[发明专利]通过量子计数检测器来优化信号检测

说明书

描述了一种用于设置具有多个像素(4)的x射线检测器的巨像素信号(S)的检测的方法(200)，该多个像素每个被组合以形成至少一个巨像素并且每个检测单个信号(s_i)。在该方法(200)中，首先建立单个像素(4)的几何效率(e_i)和信号漂移因素(d_i)。另外，建立目标漂移值(t)。还定义了参数(λ)，其设置巨像素信号S的允许漂移和可实现剂量效率之间的折中。基于建立的参数，考虑将得到的巨像素信号的信号漂移以及还有剂量利用考虑在内的取决于像素信号(s_i)的权重(w_i)的函数(f(w_i))来建立单个像素信号的权重(w_i)。最后，基于建立的权重(w_i)来定义形成巨像素信号(S)的单个像素信号(s_i)的加权相加。

技术领域

本发明涉及用于设置具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的检测的方法，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。本发明还涉及用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的方法，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。另外，本发明涉及用于检测具有多个像素的x射线检测器的巨像素信号的信号检测设备，该多个像素各自被组合成至少一个巨像素并检测在每种情况下的单个信号。本发明还涉及x射线检测器。最后，本发明涉及计算机断层摄影系统。

背景技术

x射线检测器用于在医学检查中使用，例如在借助于x射线辐射的计算机断层摄影记录中使用。这些x射线检测器能够被实现为闪烁体检测器或具有直接转换器的检测器。x射线检测器应在下面被理解为任何类型的检测器，其检测x射线或其它硬射线，例如诸如伽马射线。

在由闪烁体材料制成的检测器中，闪烁体材料在x射线辐射的通过期间被激励并且激励能量再次以光的形式被发射。借助于光电二极管来测量在材料中创建的可见光。闪烁体检测器通常被实现为包括若干闪烁体元件的一种类型的阵列，其中，该闪烁体元件被分配有单独的光电二极管，使得光电二极管同样形成阵列。

另一方面，具有直接转换器的检测器特征在于半导体材料，其承担到撞击它们的辐射的电信号的直接转换。撞击检测器的x射线辐射直接创建以电子空穴对的形式的电荷载流子。通过对半导体材料施加电压(偏置电压)，电荷载流子对通过由此创建的电场而分离并且到达电接触(contact)或电极，其被附接到半导体材料(参见图1)。通过这样创建电荷脉冲，其与被吸收的能量成比例并且由下游读出电子设备评价。在人类医学成像的领域中采用的例如基于CdTe或CdZnTe的半导体检测器相较于当今在该领域中通常使用的闪烁体检测器具有以下优点：能够对其进行能量分类计数，即，检测到的x射线量子能够例如根据它们的能量被划分成两类(高能量和低能量)或被划分成若干类。

在半导体的直接转换辐射检测器(诸如例如基于CdTe或CZT的检测器)的操作期间，极化的现象在由伽马和x射线辐射(尤其是在高强度)照射期间出现。这体现在检测器的半导体材料中的内部电磁的不想要的变化中。由于极化，电荷载流子传输特性并且由此检测器特性也变化。具体而言，所述变化导致根据时间的测量信号的信号特性的变化。换言之，由于极化，测量信号的强度随时间变化，其中，辐射剂量保持相同。该现象还被称作信号漂移。从多个像素来构建检测器。由于单独的像素的信号漂移是不同的，所以对于检测器存在被分配给单独的像素的信号漂移因素的分布。随着时间或在照射下该分布分别变化，其中，信号漂移因数的分布的宽度(breadth)比该分布的平均值更加强烈地增大。

减少信号漂移的一个可能性包括利用信号漂移因数的分布的宽度比该分布的平均值的变化更强烈地增长的事实。在这种情况下，若干检测器被组合成单个像素的组，所谓的巨像素。这些巨像素能够包括例如2x2、3x3或4x4数量的单个像素。为了减少信号漂移，从信号传输完全排除正在强烈漂移的单个像素。以这种方式，实现检测器信号的改进的漂移行为。然而，该改进以检测器的效率的非常大的退化为代价，即信号利用减少例如6.25％到25％并且因此还有对应地恶化的信噪比(SNR)或恶化的剂量利用。