專(zhuān)利名稱(chēng)：用于對(duì)x射線(xiàn)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置、成像設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)x射線(xiàn)光子尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影中的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的
裝置、成像設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)要生成對(duì)象內(nèi)部的三維圖像時(shí)，計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT，也被稱(chēng)為計(jì) 算斷層攝影)已經(jīng)發(fā)展成常用手段。三維圖像是基于圍繞單一旋轉(zhuǎn)軸獲得 的大量二維X射線(xiàn)圖像創(chuàng)建的。雖然CT最常用于人體的醫(yī)學(xué)診斷，也己 經(jīng)發(fā)現(xiàn)其適用于非破壞性材料測(cè)試。關(guān)于CT的基礎(chǔ)和應(yīng)用的詳細(xì)信息可以 在Willi A. Kalender的"Computed Tomography" (ISBN 3-89578-216-5)這 本書(shū)中找到。
未來(lái)CT和X射線(xiàn)成像的一個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新方面在于對(duì)光子的能量分辨的 計(jì)數(shù)，當(dāng)被分析的對(duì)象暴露于X射線(xiàn)輻射時(shí)允許這些光子穿過(guò)該對(duì)象或者 這些光子透射過(guò)該對(duì)象。根據(jù)所透射過(guò)的光子(未被吸收)具有的數(shù)量和 能量，可以推斷出X射線(xiàn)輻射所行進(jìn)經(jīng)過(guò)的是哪種類(lèi)型的材料。特別地， 這可以識(shí)別人體內(nèi)的不同部分、組織和材料。更具體地說(shuō)，吸收系數(shù)是依 賴(lài)于能量的，因此開(kāi)發(fā)出能夠分辨撞擊光子的能量的探測(cè)器可以解決這一 依賴(lài)'性并導(dǎo)致"射束硬化"效應(yīng)的消除。
當(dāng)涉及對(duì)光子的探測(cè)和計(jì)數(shù)時(shí)，可以理解的是，當(dāng)光子撞擊傳感器的 轉(zhuǎn)換材料時(shí)它產(chǎn)生電荷脈沖(有時(shí)也被稱(chēng)為電流脈沖)。探測(cè)到這一電荷脈 沖并推斷出電子的存在。該電荷脈沖源于較大數(shù)量的電子-空穴對(duì)，這些電 子-空穴對(duì)是在X射線(xiàn)光子與傳感器轉(zhuǎn)換材料相互作用時(shí)生成的。這一電荷 脈沖的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于所謂的電荷收集時(shí)間。
本申請(qǐng)的重點(diǎn)不是探測(cè)單個(gè)電子-空穴對(duì)，而是處理源于表示光子的電 子-空穴對(duì)的電荷脈沖，這也可以表述為"探測(cè)光子"或"對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)"。 對(duì)于由X射線(xiàn)光子的相互作用生成的電荷脈沖，也使用電荷脈沖屬于這一X射線(xiàn)光子這樣的表述。同樣地，例如"處理由光子撞擊傳感器所產(chǎn)生的
電荷脈沖"在下文中有時(shí)也表示為"處理光子"。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)用于計(jì)算機(jī)斷層攝影應(yīng)用的計(jì)數(shù)探測(cè)器時(shí)主要關(guān)注點(diǎn)之一是處 理進(jìn)入的光子的非周期特性。必須考慮的是光子通量是非常高的且在時(shí)間
上隨機(jī)分布。光子的分布可以用Poisson分布來(lái)描述。
由于該隨機(jī)分布，很可能發(fā)生所謂的堆積事件。這意味著， 一個(gè)或多 個(gè)額外的光子可能在探測(cè)器處理完先前的光子之前達(dá)到。這種堆積事件可 能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果并可能顯著降低成像器件的能量分辨率。
不能探測(cè)到新的事件意即不能處理新的撞擊光子的時(shí)間窗口被稱(chēng)為探 測(cè)器的死時(shí)間。當(dāng)正確地考慮探測(cè)器的死時(shí)間時(shí)，可以更好地考慮堆積事 件。然而，總是還存在僅部分處理事件/光子的風(fēng)險(xiǎn)和/或忽視事件/光子的風(fēng) 險(xiǎn)。
如何解決對(duì)堆積脈沖的拒絕的一個(gè)理念在Canberra Industries, Inc.的編 號(hào)為NAN 0013， 8/93的申請(qǐng)文件"A Practical Guide to High Count Rate Germanium Gamma Spectroscopy"第10-12頁(yè)有所描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于對(duì)X射線(xiàn)光子尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影中 的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置，該裝置具有改進(jìn)的計(jì)數(shù)性能。本發(fā)明的另一目標(biāo) 是提供一種基于對(duì)X射線(xiàn)光子的計(jì)數(shù)且尤其適用于醫(yī)學(xué)用途的相應(yīng)的成像
設(shè)備。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于對(duì)x射線(xiàn)光子尤其是計(jì)算機(jī)斷
層攝影中的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的改進(jìn)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這一目標(biāo)通過(guò)一種用于對(duì)x射線(xiàn)光子尤其是
計(jì)算機(jī)斷層攝影中的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置而實(shí)現(xiàn)，該裝置包括適于將光子
轉(zhuǎn)換成電荷脈沖(使用如CdZnTe、 CdTe等材料)的傳感器、適于將電荷 脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖的處理元件、適于將電脈沖與第一閾值進(jìn)行比較并且在 超過(guò)第一閾值時(shí)輸出事件的第一鑒別器、適于對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)的第一計(jì)數(shù) 器以及適于選擇性地抑制第一計(jì)數(shù)器對(duì)事件的計(jì)數(shù)的第一門(mén)控元件，其中， 第一門(mén)控元件包括連接到第一鑒別器的輸出的啟用輸入以及與處理元件的 狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的停用輸入，從而當(dāng)啟用第一門(mén)控元件時(shí)禁止第一計(jì)數(shù)器的計(jì)
6數(shù)以便處理電脈沖的堆積。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這一目標(biāo)通過(guò)一種基于對(duì)x射線(xiàn)光子的計(jì)數(shù)
且尤其適用于醫(yī)學(xué)用途的成像設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，該成像設(shè)備包括前述的裝置。
這種成像設(shè)備尤其體現(xiàn)為X射線(xiàn)機(jī)器、計(jì)算機(jī)斷層攝影、用于核醫(yī)學(xué)技術(shù)
的設(shè)備(例如正電子發(fā)射斷層攝影或單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影)或任何 其他射線(xiàn)攝影設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，這一目標(biāo)通過(guò)一種用于對(duì)x射線(xiàn)光子尤其是
計(jì)算機(jī)斷層攝影中的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法而實(shí)現(xiàn)，該方法包括以下步驟 -將光子轉(zhuǎn)換成電荷脈沖， -利用處理元件將電荷脈沖處理成電脈沖， -將電脈沖與閾值進(jìn)行比較， -當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)輸出事件，以及 -當(dāng)停用門(mén)控時(shí)對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，
-其中，基于事件啟用門(mén)控，并且根據(jù)處理元件的狀態(tài)停用門(mén)控，從而 當(dāng)啟用門(mén)控時(shí)禁止計(jì)數(shù)以便處理電脈沖的堆積。
因此，本發(fā)明釆用以下理念等待事件發(fā)生，對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后 禁止對(duì)進(jìn)一步的事件的計(jì)數(shù)直到與處理元件相關(guān)的特定情況或條件發(fā)生。 通過(guò)采用這一方案，可以避免對(duì)某一事件的處理干擾或破壞隨后的事件的
能量信息o
停用輸入與處理元件的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)意味著，為了使停用輸入的狀態(tài)與 處理元件的狀態(tài)相關(guān)，有可能但是非強(qiáng)制性地將停用輸入連接到處理元件 的部件。特別地，如稍后將示出的，有可能基于處理元件的預(yù)期狀態(tài)設(shè)置 停用輸入，該預(yù)期狀態(tài)來(lái)源于關(guān)于處理元件如何處理光子的一般知識(shí)。
關(guān)于術(shù)語(yǔ)"連接"，應(yīng)該意識(shí)到，雖然直接的連接可以是一個(gè)設(shè)計(jì)選擇， 也有可能經(jīng)由電元件/電子元件或甚至經(jīng)由電網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一連接。因此， 當(dāng)提到"連接"的元件時(shí)，可以理解為以下含義，即一個(gè)元件的輸入條件 的變化引起另一元件的輸入狀態(tài)的變化。
在優(yōu)選實(shí)施例中，停用輸入連接到清除鑒別器的輸出，該清除鑒別器 適于將電脈沖與清除閾值進(jìn)行比較并且當(dāng)電脈沖的電壓下降到清除閾值以 下時(shí)改變停用輸入的狀態(tài)。在這一實(shí)施例中，將另一鑒別器即清除鑒別器連接到處理元件，具體 而言是連接到處理元件的輸出，以便隨時(shí)間監(jiān)測(cè)電脈沖。特別地，這意味 著清除鑒別器隨著電脈沖的建立而經(jīng)受升高的電壓，且隨著脈沖的逐漸減 弱而經(jīng)受降低的電壓。通過(guò)電連接使停用輸入與處理元件的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。 優(yōu)選將停用輸入連接到處理元件的輸出，特別地，如果處理元件包括整形 器，則連接到整形器的輸出。
如果電脈沖的當(dāng)前狀態(tài)或當(dāng)前電壓水平下降到清除閾值以下，則清除 鑒別器將改變停用輸入的狀態(tài)。
雖然有可能使用具有兩個(gè)閾值的鑒別器以便建立滯后現(xiàn)象，但采用具 有一個(gè)閾值的鑒別器是足夠的。在這種情況下，當(dāng)電脈沖的電壓上升到清
除閾值以上時(shí)停用輸入的狀態(tài)也發(fā)生變化(例如從0到1)。將清除閾值設(shè)
置為指示出對(duì)光子的處理被完成或幾乎完成的電壓水平。
總體上，這一實(shí)施例提供了以下功能性撞擊傳感器的光子生成電荷 脈沖，由處理元件將該電荷脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖。如果該電脈沖超過(guò)第一鑒 別器的第一閾值，則第一鑒別器生成由第一計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)的事件。這一 事件還被第一門(mén)控元件的啟用輸入接收，這進(jìn)而禁止對(duì)后續(xù)事件的進(jìn)一步
計(jì)數(shù)o
在達(dá)到峰值之后，導(dǎo)致事件的生成的電脈沖將逐漸減弱。應(yīng)該注意， 由于第一門(mén)控元件的停用輸入連接到處理元件，即使由第一鑒別器生成的 事件結(jié)束(例如由下降沿指示)，這一事件的結(jié)束也不會(huì)直接影響第一門(mén)控 元件的狀態(tài)。
隨著電脈沖逐漸減弱，處理元件將達(dá)到指示出對(duì)光子的處理被完成或 即將完成的狀態(tài)。這一狀態(tài)由在處理元件內(nèi)或在處理元件處且優(yōu)選在處理 元件的輸出處達(dá)到的某一電壓水平來(lái)指示。如果由處理元件生成的電脈沖 的電壓下降到清除閾值以下，則停用輸入的狀態(tài)將發(fā)生變化，以便禁能第 一門(mén)控元件的禁止作用并再次允許對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。
這一實(shí)施例的益處在于，只要已經(jīng)對(duì)一個(gè)事件進(jìn)行了計(jì)數(shù)則禁止進(jìn)一 步的計(jì)數(shù)，并且在重新使能計(jì)數(shù)之前等待電脈沖下降到清除閾值以下。如 果在第一事件之后很快發(fā)生第二事件，則將不對(duì)第二事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，這是 因?yàn)橹钡竭^(guò)去了足夠的時(shí)間以便電脈沖逐漸減弱并下降到清除閾值以下后，電脈沖的電壓才將下降到清除閾值以下。因此，提供了有效且相當(dāng)容
易實(shí)施的理念以便處理堆積事件。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，清除閾值表示處理元件的基線(xiàn)閾值。 處理元件的基線(xiàn)閾值應(yīng)理解為指示出處理元件已經(jīng)完成或即將完成對(duì)
光子的處理的閾值。換句話(huà)說(shuō)，基線(xiàn)閾值是處理元件處于允許下一個(gè)進(jìn)入
的光子被正確地處理的狀態(tài)的指標(biāo)。特別地，如果處理元件包括前置放大
器和整形器，可以將清除閾值設(shè)置為指示出整形器已經(jīng)完成或即將完成對(duì)
脈沖的整形的水平。
以這種方式，實(shí)現(xiàn)了一種有效的手段來(lái)確定何時(shí)完成或即將完成對(duì)光
子的處理。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，將至少一個(gè)第二鑒別器與第一鑒別器并聯(lián)，第
二鑒別器連接到適于對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器，第二鑒別器適于將電 脈沖與第二閾值進(jìn)行比較并且當(dāng)超過(guò)第二閾值時(shí)輸出事件。
這一實(shí)施例改進(jìn)了關(guān)于光子能量而對(duì)光子的分析，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)使第 二閾值不同于第一閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)多閾值探測(cè)器。例如，如果第一閾值低于第 二閾值，低能量事件將僅被第一計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，而高能量事件將被第一計(jì)數(shù) 器和第二計(jì)數(shù)器都計(jì)數(shù)。這允許確定發(fā)生了多少低能量事件和多少高能量 事件。當(dāng)然，這一方案可以擴(kuò)展到多個(gè)鑒別器/計(jì)數(shù)器，從而可以鑒別多于 兩個(gè)能級(jí)。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，提供適于選擇性地抑制第二計(jì)數(shù)器對(duì)事件的計(jì) 數(shù)的第二門(mén)控元件，其中，第二門(mén)控元件包括連接到第二鑒別器的輸出的 啟用輸入以及連接到清除鑒別器的輸出的停用輸入。
這提供了相對(duì)簡(jiǎn)單的方案來(lái)將第二計(jì)數(shù)器用于處理堆積事件。如果電 脈沖上升到第二閾值以上，則第二鑒別器輸出由第二計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的事件。 此時(shí)啟用第二門(mén)控元件，從而禁止第二計(jì)數(shù)器對(duì)進(jìn)一步的事件的計(jì)數(shù)?；?本上與第一門(mén)控元件同時(shí)，即當(dāng)電脈沖的電壓下降到清除鑒別器的清除閾 值以下吋，將第二門(mén)控元件禁能。
應(yīng)該注意，當(dāng)然有可能為第二門(mén)控元件提供單獨(dú)的清除鑒別器。然而， 通過(guò)使用禁能第一門(mén)控元件和第二門(mén)控元件二者的一個(gè)清除鑒別器，實(shí)際 上可以同時(shí)重新使能第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。
9在另一優(yōu)選實(shí)施例中，將時(shí)間測(cè)量元件連接到第一門(mén)控元件的輸出。 這允許測(cè)量實(shí)際死時(shí)間和/或平均死時(shí)間，以便有效地校正死時(shí)間效應(yīng)， 從而在一定程度上解決堆積事件并能夠更好地確定被觀察事件的正確率。 如本申請(qǐng)的介紹性部分所述，處理死時(shí)間是困難的，因?yàn)樗赡芤蕾?lài)于事
件的高度。另外，堆積事件可能以受Poisson統(tǒng)計(jì)驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)方式延長(zhǎng)死時(shí) 間，從而導(dǎo)致可延長(zhǎng)(可癱瘓(paralyzable))的死時(shí)間。
通過(guò)測(cè)量計(jì)數(shù)器已經(jīng)被禁能多長(zhǎng)時(shí)間，可以確定實(shí)際死時(shí)間。同時(shí)， 通過(guò)考慮兩個(gè)或更多測(cè)得的死時(shí)間，可以獲得平均死時(shí)間。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，停用輸入連接到計(jì)時(shí)器，由第一鑒別器觸發(fā)計(jì) 時(shí)器的啟動(dòng)，將計(jì)時(shí)器的持續(xù)時(shí)間設(shè)置為處理元件的穩(wěn)定時(shí)間，并且計(jì)時(shí) 器的停止改變停用輸入的狀態(tài)。
這一實(shí)施例提供了一種有效但簡(jiǎn)單的手段來(lái)處理多個(gè)電脈沖的堆積而 不需要處理元件與停用輸入之間的實(shí)際連接。這一實(shí)施例的功能性如下
當(dāng)?shù)谝昏b別器生成事件時(shí)，第一計(jì)數(shù)器對(duì)該事件進(jìn)行計(jì)數(shù)且啟用第一 門(mén)控元件，由此禁止第一計(jì)數(shù)器的進(jìn)一步計(jì)數(shù)。啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并運(yùn)行一定時(shí) 間，即所謂的穩(wěn)定時(shí)間。這是在高的統(tǒng)計(jì)置信度下光子的處理被完成或即 將完成所用的時(shí)間。該穩(wěn)定時(shí)間表示處理單個(gè)光子花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間，并且可 以基于數(shù)學(xué)計(jì)算和/或經(jīng)驗(yàn)測(cè)量而被很好地確定。因此，當(dāng)計(jì)時(shí)器停止時(shí)， 可以以高度的統(tǒng)計(jì)置信度假設(shè)處理元件已經(jīng)準(zhǔn)備好處理下一個(gè)光子，即使 未直接測(cè)量處理元件的狀態(tài)。當(dāng)計(jì)時(shí)器停止時(shí)，改變停用輸入的狀態(tài)，以 便停用第一門(mén)控元件并重新使能對(duì)事件的計(jì)數(shù)。
如果第二事件快速緊隨第一事件，意即在計(jì)時(shí)器仍然運(yùn)行時(shí)第二事件 緊跟著發(fā)生，則重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器且不對(duì)第二事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。只有當(dāng)在指定 的持續(xù)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)一步的事件發(fā)生時(shí)，計(jì)時(shí)器才將達(dá)到停止條件且第一 門(mén)控元件將被停用。
應(yīng)該注意，當(dāng)使用計(jì)時(shí)器時(shí)，也可以應(yīng)用上述的多閾值探測(cè)器的理念。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，第二計(jì)數(shù)器包括禁能輸入，當(dāng)啟用禁能輸入時(shí) 禁止第二計(jì)數(shù)器對(duì)所接收的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，禁能輸入連接到第一門(mén)控元件 的輸出。
可以通過(guò)很多不同的方式阻止計(jì)數(shù)器對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。例如，當(dāng)使用開(kāi)關(guān)元件尤其是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件時(shí)，可以阻止事件到達(dá)計(jì)數(shù)器。然而，存 在與開(kāi)關(guān)元件的使用相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。因此提議提供具有禁能輸入的計(jì)數(shù)器， 當(dāng)被啟用時(shí)該計(jì)數(shù)器不對(duì)到達(dá)該計(jì)數(shù)器的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。這允許快速打開(kāi)/ 關(guān)閉計(jì)數(shù)而不需要額外的開(kāi)關(guān)元件。
在第一門(mén)控元件的輸出與第二計(jì)數(shù)器的禁能輸入之間提供延遲元件可 以是有利的?？赡馨l(fā)生如下情況，即當(dāng)電脈沖建立時(shí)，超過(guò)第一鑒別器的 第一閾值，由此啟用第一門(mén)控元件，這進(jìn)而可能禁能第二計(jì)數(shù)器，甚至在 脈沖超過(guò)第二閾值之前，由此禁止第二計(jì)數(shù)器對(duì)這一事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。延遲 元件確保在已經(jīng)超過(guò)第一閾值之后且禁能第二計(jì)數(shù)器之前給出足夠的時(shí) 間，以便等待電脈沖是否還超過(guò)第二閾值。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，提供至少一個(gè)第三計(jì)數(shù)器，該第三計(jì) 數(shù)器適于對(duì)未被第一計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的事件的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。
這改善了對(duì)進(jìn)入的光子的分析，因?yàn)閷?duì)多少事件上升到閾值以上進(jìn)行 了計(jì)數(shù)并且對(duì)多少事件由于第一計(jì)數(shù)器被禁能而未被計(jì)數(shù)進(jìn)行了計(jì)數(shù)。當(dāng) 然，這一理念根據(jù)需要可以擴(kuò)展到多個(gè)計(jì)數(shù)器。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，第三計(jì)數(shù)器連接到邏輯元件，該邏輯元件適于 指示出在第 一計(jì)數(shù)器被禁能時(shí)第 一鑒別器何時(shí)輸出事件。
這提供了非常簡(jiǎn)單但有效的手段來(lái)對(duì)第一計(jì)數(shù)器尚未計(jì)數(shù)的事件進(jìn)行
計(jì)數(shù)。特別地，可以使用與元件(AND-element)，其通過(guò)第一端口連接到
第一鑒別器的輸出并通過(guò)第二端口連接到第一門(mén)控元件的輸出。然后，如
果第一鑒別器生成了事件并且如果與此同時(shí)啟用了第一門(mén)控元件，則將由
第三計(jì)數(shù)器對(duì)該事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，處理元件包括至少一個(gè)前置放大器和 至少一個(gè)整形器。
這提供了有效的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)處理元件。作為替代，處理元件也有可能 包括整形前置放大器。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，門(mén)控元件是以置位輸入作為啟用輸入并以復(fù)位 輸入作為停用輸入的觸發(fā)器。
該觸發(fā)器是用于提供門(mén)控元件的經(jīng)濟(jì)有效的手段。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，第一計(jì)數(shù)器包括禁能輸入，當(dāng)啟用禁能輸入時(shí)
ii禁止第一計(jì)數(shù)器對(duì)所接收的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，該禁能輸入電連接到第一門(mén)控 元件的輸出。
通過(guò)提供禁能輸入，可以快速并方便地打開(kāi)和關(guān)閉計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)而不 必提供額外的開(kāi)關(guān)元件。
通過(guò)參考以下描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得明顯并 得以闡明。
應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，上述特征和下面將要解 釋的特征不僅可以用于所指示出的相應(yīng)組合，而且可以用于其他組合或作 為孤立的特征。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且將通過(guò)參考這些附圖在以下描述中 更詳細(xì)地進(jìn)行解釋?zhuān)诟綀D中
圖1示出用于在成像設(shè)備中對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置；
圖2示出用于在計(jì)算機(jī)斷層攝影中對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明如何處理脈沖的堆積；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例；
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例；
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例；
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第五實(shí)施例；以及
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第六實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于對(duì)X射線(xiàn)光子12、 14進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置10的高層次概況。 裝置IO被包含在尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影的成像設(shè)備11中。
裝置10包括適于將光子12、 14轉(zhuǎn)換成電荷脈沖的傳感器16、適于將 電荷脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖的處理元件18、適于比較電脈沖和第一閾值TH1并 且在超過(guò)第一閾值TH1時(shí)輸出事件的第一鑒別器20。該裝置10還包括適 于對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)的第一計(jì)數(shù)器22以及適于選擇性地抑制第一計(jì)數(shù)器22對(duì)事件的計(jì)數(shù)的第一門(mén)控元件24。
第一門(mén)控元件24包括連接到第一鑒別器20的輸出28的啟用輸入26 以及與處理元件18的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的停用輸入30，從而當(dāng)啟用第一門(mén)控元件 24時(shí)禁止第一計(jì)數(shù)器22的計(jì)數(shù)以便處理多個(gè)電脈沖的堆積。下面的描述將 提供對(duì)裝置10的更詳細(xì)的描述。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明當(dāng)對(duì)X射線(xiàn)光子12、 14尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影中 的光子12、 14進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)的基本步驟。
在步驟32，撞擊傳感器16的光子12、 14被轉(zhuǎn)換成電荷脈沖。然后， 在步驟34，具體而言通過(guò)處理元件18將電荷脈沖處理成電脈沖。
在步驟36,將電脈沖與閾值進(jìn)行比較，具體而言是與第一鑒別器20的 第一閾值TH1進(jìn)行比較。響應(yīng)于這一比較，如果超過(guò)了閾值，則輸出事件 (步驟38)。
如果門(mén)控被停用，則對(duì)該事件進(jìn)行計(jì)數(shù)(步驟40)，具體而言是使用第 一計(jì)數(shù)器22進(jìn)行計(jì)數(shù)。基于該事件啟用門(mén)控，并根據(jù)處理元件18的狀態(tài) 停用門(mén)控。這允許當(dāng)啟用門(mén)控時(shí)禁止計(jì)數(shù)，以便處理多個(gè)電脈沖的堆積。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的裝置10的第一實(shí)施例。
傳感器16用符號(hào)表示為與電容Cs并聯(lián)的提供電流Is的電流源。處理元 件18由前置放大器50及緊隨其后的整形器52實(shí)現(xiàn)，該前置放大器接收來(lái) 自傳感器16的電荷脈沖51。雖然前置放大器50本質(zhì)上起到用于來(lái)自傳感 器16的電荷脈沖51的積分器的作用，但整形器52提供具有上升緣和下降 緣的電脈沖53。在這種情況下處理元件18的輸出28對(duì)應(yīng)于整形器52的輸 出。
第一鑒別器20連接到處理元件18的輸出28，并且第一鑒別器20的輸 出54連接到第一計(jì)數(shù)器22的輸入。
第一門(mén)控元件24體現(xiàn)為觸發(fā)器，該觸發(fā)器以置位輸入作為啟用輸入26 并以復(fù)位輸入作為停用輸入30。
第一門(mén)控元件24還包括輸出Q，該輸出連接到第一計(jì)數(shù)器22。在這一 實(shí)施例中，第一計(jì)數(shù)器22具有禁能輸入58，該禁能輸入由對(duì)來(lái)自第一門(mén)控 元件24的信號(hào)進(jìn)行非門(mén)操作的小圓圈指示。這意味著，如果第一門(mén)控元件 24提供高信號(hào)(HIGH-signal)具體而言是"1"，則禁止第一計(jì)數(shù)器22的計(jì)數(shù)。反之亦然，當(dāng)?shù)谝婚T(mén)控元件24提供低信號(hào)(LOW-signal)具體而言 是"0"時(shí)，第一計(jì)數(shù)器22對(duì)進(jìn)入事件55進(jìn)行計(jì)數(shù)。
如圖所示，第一鑒別器20的輸出54連接到第一門(mén)控元件24的啟用輸 入26。因此，如果由第一鑒別器20提供事件55，具體而言是如果由第一 鑒別器20提供上升沿，則啟用輸入26也接收事件55并且第一門(mén)控元件的 狀態(tài)(由輸出Q指示)被置位為"l"。應(yīng)該注意，實(shí)際上并不需要提供"l" 或"0"。使用兩個(gè)可區(qū)分的電壓水平是足夠的，其中一個(gè)電壓水平指示計(jì) 數(shù)被禁止，而另一個(gè)電壓水平指示計(jì)數(shù)要被執(zhí)行。
第一門(mén)控元件24的停用輸入30連接到清除鑒別器60的非門(mén)輸出，該 清除鑒別器對(duì)出現(xiàn)在處理元件18的輸出28處的電脈沖53與清除閾值CTH 進(jìn)行比較。這意味著，如果電脈沖53超過(guò)清除閾值CTH，則由清除鑒別器 60提供"1"，然而，由于非門(mén)元件，停用輸入30接收"0"。因此，不執(zhí)行 復(fù)位并且第一門(mén)控元件24的狀態(tài)不改變。如果電脈沖53下降到清除閾值 CTH以下，停用輸入30接收"1"并且使第一門(mén)控元件24的狀態(tài)復(fù)位，在 這種情況下輸出Q變?yōu)?0"。
總之，如果電脈沖53超過(guò)第一閾值TH1，則第一鑒別器20生成事件 55，該事件由第一計(jì)數(shù)器22進(jìn)行計(jì)數(shù)。與此同時(shí)，在第一門(mén)控元件24的 啟用輸入26處接收該事件55，從而將輸出Q置位為"1"，該輸出由第一 計(jì)數(shù)器22的禁能輸入58接收。只有當(dāng)電脈沖53下降到清除鑒別器60的 清除閾值CTH以下時(shí)，才觸發(fā)第一門(mén)控元件24的停用輸入30并且將第一 門(mén)控元件24的輸出Q置位為"0"，這重新使能第一計(jì)數(shù)器22。
裝置10的有益效果在圖4中示出，其中沿時(shí)間軸t和電壓軸V示出三 個(gè)電脈沖53-l、 53-2、 53-3的發(fā)生。從它們各自的峰值P1、 P2、 P3可以看 出，電脈沖53-l、 53-2、 53-3不是均勻間隔開(kāi)的。特別地，假設(shè)峰值P1、 P2表示堆積情況。在圖表下面示出一橫條，該橫條指示第一計(jì)數(shù)器22的當(dāng) 前狀態(tài)，其中"開(kāi)(ON)"表示第一計(jì)數(shù)器22將對(duì)事件55進(jìn)行計(jì)數(shù)，而 "關(guān)(OFF)"表示第一計(jì)數(shù)器22將不對(duì)事件55進(jìn)行計(jì)數(shù)。
初始時(shí)，第一電脈沖53-1低于第一閾值TH1和清除閾值CTH。第一 計(jì)數(shù)器22為開(kāi)。隨著電脈沖53-l上升，它上升到第一閾值TH1以上，由 此第一鑒別器20輸出事件55，該事件由第一計(jì)數(shù)器22進(jìn)行計(jì)數(shù)，使能第一門(mén)控元件24并且關(guān)閉第一計(jì)數(shù)器22。
在Pl處達(dá)到峰值之后，電脈沖53-1逐漸減弱并下降到第一閾值TH1 以下，然而仍然在清除閾值CTH以上。應(yīng)該注意，這一情況并不導(dǎo)致第一 門(mén)控元件24的狀態(tài)或第一計(jì)數(shù)器22的狀態(tài)發(fā)生變化。
在第一電脈沖53-1下降到清除閾值CTH以下之前，第二電脈沖53-2 進(jìn)入并上升到第一閾值TH1以上。第一鑒別器20再次生成事件55。然而， 由于第一計(jì)數(shù)器22關(guān)閉，這一事件55未被計(jì)數(shù)。
在P2處達(dá)到峰值之后，第二電脈沖53-2逐漸減弱并下降到第一閾值 TH1以下，然后下降到清除閾值CTH以下。此時(shí)第一門(mén)控元件24被復(fù)位， 由此打開(kāi)第一計(jì)數(shù)器22。
第三電脈沖53-3進(jìn)入并上升到第一閾值TH1以上，這導(dǎo)致生成又一事 件55。由于第一計(jì)數(shù)器22為開(kāi)，這一事件55被計(jì)數(shù)。與此同時(shí)再次關(guān)閉 第一計(jì)數(shù)器22，直到電脈沖53-3下降到清除閾值CTH以下。
可以看出，所展示的裝置IO提供了非常有效的手段來(lái)處理堆積事件。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的裝置10的第二實(shí)施例，其采用多個(gè)閾值來(lái)鑒別 進(jìn)入的光子12、 14的能級(jí)。
所示出的裝置IO基于根據(jù)圖3的裝置10，因此下面將僅描述其差異。
該裝置10包括第二鑒別器70，其與第一鑒別器20并聯(lián)。第二鑒別器 70連接到適于對(duì)事件進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器72。此外，第二鑒別器70適 于將電脈沖53與第二閾值TH2進(jìn)行比較并且當(dāng)超過(guò)第二閾值TH2時(shí)輸出 事件。
如具有第三閾值TH3的第三鑒別器74所指示的，這一理念可以擴(kuò)展到 多個(gè)鑒別器和多個(gè)計(jì)數(shù)器。然而，為了清楚起見(jiàn)，僅解釋了關(guān)于引入第二 鑒別器70的必要基礎(chǔ)知識(shí)。
該裝置還包括第二門(mén)控元件76，其適于選擇性地抑制第二計(jì)數(shù)器72對(duì) 事件55的計(jì)數(shù)。如關(guān)于第一門(mén)控元件24所述，第二門(mén)控元件76還包括啟 用輸入26，和停用輸入30'。啟用輸入26，連接到第二鑒別器70的輸出，而 停用輸入30'連接到清除鑒別器60的非門(mén)輸出。
當(dāng)電脈沖53上升到第一閾值TH1以上時(shí)，禁能第一計(jì)數(shù)器22，而當(dāng) 電脈沖53上升到第二閾值TH2以上時(shí)，禁能第二計(jì)數(shù)器72。當(dāng)電脈沖53下降到清除閾值CTH以下時(shí)，同時(shí)重新使能兩個(gè)計(jì)數(shù)器22、 72。
第二閾值TH2優(yōu)選設(shè)置為高于第一閾值TH1。然后，第一計(jì)數(shù)器22 將接收超過(guò)第一閾值TH1的所有事件,而第二計(jì)數(shù)器72僅接收超過(guò)第一閾 值TH1和第二閾值TH2的事件。通過(guò)從第一計(jì)數(shù)器22的值中減去第二計(jì) 數(shù)器72的值，可以計(jì)算出有多少電脈沖53超過(guò)了第一閾值TH1但未超過(guò) 第二閾值TH2。由此可以實(shí)現(xiàn)基于光子12、 14的能級(jí)的鑒別。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的裝置10的第三實(shí)施例。它類(lèi)似于圖5所示的實(shí) 施例，但是門(mén)控第二計(jì)數(shù)器72的理念發(fā)生變化。在更詳細(xì)地解釋這一差異 的同時(shí)，所有其他細(xì)節(jié)可參考圖5。
如圖所示，將第二計(jì)數(shù)器72的禁能輸入58'經(jīng)由延遲元件90連接到第 一門(mén)控元件24的輸出Q。這意味著，來(lái)自第一門(mén)控元件24的禁能第一計(jì) 數(shù)器22的信號(hào)在延遲由延遲元件90指定的某一持續(xù)時(shí)間后被傳輸給第二 計(jì)數(shù)器72。
雖然延遲元件卯不是強(qiáng)制性的，但優(yōu)選使用該元件以避免以下情況 在電脈沖53上升到閾值TH2之前，由于電脈沖53超過(guò)第一閾值TH1而導(dǎo) 致第二計(jì)數(shù)器72被禁能，由此第二計(jì)數(shù)器72錯(cuò)失計(jì)數(shù)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的裝置10的第四實(shí)施例。所示的裝置10基于圖3 所示的裝置10，因此參考前文中給出的解釋。
這一第四實(shí)施例提供兩個(gè)附加特征，這些附加特征可以組合地進(jìn)行采 用，也可以單獨(dú)地進(jìn)行采用，即采用一個(gè)特征而不采用另一個(gè)特征。
第一附加特征用時(shí)間測(cè)量元件80表示，該時(shí)間測(cè)量元件連接到第一門(mén) 控元件24的輸出Q。時(shí)間測(cè)量元件80測(cè)量禁能第一計(jì)數(shù)器22的持續(xù)時(shí)間。 這允許計(jì)算裝置10的實(shí)際死時(shí)間，并且當(dāng)考慮至少兩個(gè)測(cè)得的死時(shí)間時(shí)可 以計(jì)算平均死時(shí)間。對(duì)死時(shí)間的良好估計(jì)允許更好地解釋所獲得的數(shù)據(jù)。
第二附加特征基于邏輯元件82，此處為與元件，該邏輯元件適于指示 出在第一計(jì)數(shù)器22被禁能時(shí)第一鑒別器20何時(shí)輸出事件55。這是通過(guò)將 邏輯元件82的一個(gè)輸入連接到第一鑒別器20的輸出54且將另一個(gè)輸入連 接到第一門(mén)控元件24的輸出Q實(shí)現(xiàn)的。
將邏輯元件82的輸出饋送給第三計(jì)數(shù)器84，由此該第三計(jì)數(shù)器而非第 一計(jì)數(shù)器22對(duì)由第一鑒別器20生成的事件55進(jìn)行計(jì)數(shù)。這允許對(duì)與第一
16計(jì)數(shù)器22相關(guān)的已經(jīng)發(fā)生的堆積事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。
圖8示出據(jù)本發(fā)明的裝置10的第五實(shí)施例。這一實(shí)施例類(lèi)似于圖3所 示的裝置IO，然而采用了不同的理念來(lái)重新使能第一計(jì)數(shù)器22。在這一實(shí) 施例中，不是借助于電連接而是基于處理元件18處理光子12、 14需要多 少時(shí)間的知識(shí)將停用輸入30與處理元件18的狀態(tài)聯(lián)系在一起。
與先前實(shí)施例類(lèi)似，如果第一鑒別器20生成事件55，則由第一門(mén)控元 件24禁能第一計(jì)數(shù)器22。然而，與先前實(shí)施例不同，此處事件55的發(fā)生 還觸發(fā)計(jì)時(shí)器86的啟動(dòng)條件。
計(jì)時(shí)器86適于在停止條件發(fā)生之前等待指定的持續(xù)時(shí)間，從而向第一 門(mén)控元件24的停用輸入30提供低信號(hào)或"0"。在計(jì)時(shí)器86中設(shè)置的持續(xù) 時(shí)間對(duì)應(yīng)于在已經(jīng)探測(cè)到事件55的開(kāi)始之后處理元件18處理所接收的光 子12、 14將需要的預(yù)期時(shí)間。
換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)事件55的開(kāi)始指示出由處理元件18對(duì)光子12、 14的處 理時(shí)，第一計(jì)數(shù)器22被禁能且僅當(dāng)預(yù)期處理光子12、 14所需的持續(xù)時(shí)間 已經(jīng)過(guò)去時(shí)被重新使能。
由于對(duì)光子12、 14的處理是眾所周知的，并且可以在理論上或?qū)嶋H上 確定與處理相關(guān)聯(lián)的時(shí)間，因此在不需要直接連接的情況下，停用輸入與 處理元件18的狀態(tài)之間存在非常好的關(guān)聯(lián)。
同樣針對(duì)這一實(shí)施例，解決了對(duì)事件(或電脈沖)的堆積的處理。如 果第二光子14太快地緊隨在第一光子12之后，意即在持續(xù)時(shí)間過(guò)去之前， 與第二光子14相關(guān)聯(lián)的新事件55將重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器86，于是該計(jì)時(shí)器將 再次運(yùn)行完整的持續(xù)時(shí)間。只有當(dāng)在生成新事件55之前持續(xù)時(shí)間已過(guò)去時(shí)， 計(jì)時(shí)器86才將使第一門(mén)控元件24復(fù)位，由此重新使能第一計(jì)數(shù)器22。
應(yīng)該注意，即使沒(méi)有通過(guò)電連接實(shí)現(xiàn)停用輸入30與處理元件18的狀 態(tài)之間的關(guān)聯(lián)，這一實(shí)施例的最終結(jié)果也是可以與先前實(shí)施例相比的。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的裝置10的第六實(shí)施例。這一實(shí)施例基于圖8的 實(shí)施例，因此參考圖8以便解釋基本的功能性。此外，這一實(shí)施例采用已 經(jīng)通過(guò)參考圖6的實(shí)施例詳細(xì)解釋的第二鑒別器70和第二計(jì)數(shù)器72。因此， 還參考對(duì)圖6的解釋。
在圖9的實(shí)施例中，假設(shè)第二計(jì)數(shù)器72是不具有專(zhuān)用禁能輸入的簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)數(shù)器。然而，可以通過(guò)在第二計(jì)數(shù)器72之前放置邏輯元件88 (此 處為與元件)來(lái)實(shí)現(xiàn)禁能輸入的效果，其中邏輯元件88適于允許事件55' 傳遞到第二計(jì)數(shù)器72，只要第一門(mén)控元件24的輸出Q (已被延遲元件90 延遲)不發(fā)送高信號(hào)到邏輯元件88。在這一實(shí)施例中，由延遲元件90所施 加的延遲被設(shè)置為電荷收集時(shí)間。
這意味著，如果電脈沖53上升到第一閾值TH1以上，則第一鑒別器 20將輸出啟用第一門(mén)控元件24的事件55，由此在已經(jīng)對(duì)給定事件進(jìn)行了 計(jì)數(shù)之后禁能第一計(jì)數(shù)器22。與此同時(shí)，事件55已經(jīng)觸發(fā)了計(jì)時(shí)器86的 啟動(dòng)。
不管如何被延遲元件90延遲，來(lái)自第一門(mén)控元件24的輸出Q的信號(hào) 都將被傳送到邏輯元件88。應(yīng)用這一時(shí)間段，即在來(lái)自第一門(mén)控元件24的 信號(hào)實(shí)際到達(dá)邏輯元件88之前的時(shí)間段，以便進(jìn)行等待，如果電脈沖53 也超過(guò)第二閾值TH2，則表示也必須由第二計(jì)數(shù)器72進(jìn)行計(jì)數(shù)的電脈沖53 。 這意味著，如果電脈沖53確實(shí)上升到第二閾值TH2以上，則在來(lái)自第一門(mén) 控元件24的信號(hào)將邏輯元件88的一個(gè)輸入置位為"0"并由此抑制來(lái)自第 二鑒別器70的事件55'到達(dá)第二計(jì)數(shù)器72之前，由第二計(jì)數(shù)器72對(duì)相應(yīng) 的事件55'進(jìn)行計(jì)數(shù)。
從這一實(shí)施例可以看出，可以使用計(jì)數(shù)器和邏輯元件的組合來(lái)替代具 有專(zhuān)用禁能輸入的計(jì)數(shù)器。
雖然在附圖和前述描述中已經(jīng)詳細(xì)地圖示說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但這 種圖示說(shuō)明和描述應(yīng)被視為是說(shuō)明性的或示例性的而非限制性的；本發(fā)明 并不局限于所公開(kāi)的實(shí)施例。
通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容及所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在實(shí) 踐要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)理解并實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變化。在權(quán)利要 求中，詞語(yǔ)"包括"并不排除其他元件或步驟，且不定冠詞"一"和"一 個(gè)"并不排除多個(gè)。術(shù)語(yǔ)"左"、"右"等僅用于方便理解本發(fā)明而不限制 本發(fā)明的范圍。
雖然已經(jīng)公開(kāi)并分別示出了若干部件以便易于理解本發(fā)明，但應(yīng)該意 識(shí)到，由于能夠?qū)﹄姴考?電子部件進(jìn)行集成，也可以將兩個(gè)或更多部件組 合成一個(gè)部件，這一個(gè)部件包括這兩個(gè)或更多部件的功能性/特征。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的事實(shí)并不指示這些措施 的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記均不應(yīng)被解讀為限 制其范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于對(duì)X射線(xiàn)光子(12，14)尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影中的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置(10)，包括適于將光子(12，14)轉(zhuǎn)換成電荷脈沖(51)的傳感器(16)、適于將所述電荷脈沖(51)轉(zhuǎn)換成電脈沖(53)的處理元件(18)、適于將所述電脈沖(53)與第一閾值(TH1)進(jìn)行比較并且在超過(guò)所述第一閾值(TH1)時(shí)輸出事件(55)的第一鑒別器(20)、適于對(duì)事件(55)進(jìn)行計(jì)數(shù)的第一計(jì)數(shù)器(22)以及適于選擇性地抑制所述第一計(jì)數(shù)器(22)對(duì)事件(55)的計(jì)數(shù)的第一門(mén)控元件(24)，其中，所述第一門(mén)控元件(24)包括連接到所述第一鑒別器(20)的輸出(28)的啟用輸入(26)以及與所述處理元件(18)的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的停用輸入(30)，從而當(dāng)啟用所述第一門(mén)控元件(24)時(shí)禁止所述第一計(jì)數(shù)器(22)的計(jì)數(shù)以便處理電脈沖(53)的堆積。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述停用輸入(30)連接到清除 鑒別器(60)的輸出，所述清除鑒別器適于將所述電脈沖(53)與清除閾 值(CTH)進(jìn)行比較并且當(dāng)所述電脈沖(53)的電壓下降到所述清除閾值(CTH)以下時(shí)改變所述停用輸入(30)的狀態(tài)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述清除閾值(CTH)表示 所述處理元件(18)的基線(xiàn)閾值。
4、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，其中，將至少一個(gè)第二鑒別 器(70)與所述第一鑒別器(20)并聯(lián)，所述第二鑒別器(70)連接到適 于對(duì)事件(55')進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器(72)，所述第二鑒別器(70)適于 將所述電脈沖(53)與第二閾值(TH2)進(jìn)行比較并且當(dāng)超過(guò)所述第二閾值(TH2)時(shí)輸出事件(55，)。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，還包括適于選擇性地抑制所述第二計(jì)數(shù) 器(72)對(duì)事件(55')的計(jì)數(shù)的第二門(mén)控元件(76)，其中，所述第二門(mén)控元件(76)包括連接到所述第二鑒別器(70)的輸出的啟用輸入(26')以 及連接到所述清除鑒別器(60)的輸出的停用輸入(30')。
6、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，其中，將時(shí)間測(cè)量元件(80) 連接到所述第一門(mén)控元件(24)的輸出(Q)。
7、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述停用輸入(30)連接到計(jì)時(shí) 器(86)，由所述第一鑒別器(20)觸發(fā)所述計(jì)時(shí)器(86)的啟動(dòng)，將所述 計(jì)時(shí)器(86)的持續(xù)時(shí)間(T)設(shè)置為所述處理元件(18)的穩(wěn)定時(shí)間，并 且所述計(jì)時(shí)器(86)的停止改變所述停用輸入(30)的狀態(tài)。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，將至少一個(gè)第二鑒別器(70)與 所述第一鑒別器(20)并聯(lián)，所述第二鑒別器(70)連接到適于對(duì)事件(55') 進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器(72)，所述第二鑒別器(70)適于將所述電脈沖(53) 與第二閾值(TH2)進(jìn)行比較并且當(dāng)超過(guò)所述第二閾值(TH2)時(shí)輸出事件(55，)。
9、 如權(quán)利要求4或8所述的裝置，其中，所述第二計(jì)數(shù)器(72)包括 禁能輸入(58')，當(dāng)啟用所述禁能輸入時(shí)禁止所述第二計(jì)數(shù)器(72)對(duì)所接 收的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述禁能輸入(58')連接到所述第一門(mén)控元件(24) 的輸出(Q)。
10、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，還包括至少一個(gè)第三計(jì)數(shù) 器(84)，所述第三計(jì)數(shù)器適于對(duì)未被所述第一計(jì)數(shù)器(22)計(jì)數(shù)的事件(55) 的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。
11、 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述第三計(jì)數(shù)器(84)連接到 邏輯元件(82)，所述邏輯元件適于指示出在所述第一計(jì)數(shù)器(22)被禁能 時(shí)所述第一鑒別器(20)何時(shí)輸出事件(55)。
12、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述處理元件(18) 包括至少一個(gè)前置放大器(50)和至少一個(gè)整形器(52)。
13、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述門(mén)控元件(24， 76)是以置位輸入作為所述啟用輸入(26， 26')并以復(fù)位輸入作為所述停 用輸入(30， 30，)的觸發(fā)器。
14、 如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述第一計(jì)數(shù)器(22) 包括禁能輸入(58)，當(dāng)啟用所述禁能輸入時(shí)禁止所述第一計(jì)數(shù)器(22)對(duì) 所接收的事件(55)進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述禁能輸入(58)連接到所述第一門(mén)控 元件(24)的輸出(Q)。
15、 一種基于對(duì)X射線(xiàn)光子的計(jì)數(shù)的成像設(shè)備(11)，尤其用于醫(yī)學(xué)用 途，其包括如任意一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的裝置(10)。
16、 一種用于對(duì)X射線(xiàn)光子(12， 14)尤其是計(jì)算機(jī)斷層攝影中的光 子進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，包括以下步驟 -將光子轉(zhuǎn)換(32)成電荷脈沖(51),-利用處理元件(18)將所述電荷脈沖處理(34)成電脈沖(53)， -將所述電脈沖(53)與閾值(TH1)進(jìn)行比較(36)， -當(dāng)超過(guò)所述閾值(TH1)時(shí)輸出(38)事件(55)，以及 -當(dāng)停用門(mén)控時(shí)對(duì)所述事件(55)進(jìn)行計(jì)數(shù)(40)， -其中，基于所述事件(55)啟用門(mén)控，并且根據(jù)所述處理元件(18)的狀態(tài)停用門(mén)控，從而當(dāng)啟用門(mén)控時(shí)禁止計(jì)數(shù)以便處理電脈沖(53)的堆積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)X射線(xiàn)光子(12，14)進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置(10)。該裝置(10)包括適于將光子(12，14)轉(zhuǎn)換成電荷脈沖的傳感器(16)、適于將電荷脈沖(51)轉(zhuǎn)換成電脈沖(53)的處理元件(18)以及適于將電脈沖(53)與第一閾值(TH1)進(jìn)行比較并且在超過(guò)第一閾值(TH1)時(shí)輸出事件(55)的第一鑒別器(20)。第一計(jì)數(shù)器(22)對(duì)這些事件(55)進(jìn)行計(jì)數(shù)，除非第一門(mén)控元件(24)禁止計(jì)數(shù)。當(dāng)?shù)谝昏b別器(20)輸出事件(55)時(shí)啟用第一門(mén)控元件(24)，并且當(dāng)通過(guò)測(cè)量或通過(guò)關(guān)于在處理元件(18)中處理光子(12，14)所需的時(shí)間的知識(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)光子(12，14)的處理被完成或即將完成時(shí)停用第一門(mén)控元件。通過(guò)啟用和停用第一計(jì)數(shù)器(22)，可以解決堆積事件，即多個(gè)電脈沖(53)的堆積。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的成像設(shè)備和相應(yīng)的方法。
文檔編號(hào)G01T1/00GK101558325SQ200780045780
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者C·博伊默, C·赫爾曼, G·蔡特勒, R·斯特德曼布克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司