[发明专利]采用具有时间偏移深度段的边缘上检测器的高分辨率计算机断层摄影

说明书

本发明公开了一种由计算机断层摄影(CT)系统10执行的测量方法。所述CT系统10包括X射线源和光子计数边缘上检测器的X射线探测器阵列，其中，每个边缘上检测器具有多个深度段，也称为检测器元件15，其被设置在入射的X射线方向的不同空间位置。所述方法包括应用时间偏移测量方案，所述时间偏移测量方案对于定位在不同深度的至少两个不同检测器元件15而提供在测量周期之间的时间偏移；所述时间偏移是被选择为使得至少两个测量周期在时间上至少部分地重叠。本发明还公开了相应的CT系统10、用于CT系统的控制单元20和用于CT系统10的测量电路30。本发明也公开了控制CT系统的计算机程序。所公开的技术提供了在角方向上的更高的采样频率。

技术领域

本发明所提出的技术涉及一种由计算机断层摄影系统执行的测量方法。本发明所提出的技术还涉及被配置为执行所述测量方法的装置和系统。

背景技术

在医学应用和非破坏性测试中已经使用了诸如X射线成像等射线照相成像。

通常，X射线成像系统包括X射线源和包括多个检测器的X射线检测器阵列，所述多个检测器包括一个或多个检测器元件(测量X射线强度/流量的独立装置)。X射线源发射X射线，它穿过待成像的对象或物体，然后由所述检测器阵列进行配准。由于一些材料比其它材料吸收更大部分的X射线，所以图像由对象或物体形成。

通常使用的X射线成像系统的实施例是X射线计算机断层摄影(CT)系统，其可包括：X射线管，其产生X射线的扇形束或锥形束；以及X射线检测器的相对阵列，其测量穿过患者或物体透射的X射线的分数。X射线管和检测器阵列安装在围绕成像物体旋转的台架中。图3示出了扇形波束CT几何结构的示意图。

探测器阵列的尺寸和分段影响CT设备的成像能力。在台架的旋转轴方向(也就是，图3的z方向)上的多个检测器元件能使得实现多切片图像采集。在角方向(在图3中的ξ)上的多个检测器元件能够同时对同一平面中的多个投影进行测量，并应用于扇形/锥形束CT中。最常规的探测器是所谓的平板探测器，这意味着它们在切片方向(z)和角方向(ξ)上具有检测器元件。

由低Z材料制成的X射线检测器需要在X射线束的方向上具有相当大的厚度，以便具有足够的检测效率以被用于CT中。例如，可以通过采用“边缘上”几何结构来解决这个问题，正如在美国专利No.8,183,535中所述，其中探测器阵列由多个探测器构建的，它包括具有低原子序数材料的薄晶片，该薄晶片具有朝向撞击的X射线的边缘。图2示出了边缘上检测器的阵列的示意图，该图显示了：光源60的位置、X射线45的方向、检测器阵列50、单个的边缘上检测器5以及阵列55的运动的角方向。通常，在晶片上的2D网格上的每个检测器具有多个检测器元件。在图1中示出了边缘上半导体晶片的实施例，它示出了在探测器15的一列中的不同的探测器元件，以及照射的X射线45的方向，例如，每个单个晶片是这样定向以致它在切片方向(z)上和在X射线的方向上具有检测器元件，如图3中所示。用于半导体探测器的边缘上几何结构也可参见美国专利No.4,937,453、美国专利No.5,434,417、美国专利2004/0251419和WO 2010/093314所述。相对于X射线的方向以微小角度取向的晶片检测器通常也被包括在术语“边缘上”中。

相对于碰撞的X射线以不同深度进入检测器材料的检测器元件是被称为不同的“深度段”。在不同深度处的检测器元件通常这样对准以使得几个检测器元件(从不同的深度)测量相同的X射线束。