[发明专利]用于考虑堆积事件来探测光子的探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测光子的探测装置、探测方法和探测计算机程序。本发明还涉及一种用于对对象进行成像的成像装置、成像方法和成像计算机程序。

背景技术

X.Llopart等人在IEEE Transactions on Nuclear Science，2002年10月第49卷，第5版，第2279至2283页的文章“Medipix2：A64-k pixel readout chip with55-μm square elements working in single photon counting mode”公开了一种光子计数探测器，其根据探测到的光子生成探测值。具体地，直接转换材料用于将光子变换为信号脉冲，其中，每个信号脉冲对应于单个光子，并且其中，相应信号脉冲的信号脉冲高度指示相应光子的能量。信号脉冲被分布在若干能量分箱(energy bins)中，其中，针对每个能量分箱生成探测值，所述探测值指示被分配给相应能量分箱的信号脉冲的数量。

得到的能量分布能够由于探测器的局限性被破坏，这会导致所生成的探测值的质量的降低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于探测光子的探测装置、探测方法和探测计算机程序，其允许生成具有改善质量的探测值。本发明其他目的在于提供一种成像装置，其包括用于对对象进行成像的成像装置、以及对应的成像方法和成像计算机程序。

在本发明的第一方面中，提出一种用于探测光子的探测装置，其中，所述探测装置包括：

-探测单元，其用于探测光子，其中，所述探测单元适于生成指示所探测到的光子的探测信号脉冲，

-堆积(pile-up)确定单元，其用于确定探测信号脉冲是由堆积事件(a pile-up event)还是由非堆积事件(a non-pile-up event)引起的，

-探测值生成单元，其用于根据探测信号脉冲并且根据相应探测信号脉冲是由堆积事件还是由非堆积事件引起的确定结果来生成探测值，其中，所述探测值生成单元适于：

-根据所述探测信号脉冲的特性，将由非堆积事件引起的所述探测信号脉冲分为若干个分箱，

-通过对由非堆积事件引起的每个分箱的所述探测信号脉冲进行计数，针对相应分箱确定非堆积数量，从而生成非堆积分布，

-通过对由堆积事件引起的所述探测信号脉冲进行计数来确定堆积数量，

-估计堆积分布，使得所述堆积分布的积分对应于所确定的堆积数量与所提供的对堆积事件做出贡献的光子的期望平均数量的所述乘积，

-基于所述堆积分布来校正所述非堆积分布，

-根据经校正的非堆积分布来生成探测值。

由于堆积确定单元确定探测信号脉冲是由堆积事件还是由非堆积事件引起的，并且由于探测值生成单元根据探测信号脉冲并且根据相应探测信号脉冲是由堆积事件还是由非堆积事件引起的确定结果来生成探测值，因此能够相对精确地考虑堆积效应，同时生成探测值。这允许改善所生成的探测值的质量。

堆积事件优选由若干光子对相同探测信号脉冲的贡献来限定。

探测单元优选包括直接转换材料，如铈化镉(CdCe)或碲化锌镉(CZT)，其用于根据与直接转换材料接触的光子来生成探测信号脉冲。备选地或额外地，探测单元能够包括闪烁体材料和光电二极管，其中，光脉冲能够由闪烁体材料根据与闪烁体材料接触的光子来生成，并且其中，光电二极管能够探测所生成的光脉冲，并且根据探测到的光脉冲来生成探测信号脉冲。

期望平均数量优选为二，其中，假定由堆积事件引起的探测信号脉冲主要对应于已经接触探测装置的两个光子，即，堆积事件主要是一阶堆积事件。因此，在这种情况下，通过两倍堆积数量与未校正的非堆积数量相加，能够可靠地以低的计算工作量校正非堆积数量。然而，对堆积事件做出贡献的光子的期望平均数量也能够是另一数量。如果堆积事件不是主要由两个光子引起的，而是，例如由不同数量的光子和/或更大数量的光子引起的，这也允许校正非堆积数量。因此能够考虑更高阶堆积事件。