[发明专利]用于探测光子的探测设备和其方法

说明书

本发明涉及一种用于探测由辐射源(2)发射的光子并且能够调整弹道亏损的探测设备(6)。所述探测设备(6)包括前置放大单元(11)(诸如，例如，电荷敏感放大器)、包括反馈放电单元(13、I)(诸如，例如反馈电阻器或反馈电流源)的整形单元(60)，以及被耦合到所述反馈放电单元(13、I)的反馈放电控制单元(50)。反馈放电控制单元(50)适于，例如，如果由整形单元(60)生成的电脉冲不超过至少一个能量比较值(X₁、X₂、…、X_N)，则调整反馈电阻器的电阻(和/或调整所述反馈电流源的电流值)。所述反馈放电控制单元(50)适于如果电脉冲超过至少一个能量比较值(X₁、X₂、…、X_N)，则不调整反馈放电单元(13、I)的参数。通过调谐反馈电阻器操作点(或反馈电流源操作点)，弹道亏损能够被调整到预定义期望值。

技术领域

本发明涉及一种用于探测由辐射源发射的光子并且能够调整弹道亏损的探测设备，涉及一种包括探测设备和辐射预定能量的光子的辐射源并且能够调整弹道亏损的系统，涉及一种用于探测由辐射源发射的光子并且能够调整弹道亏损的探测方法，并且涉及一种能够调整弹道亏损的校准方法。

背景技术

基于光子计数的光谱计算机断层摄影(CT)利用直接转换材料，例如，CZT。CZT像素的性能能够在阵列上显著变化。电荷产生和瞬态响应可以在很大程度上不同。这些变化使其自身表现为像素增益不均匀性。归因于弹道亏损，瞬态响应中的变化也引起增益不同。

现今，能量校准过程适当地解决专用集成电路(ASIC)阈值水平和撞击光子的能量之间的关系。能量校准的结果是ASIC阈值的调整，使得所有像素具有相同有效的能量阈值。

US8350221B2公开了一种用于根据成像设备(具体地计算机断层摄影)中的撞击x-射线而生成可计数脉冲的装置，所述装置包括适合于将由撞击光子生成的电荷脉冲转换成电信号的前置放大元件，以及具有反馈回路并且适合于将电信号转换成电脉冲的整形元件，其中，延迟电路被连接到反馈回路，使得反馈回路收集电信号的电荷的时间被延伸，以便改善在整形元件的输出端处的电脉冲的振幅。另外还公开了相应的成像设备和相应方法。

US20080018505A1公开了一种自适应数据采集电路，其包括用于响应于在探测器处入射的能量来放大由探测器生成的电脉冲的放大器。自适应数据采集电路也包括计数电路，所述计数电路用于对由放大器生成的放大的电脉冲进行计数。另外，所述自适应数据采集电路包括数字逻辑电路，所述数字逻辑电路用于确定指示脉冲速率和在放大的电脉冲中存在的能量量的脉冲参数，并且用于响应于脉冲参数而生成用于控制数据采集电路的操作参数的的控制信号。

US8309933B1公开了用于对来自辐射探测器的信号输出进行自适应滤波并且对信号进行自适应采样的系统、设备、处理和算法。通过处理单元估计由辐射探测器探测到的事件的计数率。基于估计的计数率调整滤波器的RC时间常数和模拟数字转换器的采样速率。当联机(实时)调整滤波器和模拟数字转换器的可调整参数(RC时间常数和采样速率)以优化探测事件的能量分辨率时，通过辐射探测器连续探测事件，并且通过处理单元对事件进行连续计数，同时减少归因于堆积效应的退化并且提高模拟数字转换器的效率。通过模拟滤波器、数字滤波器或其组合能够实施滤波。

US20060056576A1公开了一种用于对由辐射探测器接收到的辐射能量进行计数和标记的方法和系统。方法和系统被设计为动态地控制光子计数探测器的采样窗或整形时间特征以适应由探测器经历的通量的改变，以便保护最佳探测器性能并且防止在高通量状况期间的饱和度。

然而，传统增益校准忽略由瞬态响应的差异导致的像素变化。归因于瞬态响应的变化不仅仅引起增益差异，而且可以影响光谱线性度。

发明内容