[发明专利]具有积分的和计数的探测器元件的计算机断层造影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机断层造影系统，该计算机断层造影系统具有至少两组可同时运行的用于从多个不同的投影角度同时扫描检查对象的探测器元件，其中至少一个第一组积分探测器元件被构造为用于积分的辐照测量，至少一个第二组计数探测器元件被构造为将入射的辐射谱分解为两个能量间隔（Energiebins），并且具有计算机系统，用于控制CT系统和探测器元件的测量数据的至少一个采集，该计算机系统具有存储器和位于其中的计算机程序。

背景技术

具有可同时运行的积分的和计数的探测器元件组的这样的CT系统是一般公知的。在此，通常构造具有两个角度错开地布置的探测器的双源CT系统，其中，第一探测器具有一组积分探测器元件，而第二探测器具有另一组计数探测器元件。利用两个测量系统然后可以同时扫描检查对象、通常是患者。

这样的系统的问题在于，一方面虽然对于临床的例行检查可获得具有积分探测器的CT系统的运行许可，然而具有计数探测器的CT系统还没有或者只有在非常麻烦的许可方法之后才获得这样的许可。然而，在也进行研究的医学研究院同时还存在能够运行具有计数探测器系统的CT系统的愿望，以便对于该研究能够利用这样的探测器的关于更高的位置分辨率的优点以及能量分辨的测量的可能性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，找到一种CT系统，其一方面允许临床运行，另一方面也允许能量分辨的扫描，必要时具有比积分探测器情况下更高的位置分辨率，而无需对于医学运行允许该扫描方法的必要性。

发明人具有以下认识：

在医学中使用的计算机断层造影（CT）设备目前作为现有技术构造为具有积分闪烁探测器。在其中将击中的X射线在两级的过程中首先转换为可见光，其然后由在后连接的光电二极管探测并且被转换为电信号。对于相应的闪烁器的例子是氧化钆（Gadoliniumoxid）或硫氧化钆（Gadoliniumoxidsulfid）。这样的闪烁探测器具有非常宽的动态范围并且能够无问题地处理在医学计算机断层造影技术中使用的最小和最大X射线流密度。另一方面，其空间分辨率受到限制，因为探测器像素出于机械原因由于在像素之间的用于机械和光学分离的不活跃的死区而不能任意缩小。此外积分闪烁探测器不提供光谱的信息，从而在X射线谱的不同的能量情况下X射线吸收的特定于材料的区别不能直接被采集。此外，从积分探测器探测的信号的对比度噪声比不是最佳的，因为携带大多数对比度信息的低能量的量子按照其小的能量在积分探测器中也仅小地被加权，从而特定的材料，例如脑白质和脑灰质的对比度由此被降低。

与之相反存在计数探测器，其中击中的X射线量子在直接过程中被转换为电信号并且被计数。对于相应的探测器材料的例子是碲化镉（Cadmiumtellurid）或碲化锌镉（Cadmium-Zinktellurid）。计数探测器能够在表面上非常精细地构造，因为像素不必机械地分离并且因此消除了死区。由此比传统的积分闪烁探测器明显更高的空间分辨率是可能的。此外，击中的X射线量子对于光谱的分辨率在不同的能量带被探测，由此在不同的能量的情况下X射线吸收的特定于材料的区别可以利用唯一的测量来采集。通过对整个信号的份额的取决于能量的加权可能性，此外还允许与积分闪烁探测器相比改善对象对比度和由此对比度噪声比。

然而，计数探测器由于采用的探测器材料而只具有一个有限的动态范围，在所述材料情况下不允许超过最大X射线流密度，该动态范围对于在医学CT系统中不受限制的采用是不够高的。此外，取决于前面的辐照的关于施加的剂量、剂量率和恢复阶段的历史，计数探测器具有高的信号漂移。

上面提到的实施方式变形分别涉及具有不同种类探测器元件的，也就是分别仅具有积分的或计数的探测器元件的分离的探测器。然而，属于本发明范围的还有混合的探测器，其既具有积分的也具有计数的探测器元件。

为了能够利用这样的计数探测器系统的优点，还需要极高的开发和研究开销，然而计数探测器系统通常在研究院运行，研究院同时还实施医学例行检查。然而同时还存在如下必要性：在临床运行中使用的CT系统需要许可，然而该许可目前利用合理的开销仅对于具有积分探测器的传统的探测器系统实现。