[发明专利]用于光子计数探测器的自适应持续电流补偿

说明书

一种成像系统(100)包括直接转换探测器像素(111)，所述直接转换探测器像素探测穿越检查区域的辐射，并生成指示所述辐射的电信号，其中，所述信号包括持续电流，所述持续电流由所述像素的直接转换材料生成，并且所述持续电流将所述信号的水平移位。持续电流估计器(116)估计所述持续电流，并且基于所述估计生成补偿信号。前置放大器(112)接收所述信号和所述补偿信号，其中，所述补偿信号基本上抵消了所述持续电流，从而产生经持续电流补偿的信号，并且所述前置放大器对经补偿的信号进行放大，从而生成被放大的经补偿的信号。整形器(114)基于所述被放大的经补偿的信号生成指示照射所述直接转换材料的所述辐射的能量的脉冲。

技术领域

下文总体上涉及光子计数探测器，并且更具体而言涉及对光子计数探测器材料诱发的持续电流进行补偿，并且将借助对计算机断层摄影(CT)的具体应用对其进行描述；但是，下文同样适用于其他成像模态，例如，X射线和/或其他成像模态。

背景技术

计算机断层摄影(CT)扫描器一般包括以可旋转的方式安装到固定扫描架上的旋转扫描架。所述旋转扫描架支撑X射线管，并且被配置为绕检查区域关于纵轴旋转。探测器阵列跨越所述检查区域与所述X射线管相对定位。所述X射线管被配置为发射多能电离辐射，该辐射穿越所述检查区域(以及其中的物体或对象的部分)，并照射所述探测器阵列。所述探测器阵列包括探测器像素的一维或二维阵列，其探测所述辐射并生成指示所述辐射的信号。每一像素与用于传送供进一步处理的对应的信号的读出信道相关联。重建器重建经处理的信号，从而产生指示所述检查区域的体积图像数据。

对于谱CT而言，所述探测器像素已经包含了直接转换探测器像素。一般而言，直接转换像素包括设置在阴极和阳极之间的直接转换材料(例如，碲化镉(CdTe)、碲化镉锌(CZT)等)，其中，跨越所述阴极和阳极施加电压。X射线光子照射阴极，从而将能量转移给直接转换材料种的电子，这将建立电子/空穴对，其中，电子朝向阳极漂移。阳极作为响应产生由所述探测器阵列输出的电信号。放大器对所述电信号放大，并且脉冲整形器对被放大的电信号进行处理，并产生具有指示所探测到的辐射的能量的峰值幅度或高度的脉冲。能量区分器将所述脉冲的高度与一个或多个能量阈值进行比较。对于每一阈值而言，计数器对脉冲高度跨越阈值的次数计数。能量分装器将计数分装到各个能量范围中，由此对所探测到的辐射进行能量解析。重建器使用谱重建算法对经分装的信号进行重建。

诸如CdTe和CZT的直接转换材料倾向于在受到X射线辐照时产生低频电流，其将导致探测器像素输出的信号的基线漂移。令人遗憾的是，基线漂移将整形器输出的脉冲移位，这能够导致将所探测到的辐射错误地分装到不正确的能量箱内，因为区分器的阈值是保持静止的。这一低频电流有两个主要分量；即，暗电流和持续电流。暗电流是取决于探测器材料和偏压的DC分量，并且在采集间隔期间通常不发生变化。能够简单地利用静态偏置补偿来校正这一分量，所述静态偏置补偿向放大器的输入端注入相反符号的相同量的电流。所述持续电流是由电子－空穴对的空穴(在直接转换材料内)的俘获而导致的。由于俘获电荷的正电势，电子被注入到了大块材料内，并且移动至阳极，而不是与空穴复合。所产生的缓慢变化的电流能够是非常强的，并且能够超过光电流(直接由光子生成的电荷的量)两个数量级。令人遗憾的是，所述持续电流是动态变化的，并且不能像暗电流那样利用单个相反符号的静态电流进行补偿。

发明内容

文中描述的各个方面将解决上文提到的以及其他的问题。