우 놓친 카운트 또는 이중 카운트를 유발 할 수 있는 문턱 간의 작은 불일치를 회피하는 것이 중요하다.
예로써, 교정(calibration)이 다음의 방법으로 행해질 수 있다:
검출기는 성형기 중 어느 것도 파일-업으로 인해 카운트를 상실하지 않는 충분히 낮은 x-선 플럭스로 조사(irradiation)된다. 이 경우, 양 성형기는 문턱 위치가 동일할 경우 동일한 수의 등록된 카운트를 제공해야 한다. 성형기 중 하나에 속하는 모든 문턱은 잡음 플로어 보다 높은 에너지 레벨에 위치된다. 그들의 값은 다른 성형기에 속하는 문턱 중 하나가 조절되는 동안 일정하게 유지됨으로써, 이 문턱 보다 위의 카운트의 수는 다른 성형기에서 상응하는 문턱의 카운트의 수와 동일하다.
도 7은 비교기 전압 값의 함수로써 긴 성형 시간(N1)을 갖는 성형기와 짧은 성형 시간(N2)을 갖는 성형기에 대해서 문턱 위의 카운트의 차이(N1-N2)의 일례를 도시한다. 두 문턱에 대해 동일한 문턱 에너지를 얻기 위해서, DAC 전압은 카운트 차이가 제로(0)인 지점에 설정된다.
요약하면, 서로 대항하여 교정된 문턱은 상이한 성형 필터를 통해 통과된 펄스 열(pulse train)을 측정하고, 교정은 문턱 위에서 카운트의 차이가 포지티브에서 네거티브까지 교차하는 정확한 문턱 에너지 레벨을 탐색하는데 기초한다.
더 일반적으로, 상이한 광자 계수 서브-채널 (및 이에 따른 상이한 성형 필터)에 관련된 비교기의 문턱 세팅은 이에 따라 설정될 수 있어서, 광자 계수 서브-채널 중 하나에 사용된 비교기 문턱 레벨 위의 카운트의 수는, 광자 계수 서브-채널 중 어느 것도 파일-업으로 인해 카운트가 손실되지 않도록 충분히 낮은 x-선 플럭스를 갖는 조사 하에, 광자 계수 서브-채널 중 다른 것에 이용된 상응하는 비교기 문턱 레벨 위의 카운트의 수와 동일하다.
일부 응용에서, 고 에너지 해상도는 중요하다. 예를 들어, 요오드화된 조영제가 사용되는 영상화 환경에서, 칼슘에서 요오드(iodine)를 분리시키기 위해 33.2 keV에서 요오드 k-에지 근처에 고 에너지 해상도를 갖는 입사 에너지 스펙트럼을 측정하는 것이 중요하다. 에너지 해상도는 짧은 성형 시간에 대해서 보다 긴 성형 시간에 대해서 더 높고, 긴 성형 시간은 넓은 펄스를 제공하기 때문에, 그의 높이는 그 피크 값에 매우 가깝지는 않고, 클럭-트리거된(clock-triggered) 샘플링으로 그의 높이를 측정하기 쉽게 한다. 이러한 이유로, 측정된 x-선 에너지 범위의 선택된 일부에서 긴 성형 시간을 갖는 성형기에 속하는 하나 또는 여러 문턱을 세팅하는데 이로울 수 있고, 여기서 고 에너지 해상도는, 예를 들어 요오드의 k-에지 근처에서, 최적의 영상 품질을 획득하는데 중요하다. 이러한 방법으로, x-선 에너지 범위의 중요한 부분이 짧은 성형 시간을 갖는 성형기로 달성 가능한 에너지 해상도 보다 높은 에너지 해상도로 측정된다.
따라서, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널의 두 개 이상의 문턱 레벨은 따라서, 선택적인 더 높은 에너지 해상도를 가능하게 하기 위해 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 대해서 보다, 더 가까운 주기로 측정된 x-선 에너지 범위의 선택되어 한정된 부분에 분포된다.
예시적 실시예의 다른 예에서, 두 개의 성형기에 속하는 에너지 빈에서 등록된 카운트는 기저 물질 분해를 수행하기 위해 선택적으로 함께 사용될 수 있다. 이 기술은, 인체 조직과 같이 낮은 원자 번호를 갖는 요소로부터 형성된 모든 물질이 선형 감쇠 계수(linear attenuation coefficient) μ(E)를 갖는 사실을 이용하고, 그의 에너지 의존성은 좋은 근사치를 위해, 두 기저 함수의 선형 조합으로써 표현될 수 있다:
Figure pct00001
측정된 x-선 에너지 범위에서 K-에지를 갖는 요소, 예를 들어 요오드가 영상에 존재할 경우, 그의 감쇠 계수는 제 3의 기저 함수로써 추가되어야 한다. 기저 물질 분해에서, 기저 함수 각각의 적분인, B가 기저 함수의 수인
Figure pct00002
에 대한
Figure pct00003
은, 광원으로부터 검출기 요소까지 각각의 투영선 ℓ에서 측정된 데이터로부터 추론된다. 이는 관측 시야(field of view) 내에서 물질 조성물 및 밀도의 양적인 측정을 가능하게 한다. 이를 달성하기 위해서, 기저 계수
Figure pct00004
의 주어진 선적분에 대해, 제 1 성형기에 속하는 M 1 에너지 빈 각각의 카운트 n1,i 및 제 2 성형기에 속하는 M 2 에너지 빈 각각의 카운트 n2,i의 결합 확률 분포(joint probability distribution)
Figure pct00005
를 인지해야 한다.
분포는 물질의 상이한 조합을 통해 전송되는 x-선 빔에 대한 각각의 에너지 빈에 등록된 카운트의 수의 측정 또는 몬테 카를로 시뮬레이션(Monte Carlo simulations)으로부터 획득될 수 있다. 기저 물질 분해는 그 다음 통계적 추정량을 이용하여 등록된 빈 카운트 n1,i 및 n2,i로부터 기저 계수
Figure pct00006
의 상기 선적분을 추정함으로써 수행된다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 추정량은 최대 우도 추정량(maximum likelihood estimator)이고, 아래에 의해 주어진다:
Figure pct00007
여기서,
Figure pct00008
는
Figure pct00009
의 추정치이다. 최대 우도 기저 분해는 그와 같이, 앞서, 예를 들어 Roessl and Proksa의 '멀티-빈 광자 계수 검출기를 사용하는 x-선 컴퓨터 단층촬영에서의 K-에지 영상화', Phys. Med. Biol. 52(2007), 4679-4696에서 기술되었다.
그러나, 여기 제시된 방법은 그것이 같은 검출기 요소의 아웃풋을 측정하는 (상이한 성형기를 갖는) 상이한 광자 계수 서브-채널에 속하는 에너지 빈의 상이한 세트에 대한 결합 우도 함수를 최적화하는 것을 수반하기 때문에, 앞서 기술된 방법과 다르다. 그 방법은 상이한 성형기에 속하는 에너지 빈에서 카운트의 결합 확률 분포를 이용하기 때문에, 성형기 각각의 파일-업 손실이 자동적으로 보정되고, 양 성형기가 동일한 인커밍(incoming) 펄스 트레인을 측정한다는 사실이
Figure pct00010
의 추정에 있어서 자동적으로 고려된다.
따라서, 상응하는 x-선 영상화 시스템은 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 상이한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 기저 물질 분해를 수행하도록 설정될 수 있다.
바람직하게는, x-선 영상화 시스템은 상이한 광자 계수 서브-채널에 속하는 에너지 빈의 상이한 세트에 대한 결합 우도 함수를 최적화하도록 설정될 수 있고, 이들은 같은 검출기 요소의 아웃풋을 측정한다.
본 발명의 다른 선택적인 양상에서, 파일-업에 대해 등록된 카운트를 명백히 보정하는 것이 바람직할 수 있다. 파일-업은 긴 성형 시간에 대해 더 엄격하기 때문에, 이는 특히 긴 성형 시간을 갖는 성형기에 속하는 에너지 빈에 대한 경우이다. 이는 예를 들어 작동자에게 에너지 빈 영상의 에너지 가중합을 발생시키는 것이 바람직할 경우, 에너지 가중으로 불리는 과정이 될 수 있다. 이 경우 가중합은 제 1 성형기에 상응하는 에너지 빈 및 제 2 성형기에 상응하는 에너지 빈으로부터의 영상을 포함할 수 있다. 보정되지 않은 채로 있을 경우, 파일업은 결과 영상에 아티팩트(artifact)를 유발할 것이다. 다른 경우 파일업에 대한 보정이 바람직할 때는 기저 물질 분해에 대한 사전-보정 단계일 때이다. 이 경우, 상이한 에너지 빈에서 보정된 카운트는 기저 물질 분해 알고리즘에 대한 인풋으로서 사용되고, 알고리즘은 기저 계수
Figure pct00011
의 선적분을 추정하고, 이는 빔 경로를 따라 물질 조성물을 기술한다.
따라서, 각각의 에너지 빈에서 카운트의 등록된 수가 주어질 때, 각각의 에너지 빈에서 실제 입사하는 광자의 수를 추정함으로써 파일업에 대한 보정을 하는 것이 바람직할 수 있다. 이것이 성취될 수 있는 한 가지 방법은 성형기
Figure pct00012
에 속하는 에너지 빈
Figure pct00013
의 각각의 측정에 있어서, 입사하는 카운트
Figure pct00014
및 파일업
Figure pct00015
으로 등록된 광자 사이에 관계
Figure pct00016
를 설정함에 의해서이다. 이는 상이한 인풋 카운트 속도에 대한 등록된 카운트 속도의 측정으로 또는 몬테 카를로 시뮬레이션에 의해 행해질 수 있다. 파일업에 대한 보정은 그 후 함수
Figure pct00017
:
Figure pct00018
를 도치함으로써 만들어진다. 그러나, 이 단순화된 방법은 파일업이 스펙트럼-의존성인 것, 즉 인풋과 아웃풋 카운트 속도 간의 관계가 상이한 빔 품질을 갖는 입사하는 x-선 스펙트럼에 대해 상이함을 고려하지 않는다. 예를 들어, 검출기가 설정될 수 있음으로써 어떠한 새로운 카운트도 등록될 수 없는 동안 각각의 펄스 이후 고정된 데드 타임이 존재한다. 검출기는 더 설정될 수 있음으로써 데드 타임 기간 중 도달하는 펄스는 그의 신호 레벨이 여전히 최저 문턱 위일 경우 여전히 데드 타임 기간에 등록될 수 있다. 이 경우 대부분 낮은 에너지로 구성되는 x-선 스펙트럼은 대부분 높은 에너지로 구성되는 x-선 스펙트럼 보다 파일업으로 인해 더 많은 손실 카운트를 제공할 수 있을 것이다. 이는 그것이 낮은 에너지 펄스 일 경우 보다 높은 에너지 펄스일 경우 데드 타임 기간 중 도달하는 카운트가 여전히 데드 타임 기간의 끝에서 문턱 위의 신호 레벨을 더 가질 수 있을 것 같은 사실에 의해 유발된다. 다른 검출기 설정에서, 예를 들어 데드 타임이 신호 레벨이 문턱 위일 동안 시간에 의존하는 경우, 의존성은 반대, 즉 고 에너지로 두드러진 x-선 스펙트럼은 낮은 에너지로 두드러진 스펙트럼 보다 많은 파일-업을 일으킬 수 있다.
이러한 특정 예에서, 우리는 따라서 모든 성형기에 속하는 하나 이상의 에너지 빈의 입사하는 광자의 수를 더 정확하게 추정하기 위해, 짧은 성형 시간을 갖는 성형기에 속하는 에너지 빈의 스펙트럼 정보를 이용할 것을 제안한다. 특히, 이것은 짧은 성형 시간을 갖는 성형기에 상응하는 에너지 빈의 스펙트럼 정보가 긴 성형 시간을 갖는 성형기의 스펙트럼 정보를 보정하기 위해 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 이는 에너지 정보가 긴 성형 시간을 갖는 성형기와 비교하여 짧은 성형 시간을 갖는 성형기의 파일업에 의해 덜 저하되기 때문에, 별도로 상이한 성형기로부터의 빈 카운트를 취급하는 것 보다 낫고, 그리하여 긴 성형 시간을 갖는 성형기에 상응하는 빈 카운트에 대한 더 나은 보정이 만들어질 수 있다. 보정은 다음과 같이 만들어질 수 있다:
측정 또는 몬테 카를로 시뮬레이션을 이용하여, 각각의 에너지 빈
Figure pct00019
의 입사하는 카운트 수와 등록된 카운트 수 간의 관계는, 가능한 입사하는 x-선 스펙트럼 성형의 세트를 기술하는 하나 이상의 스펙트럼 파라미터
Figure pct00020
의 함수로써, 설정될 수 있다. 이후, 측정 동안, 높은 성형 시간을 갖는 성형기에 상응하는 에너지 빈의 등록된 카운트의 분포는 x-선 스펙트럼을 기술하는 스펙트럼 파라미터
Figure pct00021
를 추정하는데 이용된다. 이러한 스펙트럼 파라미터는 이후 모든 성형기에 상응하는 모든 에너지 빈의 입사하는 카운트
Figure pct00022
를 추정하기 위해, 각각의 에너지 빈
Figure pct00023
의 입사하는 카운트 수와 등록된 카운트 수 간의 관계와 함께, 이용된다. 이는 예를 들어
Figure pct00024
에 대해 등식
Figure pct00025
을 풀이함으로써 행해질 수 있다. 빔 품질을 기술하는
Figure pct00026
스펙트럼 파라미터
Figure pct00027
는 예를 들어 알루미늄의 반가층(half-value layer)인 단일 파라미터로 구성될 수 있다. 다른 예에서, 스펙트럼 파라미터
Figure pct00028
는 각각의
Figure pct00029
에너지 주기에서 스펙트럼 밀도가 될 수 있다.
따라서, x-선 영상화 시스템은 예를 들어 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 상이한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정될 수 있다.
예로써, x-선 영상화 시스템은 하나 이상의 광자 계수 서브-채널로부터의 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 스펙트럼 파라미터의 수를 추정하도록 설정될 수 있고, 상기 스펙트럼 파라미터로부터 및 하나 이상의 광자 계수 서브-채널로부터의 광자 카운트 아웃풋으로부터 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정될 수 있다.
특정 예에서, x-선 영상화 시스템은 짧은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 속하는 에너지 빈에 관련된 스펙트럼 파라미터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 광자 계수 서브-채널에 속하는 하나 이상의 에너지 빈의 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정된다.
여기 기술된 메커니즘 및 장치는 다양한 방법으로 구현, 결합 및 재구성될 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 실시예들은 하드웨어로, 또는 적어도 부분적으로 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 소프트웨어로, 또는 그 결합으로 구현될 수 있다.
여기 기술된 단계, 기능, 과정 및/또는 블록은 범용 전자 회로 및 주문형 회로 모두를 포함하여, 개별 회로 또는 집적 회로 기술과 같은 임의의 종래 기술을 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다.
대안적으로, 또는 보완으로써, 여기 기술된 단계, 기능, 과정 및/또는 블록의 적어도 일부는 하나 이상의 프로세서 또는 처리 유닛과 같은 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 컴퓨터 프로그램과 같은 소프트웨어로 구현될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 컴퓨터-구현(100)의 일례를 예시하는 개략도이다. 이 특정 예에서, 여기 기술된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블록의 적어도 일부는 컴퓨터 프로그램(125; 135)으로 구현되고, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서(110)를 포함하는 처리 회로에 의한 실행을 위해 외부 메모리 장치(130)로부터 메모리(120) 내부로 로드될 수 있다. 프로세서(들)(110) 및 메모리(120)는 정상적인 소프트웨어 실행이 가능할 수 있도록 서로 상호 연결된다. 선택적인 입력/출력 장치(140) 또한 입력 파라미터(들) 및/또는 결과적인 출력 파라미터(들)와 같은 관련 데이터의 입력 및/또는 출력을 가능하게 하기 위해 프로세서(들) 및/또는 메모리(120)에 상호 연결될 수 있다.
용어 '프로세서'는 일반적인 의미에서 특정 처리, 결정 또는 계산 작업을 수행하기 위해 프로그램 코드 또는 컴퓨터 프로그램 명령어를 실행할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치로 해석되어야 한다.
따라서, 하나 이상의 프로세서(110)를 포함하는 처리 회로는 컴퓨터 프로그램(125)을 실행할 때, 여기 기술된 바와 같이 잘 정의된 처리 작업을 수행하도록 설정된다.
또한, 제안된 기술이 구현되는 임의의 종래의 장치 또는 유닛의 일반적인 처리 능력을 재-사용하는 것이 가능할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예를 들어, 기존 소프트웨어를 다시 프로그래밍하거나 새로운 소프트웨어 구성 요소를 추가함으로써 기존 소프트웨어를 재-사용할 수 있다.
위에 기술한 실시 예는 단지 예로서 제시된 것이고, 제안된 기술은 이에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 통상의 기술자는 첨부된 특허 청구의 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 실시예에 대하여 다양한 변형, 결합 및 변경이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 기타 실시예에서의 상이한 부분적인 해결책은 기술적으로 가능할 경우 기타의 구성으로 결합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 각각의 검출기 요소가 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 각각의 광자 계수 채널(4, PCC)에 연결되는, 다수의 검출기 요소(2), 및 광자 카운트 아웃풋을 출력하는 광자 계수 채널에 연결되는 판독 유닛(9)으로 구성되는 x-선 검출기 시스템으로서,
    광자 계수 채널(4, PCC)의 적어도 부분 집합 각각이 둘 이상의 광자 계수 서브-채널(40)로 구성되고, 각각의 광자 계수 서브-채널은 하나 이상의 광자 카운트 아웃풋을 제공하고 성형 필터(6)를 구비하며, 광자 계수 서브-채널의 성형 필터는 상이한 성형 시간으로 설정되고,
    각각의 광자 계수 서브-채널은 비교기(7)의 N ≥ 1인 수로 구성되고, 각각의 비교기는 관련된 카운터(8)를 선택적으로 트리거하는 광자 계수 서브-채널의 성형 필터의 출력 신호와의 비교를 위해 각각의 비교기 문턱 레벨을 갖고,
    상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은, 상이한 에너지 레벨의 광자를 카운트하도록 되고,
    더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널 보다 최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하기 위해 더 낮은 비교기 문턱 레벨로 설정되며,
    판독 유닛(9)은, 각각의 광자 계수 채널(4, PCC)에 대해서, 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋을 선택하도록 설정되는 x-선 검출기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 최저 에너지 레벨(들)의 광자를 카운트하도록 되고 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널은 더 높은 에너지 레벨(들)의 광자를 카운트하도록 되는 x-선 검출기 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 잡음으로부터 저 에너지 광자를 식별하는 문턱은 더 적은 성형 시간에 대해 가능한 것 보다 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 대해 더 낮은 값으로 설정되는 x-선 검출기 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 광자 계수 채널(4, PCC)은 광자 계수 서브-채널에 의해 공유되는 일반적인 전하증폭기(5)를 갖고, 또는 각각의 광자 계수 서브-채널은 광자 계수 서브-채널의 성형 필터에 입력 신호를 제공하기 위해, 그의 자체 전하증폭기(5)를 갖는 x-선 검출기 시스템.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 광자 계수 서브-채널은 검출기 요소 마다 수집된 전하의 총량을 측정하도록 된 성형 시간을 갖는 x-선 검출기 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 더 많은 펄스 등록 시간은 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 사용되고, 더 적은 펄스 등록 시간은 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 사용되는 x-선 검출기 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 판독 유닛(9)은 광자 카운트 아웃풋이 제공될 때 광자 플럭스 속도에 기초하여 광자 계수 서브-채널 사이에서, 각각의 광자 계수 채널(4, PCC)에 대해, 선택적으로 전환하도록 설정되는 x-선 검출기 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 광자 플럭스 속도는 광자 카운트 아웃풋 값에 기초하여 결정되는 x-선 검출기 시스템.
  9. 청구항 7 또는 8에 있어서, 판독 유닛(9)은 광자 플럭스 속도가 플럭스 문턱 보다 높을 때 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋(들)을 선택하고, 광자 플럭스 속도가 플럭스 문턱과 동일하거나 플럭스 문턱 보다 낮을 때 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋(들)을 선택하도록 설정되는 x-선 검출기 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 하나 이상의 광자 계수 서브-채널은 상이한 비교기 문턱 레벨을 갖는 두 개 이상의 비교기(7) 및 상이한 광자 에너지 레벨에서 광자 카운트 아웃풋을 제공하는 관련된 카운터(8)를 갖는 x-선 검출기 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 최저 에너지 레벨에서 광자를 카운트하도록 설정된 각각의 광자 계수 서브-채널의 비교기 및 관련된 카운터를 제외하고, 두 개 이상의 광자 계수 서브-채널은 비교기(7) 및 카운터(8)의 부분 집합을 공유하는 x-선 검출기 시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 광자 계수 서브-채널에 관련된 비교기(7)의 문턱 세팅이 설정됨으로써 광자 계수 서브-채널 중 하나에 사용된 비교기 문턱 레벨 위의 카운트의 수는, 광자 계수 서브-채널 중 어느 것도 파일-업으로 인해 카운트가 손실되지 않도록 충분히 낮은 x-선 플럭스를 갖는 조사 하에, 광자 계수 서브-채널 중 다른 것에 사용된 상응하는 비교기 문턱 레벨 위의 카운트의 수와 동일한 x-선 검출기 시스템.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 더 많은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널의 두 개 이상의 문턱 레벨은 따라서, 선택적인 더 높은 에너지 해상도를 가능하게 하기 위해 더 적은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 대해서 보다, 더 가까운 주기로 측정된 x-선 에너지 범위의 선택되어 한정된 부분에 분포되는 x-선 검출기 시스템.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 광자 계수 채널(4, PCC)은 주문형 반도체에 내장되는 x-선 검출기 시스템.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 x-선 검출기 시스템(1, 11)으로 구성되는 x-선 영상화 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서, x-선 영상화 시스템(20)은 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 상이한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 기저 물질 분해를 수행하도록 설정되는 x-선 영상화 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, x-선 영상화 시스템(20)은 상이한 광자 계수 서브-채널에 속하는 에너지 빈의 상이한 세트에 대한 결합 우도 함수를 최적화하도록 설정되고, 상이한 광자 계수 서브-채널은 같은 검출기 요소의 아웃풋을 측정하는 x-선 영상화 시스템.
  18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서, x-선 영상화 시스템(20)은 상이한 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 상이한 광자 계수 서브-채널로부터 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정되는 x-선 영상화 시스템.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, x-선 영상화 시스템(20)은 하나 이상의 광자 계수 서브-채널로부터의 광자 카운트 아웃풋에 기초하여 스펙트럼 파라미터의 수를 추정하도록 설정되고, 상기 스펙트럼 파라미터로부터 및 하나 이상의 광자 계수 서브-채널로부터의 광자 카운트 아웃풋으로부터 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정되는 x-선 영상화 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서, x-선 영상화 시스템(20)은 짧은 성형 시간을 갖는 성형 필터를 구비한 광자 계수 서브-채널에 속하는 에너지 빈에 관련된 스펙트럼 파라미터에 기초하여 하나 또는 그 이상의 광자 계수 서브-채널에 속하는 하나 이상의 에너지 빈의 입사하는 광자의 수를 추정하도록 설정되는 x-선 영상화 시스템.
KR1020197028152A 2017-03-06 2018-02-05 광자 계수 기반의 x-선 검출기 시스템 KR102465367B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/450,653 US10067240B1 (en) 2017-03-06 2017-03-06 X-ray detector system based on photon counting
US15/450,653 2017-03-06
PCT/SE2018/050092 WO2018164620A1 (en) 2017-03-06 2018-02-05 X-ray detector system based on photon counting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190124747A true KR20190124747A (ko) 2019-11-05
KR102465367B1 KR102465367B1 (ko) 2022-11-09

Family

ID=63295196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197028152A KR102465367B1 (ko) 2017-03-06 2018-02-05 광자 계수 기반의 x-선 검출기 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10067240B1 (ko)
EP (1) EP3593170A4 (ko)
JP (2) JP7179009B2 (ko)
KR (1) KR102465367B1 (ko)
CN (1) CN110383108B (ko)
IL (1) IL268896B (ko)
WO (1) WO2018164620A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10067240B1 (en) * 2017-03-06 2018-09-04 Prismatic Sensors Ab X-ray detector system based on photon counting
EP3508887A1 (en) * 2018-01-09 2019-07-10 Koninklijke Philips N.V. Charge sharing calibration method and system
CN110161549B (zh) * 2019-05-07 2020-07-31 东软医疗系统股份有限公司 一种控制脉冲堆叠的方法及装置
US11105938B2 (en) * 2019-06-12 2021-08-31 Redlen Technologies, Inc. Time signatures and pattern matching in x-ray photon counting detectors
JP7361568B2 (ja) 2019-10-28 2023-10-16 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線撮影装置および単色ｘ線生成方法
FR3106409B1 (fr) * 2020-01-16 2022-04-22 Commissariat Energie Atomique Procédé d'établissement d'une fonction de réponse spectrale d'un système de mesure par rayon X ou gamma
DE102020208000A1 (de) * 2020-06-29 2021-12-30 Siemens Healthcare Gmbh Photonenzählender Röntgendetektor, medizinisches Bildgebungsgerät und Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenbilddatensatzes
US11249035B2 (en) 2020-06-29 2022-02-15 Canon Medical Systems Corporation Two-step material decomposition calibration method for a full size photon counting computed tomography system
CN113281716B (zh) * 2021-03-16 2023-08-08 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 一种光子计数激光雷达数据去噪方法
CN113539440B (zh) * 2021-07-20 2023-11-21 东软医疗系统股份有限公司 Ct图像重建方法及装置、存储介质、计算机设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100193700A1 (en) * 2007-06-01 2010-08-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Spectral photon counting detector
US20170016998A1 (en) * 2015-05-28 2017-01-19 General Electric Company Systems and methods for sub-pixel location determination

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349193A (en) * 1993-05-20 1994-09-20 Princeton Gamma Tech, Inc. Highly sensitive nuclear spectrometer apparatus and method
US5873054A (en) * 1995-08-14 1999-02-16 William K. Warburton Method and apparatus for combinatorial logic signal processor in a digitally based high speed x-ray spectrometer
JPH10186041A (ja) * 1996-12-21 1998-07-14 Horiba Ltd Ｘ線分析装置のパルスプロセッサ
JPH10221455A (ja) * 1997-02-05 1998-08-21 Jeol Ltd Ｘ線発生検出装置
US6590215B2 (en) 2001-04-05 2003-07-08 Toshiba Corporation Readout circuit for a charge detector
US7868665B2 (en) * 2002-03-05 2011-01-11 Nova R&D, Inc. Integrated circuit and sensor for imaging
IL148555A (en) 2002-03-07 2007-07-04 Gamma Medica Ideas Norway As Readout circuit for particle detector
US7149278B2 (en) 2004-09-10 2006-12-12 General Electric Company Method and system of dynamically controlling shaping time of a photon counting energy-sensitive radiation detector to accommodate variations in incident radiation flux levels
US8598536B2 (en) * 2006-10-04 2013-12-03 CERN—European Organization for Nuclear Research Apparatus and method for medical imaging
JP5468902B2 (ja) * 2006-10-25 2014-04-09 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Ｘ放射線を検出する装置、撮像装置及び方法
US7829860B2 (en) * 2006-10-31 2010-11-09 Dxray, Inc. Photon counting imaging detector system
FR2908283B1 (fr) * 2006-11-13 2011-03-04 Univ Claude Bernard Lyon Sonde de detection de rayonnements gamma et dispositifs d'endoscopie ou chirurgicaux integrant une telle sonde.
US7528377B2 (en) 2006-12-26 2009-05-05 Orbotech Medical Solutions Ltd. Radiation detector circuit
US7582878B2 (en) 2007-01-16 2009-09-01 Orbotech Medical Solutions Ltd. Method, apparatus, and system of electric-signal detection by asynchronous demultiplexing
US7403589B1 (en) * 2007-03-27 2008-07-22 General Electric Company Photon counting CT detector using solid-state photomultiplier and scintillator
US8378310B2 (en) 2009-02-11 2013-02-19 Prismatic Sensors Ab Image quality in photon counting-mode detector systems
US8941076B2 (en) 2009-06-30 2015-01-27 Analogic Corporation Enhanced photon detection for scanner
JP5427655B2 (ja) 2010-03-11 2014-02-26 株式会社日立製作所 放射線計測装置，核医学診断装置
RU2594606C2 (ru) * 2011-08-30 2016-08-20 Конинклейке Филипс Н.В. Детектор счета фотонов
EP3290959B1 (en) * 2011-10-19 2020-05-27 Koninklijke Philips N.V. Photon counting detector
RU2597655C2 (ru) * 2011-12-19 2016-09-20 Конинклейке Филипс Н.В. Детектор рентгеновского излучения
JP2015516832A (ja) 2012-03-27 2015-06-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 光子計数検出器を備える撮像システムによる従来型のイメージング
CN104583806B (zh) * 2012-08-13 2018-08-10 皇家飞利浦有限公司 光子计数x射线探测器
KR102086371B1 (ko) * 2013-01-03 2020-03-09 삼성전자주식회사 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법
WO2015058702A1 (zh) * 2013-10-23 2015-04-30 曹红光 基于光子计数的辐射成像系统、方法及其设备
JP6178272B2 (ja) * 2014-03-24 2017-08-09 株式会社東芝 放射線計測装置、および放射線計測プログラム
WO2016076767A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Prismatic Sensors Ab X-ray imaging based on image data from a photon-counting multi bin x-ray detector
JP6585182B2 (ja) * 2015-03-18 2019-10-02 プリズマティック、センサーズ、アクチボラグＰｒｉｓｍａｔｉｃ Ｓｅｎｓｏｒｓ Ａｂ フォトンカウンティングマルチビン検出器からのエネルギー分解画像データに基づく画像再構成
US9482764B1 (en) * 2015-05-28 2016-11-01 General Electric Company Systems and methods for charge-sharing identification and correction using a single pixel
US10117626B2 (en) 2015-09-29 2018-11-06 General Electric Company Apparatus and method for pile-up correction in photon-counting detector
US10067240B1 (en) * 2017-03-06 2018-09-04 Prismatic Sensors Ab X-ray detector system based on photon counting

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100193700A1 (en) * 2007-06-01 2010-08-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Spectral photon counting detector
US20170016998A1 (en) * 2015-05-28 2017-01-19 General Electric Company Systems and methods for sub-pixel location determination

Also Published As

Publication number Publication date
IL268896B (en) 2021-12-01
US20180252821A1 (en) 2018-09-06
KR102465367B1 (ko) 2022-11-09
US20180252822A1 (en) 2018-09-06
EP3593170A4 (en) 2020-12-23
US10067240B1 (en) 2018-09-04
WO2018164620A1 (en) 2018-09-13
EP3593170A1 (en) 2020-01-15
JP2022180502A (ja) 2022-12-06
CN110383108A (zh) 2019-10-25
IL268896A (en) 2019-10-31
JP7179009B2 (ja) 2022-11-28
CN110383108B (zh) 2023-07-18
JP2020511641A (ja) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102465367B1 (ko) 광자 계수 기반의 x-선 검출기 시스템
US7480362B2 (en) Method and apparatus for spectral computed tomography
US9971047B2 (en) Photon-counting type X-ray CT apparatus
US10827992B2 (en) Energy-discriminating photon-counting detector and the use thereof
US10470723B2 (en) X-ray device with reduced pile-up
US10357214B2 (en) Photon counting CT apparatus, light detection device, radiation detection device, and radiation analysis device
JP6076363B2 (ja) オフセット決定を伴う光子検出装置、該検出装置を有する撮像装置、光子検出方法、該方法を利用した撮像方法ならびに該検出方法・撮像方法に関するコンピュータプログラム
KR102470179B1 (ko) 조정 가능한 역동시 시스템을 갖는 광자 계수 x-선 검출기 시스템
JP6797909B2 (ja) 直接変換ｘ線検出器のための偏光補正
US11726215B2 (en) Total time-over-threshold (TTOT) processing for a photon-counting x-ray detector
US10426415B2 (en) Method for receiving energy -selective image data, X-ray detector and X-ray system
US12004895B2 (en) Metric-based data management for X-ray imaging systems
CN111954495A (zh) 经改进的图像采集
US20230293135A1 (en) Metric-based data management for x-ray imaging systems
EP4238503A1 (en) Adaptive data acquisition for computed tomography systems
CN109196957B (zh) 用于生成x射线的装置
Barber et al. Energy-resolved photon-counting x-ray imaging arrays for clinical K-edge CT

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right