[发明专利]能量鉴别光子计数检测器及其用途

权利要求书

1.一种基于X射线的成像系统，包括：

X射线源，所述X射线源被配置为以一个或多个能谱发射X射线；

X射线检测器，所述X射线检测器包括基于硅的直接转换材料，其中所述X射线检测器被配置为在操作期间响应于所传输的X射线而生成信号，并且其中所述信号对应于在每个暴露间隔内在不同能级下观察到的光子计数；和

处理部件，所述处理部件被配置为接收来自所述X射线检测器的所述信号并且基于所观察到的能级将至少一个相应传输能谱的光子计数数据合并到以下中的一者：

主要高能量仓，所述主要高能量仓高于第一阈值；

低能量仓，所述低能量仓介于第二阈值与所述第一阈值之间；

次级高能量仓，所述次级高能量仓介于第三阈值与所述第二阈值之间；和

未分辨仓，所述未分辨仓介于电子噪声阈值与所述第三阈值之间；

其中所述处理部件被配置为基于所述未分辨仓中的所述光子计数来生成经校正的高能量光子计数数据和经校正的低能量光子计数数据，并且使用所述经校正的高能量光子计数数据和所述经校正的低能量光子计数数据来生成一个或多个图像，并且

其中所述处理部件被配置为通过以下方式基于所述未分辨仓中的所述光子计数生成经校正的高能量光子计数数据和经校正的低能量光子计数数据：

通过使用经测量的低能量光子计数并且使用经测量的高能量光子计数执行初始材料分解来导出初始水面积密度估计值和初始碘面积密度估计值，所述经测量的高能量光子计数包括所述主要高能量仓和所述次级高能量仓中的所述光子计数；

使用正向模型以及所述初始水面积密度估计值和所述初始碘面积密度估计值来分辨所述未分辨仓中的光子计数，以产生高能量光子计数校正项和低能量光子计数校正项；以及

使用所述低能量光子计数校正项来校正所测量的低能量光子计数以生成经校正的低能量光子计数，并且使用所述高能量光子计数校正项来校正所测量的高能量光子计数以生成经校正的高能量光子计数。

2.根据权利要求1所述的基于X射线的成像系统，其中所述处理部件被进一步配置为基于观察到的能级将所述至少一个相应传输能谱的所述光子计数数据合并到低于所述电子噪声阈值的丢弃仓中。

3.根据权利要求1所述的基于X射线的成像系统，其中所述第一阈值包括低能量/高能量阈值，所述第二阈值包括基于X射线束中的最高能量的康普顿散射阈值，并且所述第三阈值包括对应于所述第一阈值的康普顿边缘。

4.根据权利要求1所述的基于X射线的成像系统，其中所述处理部件被配置为通过选择所述主要高能量仓中的所述光子计数或者所述主要高能量仓和所述次级高能量仓中的所述光子计数的总和中的至少一者来生成所述高能量光子计数数据。

5.根据权利要求1所述的基于X射线的成像系统，其中所述处理部件被配置为通过使用光谱形状或检测器光谱响应函数中的一者或两者来分辨所述未分辨仓中的所述光子计数，基于所述未分辨仓中的所述光子计数生成经校正的高能量光子计数数据和经校正的低能量光子计数数据。

6.一种用于分辨X射线光子计数数据的方法，包括：

通过测量穿过对象的X射线光子的传输来获取所述对象的经测量的X射线传输光谱；

基于所测量的传输光谱来确定低能量光子计数、高能量光子计数和未分辨的能量光子计数；

使用所述低能量光子计数和所述高能量光子计数来执行初始材料分解以生成初始水面积密度估计值和初始碘面积密度估计值；

使用模拟光谱以及从所述初始水面积密度估计值和所述初始碘面积密度估计值的衰减来生成模拟的传输光谱；

基于所述模拟的传输光谱和所述未分辨的能量光子计数，生成低能量光子计数校正和高能量光子计数校正；

使用所述低能量光子计数校正来校正所述低能量光子计数以生成经校正的低能量光子计数，并且使用所述高能量光子计数校正来校正所述高能量光子计数以生成经校正的高能量光子计数；以及

使用所述经校正的低能量光子计数和所述经校正的高能量光子计数来执行后续材料分解以生成经校正的水面积密度估计值和经校正的碘面积密度估计值。