專利名稱：對x射線光子進行計數(shù)的裝置、成像設備和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種對x射線光子，特別是計算機斷層成像中的光子進行
計數(shù)的裝置、成像設備和方法。
背景技術(shù)：
對于生成對象內(nèi)部的三維圖像而言，計算機斷層成像(CT，也稱之為 計算機計算的斷層成像)已經(jīng)變成了一種普通使用的手段。根據(jù)圍繞單一 旋轉(zhuǎn)軸拍攝的大量二維X射線圖像，可產(chǎn)生三維圖像。雖然CT最常見地 應用于人體的醫(yī)學診斷，但是人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它還適用于非破壞性的材料檢 測。有關CT的基礎和應用的詳細信息可從Willi A. Kalender編著的 "Computed Tomography"書(ISBN號為3-89578-216-5)中查找到。
未來CT和X射線成像的其中一個關鍵創(chuàng)新點是當被分析對象暴露在X 射線輻射時，對穿過被分析對象或?qū)νㄟ^被分析對象而傳輸?shù)墓庾舆M行能 量分辯計數(shù)。根據(jù)傳輸光子的數(shù)量和能量，可以得出X射線輻射所經(jīng)過的 物質(zhì)種類。具體而言，這能夠識別人體內(nèi)不同的部分、組織和物質(zhì)。
一般來說，人們認為通過對撞擊光子數(shù)量更精確地計數(shù)可提高基于撞 擊光子所攜信息的分析結(jié)果的質(zhì)量。然而，對撞擊光子進行精確計數(shù)的嘗 試總伴有若干問題。
其中一個問題源自光子隨時間的任意分布(泊松分布)。這會導致這種 狀況，其中在需要對單個光子進行處理的時窗內(nèi)，第二光子到達并對第一 光子的處理進行干擾，從而導致不準確的結(jié)果。典型地將這種狀況稱之為 "事件的堆積"。
由于量子流非常高，高達109/ (mm、)的光子速率是常見的。這意味 著堆積事件以顯著的概率出現(xiàn)，從而不能將其忽略。
為了減少堆積事件發(fā)生的概率，已經(jīng)試圖減少傳感器單個像素的尺寸，
4從而減少光子撞擊特定傳感器元件的絕對光子數(shù)量。然而，這導致了另一
問題如果使用16個具有250fimX 250pm面積的像素取代具有l(wèi)mmX lmm 實際面積的像素，則信息通道的數(shù)量將增加16倍，這會導致必須處理的信 息增加16倍，需要艱巨的工作對該信息進行處理和分析。
在Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 487(2002), 323-330頁上、由M. O'Neills, M. A. Abdalla, D. Oelmann撰寫的文章"Low digital interference counter for photon-counting pixel detectors"中顯不了關于 如何處理這些限制的一種思想，其中事件計數(shù)器體系結(jié)構(gòu)意在降低像素中 的數(shù)字轉(zhuǎn)換和功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對X射線光子，特別是對具有不龐大的體系 結(jié)構(gòu)卻仍能傳送所需計數(shù)精度的計算機斷層成像中的光子進行計數(shù)的裝 置。本發(fā)明的另一目的是提供基于X射線光子計數(shù)的、特別用于醫(yī)療用途
的相應成像設備。本發(fā)明的又一目的是提供對x射線光子，特別是計算機
斷層成像中的光子進行計數(shù)的改進方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這可由對x射線光子，特別是計算機斷層成
像中的光子進行計數(shù)的裝置來實現(xiàn)，所述裝置包含適于將撞擊光子轉(zhuǎn)變?yōu)?可計數(shù)的事件的布置，并且至少具有第一光子感應元件和第二光子感應元 件，所述裝置進一步包含適于提供有關所計數(shù)的光子數(shù)量信息的輸出端， 至少包括與第一光子感應元件耦合的第一積分器和與第二光子感應元件耦 合的第二積分器，進一步包含對第一和第二積分器的輸出進行求和的第一 求和單元，將所述第一求和單元與向所述輸出端提供結(jié)果信號的反饋設備 耦合，將所述結(jié)果信號進一步提供給第一求和單元，以及提供給第一和第 二積分器，從而由撞擊光子生成的總信息密度作為降低的信息密度抵達所 述輸出端。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這一目的可通過基于對x射線光子，特別用 于醫(yī)療用途的x射線光子進行計數(shù)的成像設備來實現(xiàn)，所述成像設備包含 如前所述的裝置。這種成像設備特別體現(xiàn)為x射線機、計算機斷層成像、
用于核醫(yī)學技術(shù)(例如，正電子發(fā)射斷層成像或單光子發(fā)射計算機斷層成像)的設備或任何其他x射線照相設備。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這一目的可通過對X射線光子，特別是計算 機斷層成像中的光子進行計數(shù)的方法來實現(xiàn)，所述方法包含如下步驟
-將撞擊至少第一光子感應元件的光子轉(zhuǎn)換為第一可計數(shù)事件，并將所 述事件提供給至少第一積分器；
-將撞擊第二光子感應元件的光子轉(zhuǎn)換為第二可計數(shù)事件，并將所述事
件提供給第二積分器；
-對第一和第二可計數(shù)事件以及結(jié)果信號進行求和以獲得總和，其中所
述結(jié)果信號從帶有總和的反饋設備中獲得；
-將所述結(jié)果信號提供給第一和第二積分器，從而降低由撞擊光子生成 的總信息密度。
這意味著根據(jù)本發(fā)明的所述裝置使用第一求和單元將來自至少兩個積 分器(其接收來自至少兩個光子感應元件的信息)的信息進行合并。此外， 與第一求和單元耦合的所述反饋設備為了提供反饋機制，同樣給兩個積分 器提供所述結(jié)果信號。所述反饋機制的任務是降低撞擊光子生成的信息密 度。由于所述裝置輸出端處的信號具有降低的信息密度，因此由撞擊光子 生成的信息(位置、時間、能量)變得更易管理。
根據(jù)本發(fā)明的所述反饋機制類似于西格馬-德耳塔轉(zhuǎn)換器，這意味著所 述裝置的輸出不顯示每個光子感應元件的真實絕對數(shù)值，而是提供有關該 絕對數(shù)值如何變換的連續(xù)指示。
這意味著，如果所述光子的絕對數(shù)值在短時間內(nèi)沒有劇烈地波動，則 在所述輸出端存在比已有技術(shù)所知的更少量的信息。此外，所述絕對數(shù)值 可通過對所述輸出，即輸出端處存在的不同數(shù)值進行連續(xù)處理而恢復。
應該意識到，提供給第一求和單元的所述結(jié)果信號在到達第一求和單 元之前可進行修改。特別地，可應用系數(shù)，通常是負系數(shù)，并且如果需要， 所述結(jié)果信號可隨時間而延遲。對于提供給第一積分器的所述結(jié)果信號和 提供給第二積分器的所述結(jié)果信號均是如此。
關于如何執(zhí)行所述反饋設備以及整體的反饋機制存在很多不同的可能 性。任何特定的實現(xiàn)方式將很大程度上取決于設計的選擇以及所述裝置應 該實現(xiàn)的整體特征。因此不可能給出普遍性的建議。然而，由于本發(fā)明包
6括由 一 串相對差表示的一 串絕對數(shù)值的思想，因此可應用眾所周知的西格 馬-德耳塔調(diào)制器設計的思想，至少作為起始點可行。
幫助降低撞擊光子生成的總信息密度的另一方面為在第一求和單元中 第一積分器的輸出端和第二積分器的輸出端是合并的這一事實。這意味著 有意地放棄有關光子是否撞擊到第一感應元件或第二感應元件上的信息； 但是，與使第一和第二光子感應元件的合并元件僅連接一個積分器相比， 具有僅需解決(將近) 一半的由第一和第二光子感應元件的每一個引起的 事件的利處。己經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于某些應用，這種折衷(其獲得了降低的處理花 費)是受歡迎的。
應該意識到，雖然主要討論第一和第二積分器，但是所提出的思想也 可應用三個或多個光子感應元件以及它們各自的積分器。特別地，這種思
想可擴展到大量的像素，例如高達16,100或更多。 在優(yōu)選實施例中，所述反饋設備體現(xiàn)為積分器。
如果將第一和第二積分器視為第一積分階段(或簡單地，第一階段)， 則可將所述反饋設備視為第二積分階段(或簡單地，第二階段)。這種實施 例類似于二階西格馬-德耳塔調(diào)制器。然而，值得注意的是，所述反饋設備 還可包含更高階的積分階段，以便按三階(及更高階)的西格馬-德耳塔轉(zhuǎn) 換器中所發(fā)現(xiàn)的執(zhí)行反饋機制。
在本發(fā)明其它優(yōu)選實施例中，在所述反饋設備和所述輸出端之間布置 量化器。
在其它優(yōu)選實施例中，所述量化器幫助進一步降低輸出端的信息密度。 該實施例基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即盡管希望精確計數(shù)，但不必要求其精確到最 后一位。因此，根據(jù)所需合理的分辨率，所述量化器丟棄那些對后續(xù)分析 關聯(lián)很小或根本無關的信息。因此，來自所述裝置輸出端的信息流變得更 加易于處理。
在其它優(yōu)選實施例中，所述量化器體現(xiàn)為Hogenauer類型的濾波器。 Hogenauer類型的濾波器是公知的梳狀濾波器的實現(xiàn)方式，并在正EE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 5, 1980，CH1559-4/80/0000-0271， 271-274頁中由Eugene B. Hogenauer撰寫的文 章"A class of digital filters for decimation and interpolation"中有所說日月。它是高效抽取及低通濾波器，其具有響應nth階濾波器的sinc"頻率。己經(jīng)發(fā)現(xiàn) Hogenauer類型的濾波器是降低輸出端信息密度的有效手段。
特別地，可以有利地只執(zhí)行Hogenauer類型濾波器的積分器部分，其是 只具有整個Hogenauer類型濾波器所需回路一半的1^階濾波器的n個積分 寄存器的串聯(lián)。如果所述光子感應元件(像素)中的電子設備面積不能容 納整個Hogenauer類型的濾波器，則這種實現(xiàn)方式特別有利。盡管如此，即
使單獨的積分部分仍能提供抽取的信息密度或數(shù)據(jù)速率的優(yōu)勢。
在其它優(yōu)選實施例中，第一和第二光子感應元件是更大的宏像素的子 像素。
該實施例建議即使從與宏像素相關聯(lián)的每個子像素可得到單個信息， 也提供來自所述裝置輸出端處宏像素的合成信息。作為示例，具有l(wèi)mmX lmm尺寸的宏像素可包含100個子像素，每個子像素具有100(imX 100pm 的尺寸。照這樣，可降低輸出端處的信息密度。
在其它優(yōu)選實施例中，將所述結(jié)果信號經(jīng)第二求和單元提供給第一和 第二積分器，所述第二求和單元進一步與第一和第二積分器中的至少一個
孝禺$ 。
可出現(xiàn)這樣的狀況，其中第一和第二積分器中的至少一個已經(jīng)達到一 數(shù)值，該數(shù)值是所述積分器可表示的最大值或接近所述最大值。在這種狀 況下，降低所述積分器的值并給第二求和單元提供反饋以補償這種降低是 有利的。由于優(yōu)選將第二求和單元與第一和第二積分器連接，將基于所述 降低的反饋反向饋送給第一和第二積分器。
在本發(fā)明其它優(yōu)選實施例中，在傳感器和第一和第二積分器之間布置 A/D轉(zhuǎn)換器，第一和第二積分器體現(xiàn)為數(shù)字寄存器，而使用數(shù)字元件來體 現(xiàn)所述反饋設備。
該實施例能夠執(zhí)行數(shù)字處理。雖然撞擊到所述傳感器上的光子觸發(fā)將 其處理成模擬事件的模擬充電脈沖，A/D轉(zhuǎn)換器也提供簡單的手段從模擬 域變到數(shù)字域。在數(shù)字域中可使用不易受噪聲和串擾的可靠的數(shù)字成分。
在本發(fā)明其它優(yōu)選實施例中，至少將第一和第二積分器最高的重要位 反饋給第二求和元件。
由于第一和第二積分器將典型地接收相同的數(shù)值(基于所述結(jié)果信
8號)，因此有可能數(shù)字寄存器的各值從長遠看將出現(xiàn)偏差。然而，這可使用 該實施例進行補償。數(shù)字寄存器最重要的位或多個最重要的位被認為是溢 出位。如果它們含有值"l"，則將它們重設為"0",并將這一變化通過如 后面更詳細解釋的反饋機制，反饋給所有的寄存器。
在其它的優(yōu)選實施例中，第一和第二積分器不同步操作，而所述反饋 設備同步操作。
不論事件何時發(fā)生，第一和第二積分器(數(shù)字寄存器)對表示撞擊光 子的任何事件進行計數(shù)。所述積分器的各值在由時鐘周期確定的間隙進行 讀取，并且第一求和單元根據(jù)所述時鐘周期執(zhí)行求和動作。所述反饋設備 接收同步數(shù)據(jù)，并能以同步的模式進行操作。因此，當必須將光子引起的 任意分布事件帶入到基于時鐘周期的格式中時，該實施例提供了簡單且有 效的手段。
本發(fā)明的這些和其他方面將從并參考下文所述各實施例的闡述中變得 顯然。
可以理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上面提到的各特征以及下面 待解釋的那些特征不僅可用于各自的組合中，而且可用于其他組合或作為 孤立的特征。


在各附圖中示出了本發(fā)明的各實施例，并且將在下面的說明書中參考 這些附圖，更詳細地解釋所述各實施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明對成像設備中的光子進行計數(shù)的裝置的第一實 施例；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明在計算機斷層成像中對光子進行計數(shù)的方法； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實施例；和 圖4示出了如何操作所述裝置的程序示例。
具體實施例方式
圖1顯示了對成像設備16 (特別體現(xiàn)為計算機斷層成像)中的X射線 光子12、 14進行計數(shù)的裝置10的第一實施例。裝置10包含適于將撞擊光子12、 14轉(zhuǎn)換成可計數(shù)事件的布置18。
布置18至少具有第一光子感應元件20和第二光子感應元件22。第一 和第二光子感應元件20、 22分別耦合到第一和第二積分器24、 26。值得注 意的是，第一和第二光子感應元件20、 22與第一和第二積分器24、 26之 間的各條線不應理解為直接連接，因為需要本領域中公知的附加回路(未 顯示)將撞擊光子轉(zhuǎn)換成可計數(shù)的事件。
提供第一求和單元28，用于對第一和第二積分器24、 26的輸出以及將
會對其描述的結(jié)果信號進行求和。
第一求和單元28耦合到反饋設備30，其是反饋機制32的一部分。設 計反饋機制32以便將撞擊光子12、 14生成的總信號密度降低到裝置10的 輸出端34處存在的降低的信號密度。
為了實現(xiàn)這一點，將反饋設備30生成的所述結(jié)果信號反饋給第一求和 單元28和第一和第二積分器24、 26。值得注意的是，攜載所述結(jié)果信號并 延伸至第一求和單元28的各條線不應理解為所述結(jié)果信號未變化地抵達第 一求和單元28。相反地，所述結(jié)果信號乘以某一系數(shù)，特別是負系數(shù)，以 便實現(xiàn)所需的特征和穩(wěn)定的反饋機制32。通向第一和第二積分器24、 26的 線亦是如此。典型地，選擇使針對去往第一和第二積分器24、 26的所述結(jié) 果信號的系數(shù)相同，然而，也有可能關于第一積分器24和第二積分器26 施加兩個不同的系數(shù)。
圖2示出了可對圖1所示裝置10實施的、對X射線光子12、 14進行
計數(shù)的方法。
在步驟40中，將撞擊到第一光子感應元件20的光子轉(zhuǎn)換成第一可計 數(shù)事件，將其提供給第一積分器24。在步驟42中，將撞擊到第二光子感應 元件22的光子轉(zhuǎn)換成第二可計數(shù)事件，將其提供給第二積分器26。關于步 驟40和42沒有特定的順序，并且它們根據(jù)光子撞擊的時間和地點，以任 意的順序和次序進行。換句話說，這些步驟40、 42不同步進行。
在步驟44中，增加第一和第二可計數(shù)事件和結(jié)果信號以便獲得總和， 其中從帶有來自第一求和單元28的總和的反饋設備30中獲得所述結(jié)果信 號。在步驟46中，將所述結(jié)果信號提供給第一和第二積分器24、 26?？傮w 上，降低了撞擊光子生成的總信息密度。優(yōu)選地，參考時鐘信號執(zhí)行步驟44、 46，使得在輸出端34呈現(xiàn)基于時 鐘信號的輸出信號。
現(xiàn)在參考圖3將更詳細地描述裝置10的結(jié)構(gòu)和功能。首先將描述第二 實施例的結(jié)構(gòu)，然后將解釋裝置10的功能。
裝置10包含第一和第二光子感應元件20、 22以及其他第三和第四光 子感應元件60、 62。這些光子感應元件20、 22、 60、 62是更大的宏像素 64 (其由虛線指示)的子像素。
第一、第二、第三和第四光子感應元件20、 22、 60、 62分別耦合到第 一、第二、第三和第四積分器24、 26、 66、 68。在光子感應元件20、 22、 60、 62與積分器24、 26、 66、 68之間布置A/D轉(zhuǎn)換器70。 A/D轉(zhuǎn)換器70 單獨處理來自光子感應元件20、 22、 60、 62的充電脈沖，并將數(shù)字式可計 數(shù)的事件輸出給相應的積分器24、 26、 66、 68。
積分器24、 26、 66、 68體現(xiàn)為數(shù)字寄存器，其每一個具有m位。積分 器24、 26、 66、 68每一個中的計數(shù)不同步進行，并且獨立于相應的其他積 分器24、 26、 66、 68。這意味著對提供給積分器24、 26、 66、 68的各個事 件不顧它們出現(xiàn)的時間而進行計數(shù)。
將單個積分器24、 26、 66、 68的值(m位)提供給第一求和單元28。 第一求和單元28進一步接收如以后進行解釋的第一量化結(jié)果信號。此外值 得注意的是，將每個積分器24、 26、 66、 68的最重要位(l位)提供給第 二求和單元72，其也將在后面進行解釋。
將第一求和單元28的輸出提供給反饋設備30，其在該情形中體現(xiàn)為使 用數(shù)字元件的積分器。這意味著反饋設備30同樣體現(xiàn)為數(shù)字寄存器，在這 種情形中具有n位。
由于第一求和單元28基于給定的時鐘周期(未顯示)所執(zhí)行的所述求 和動作，顯然與撞擊光子12、 14生成的總信息密度相比，降低了到達反饋 設備30的信息密度(或數(shù)據(jù)速率)。然而，所述信息密度可進一步地減小。
為此，將來自反饋設備30的結(jié)果信號饋送給量化器74。在這種情形中， 量化器74具有2位的大小，其中量化器74最重要的位對應反饋設備30的 前三個最重要的位，而量化器74最不重要的位對應反饋設備30的第四個 最重要的位。這意味著，當將反饋設備30的信息密度與量化器74的信息密度進行比較時，將從n位縮減到2位。量化器74優(yōu)選體現(xiàn)位具有2位輸 出的Hogenauer類型的濾波器。
將量化器74的值或輸出視為提供給裝置10的輸出端34的主量化結(jié)果 信號。此外，將主量化結(jié)果信號乘以系數(shù)-2作為第一量化結(jié)果信號反饋給 第一求和單元28，并將主量化結(jié)果信號乘以系數(shù)-1反饋給第二求和單元72。 已經(jīng)將這些系數(shù)確定為對某些應用是有利的。然而，如果需要裝置10以及 特別是反饋機制32的其他設計特征，也可改變這些系數(shù)。
如上面簡單提及地，第二求和單元72還接收表示積分器24、 26、 66、 68最重要位的信息。將第二求和單元72的輸出以相同的方式反饋給所有的 積分器24、 26、 66、 68。雖然不會是典型的設計選項，但一定有可能單獨 修改來自第二求和單元72的、發(fā)送給積分器24、 26、 66、 68的信號。
反饋積分器24、 26、 66、 68最重要位的原因如下在每個時鐘周期內(nèi) 將相同數(shù)值，即第二求和單元72的輸出反饋給積分器24、 26、 66、 68。值 得注意的是反饋給單個積分器24、 26、 66、 68的實際數(shù)值是第二求和單元 72的輸出除以4。這一點是必須，因為所述結(jié)果信號以及由此的第二量化 結(jié)果信號是基于四個積分器24、 26、 66、 68的總值的。
如果沒有設定最重要的位，則第二求和單元72的輸出在這種情形下對 應負的主量化結(jié)果信號。換句話說，對于每個時鐘周期，從積分器24、 26、 66、 68中減去所述主量化結(jié)果信號。由于存在與每個光子感應元件20、 22、 60、 62以及相應的積分器24、 26、 66、 68相關聯(lián)的某種趨向性，積分器 24、 26、 66、 68的值從長遠看將出現(xiàn)偏差。
為了解決這一問題，使用積分器24、 26、 66、 68最重要的位，特別地 通過將其視為溢出位進行使用。如果最重要的位是"l"，則將其設置為"0"， 并且將對應的校正通過反饋機制32在下一時鐘周期反饋給所有的積分器 24、 26、 66、 68。
在具有四個積分器24、 26、 66、 68的給定情形中，通過將最重要的位 向左偏移2位來確定所述對應的校正。這意味著，將最重要位所代表的數(shù) 值除以4。由于將這一校正反饋給所有四個積分器24、 26、 66、 68，因此 補償了清除積分器24、 26、 66、 68中的一個的最重要位的整體效果。在更 一般化的形式中，如果使用k=2j(j=2,3......)的積分器24、 26、 66、 68，則
12最重要的位向左偏移j=log2k個位。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于徹底限定了輸出端34處的信息密度(數(shù)據(jù)速率或位 數(shù))。雖然時鐘頻率(或采樣時鐘頻率)很高，但相關數(shù)據(jù)速率非常低。
為了從不同的角度解釋本發(fā)明，參考圖像4。它以程序術(shù)語顯示了裝置 IO如何進行操作。然而值得注意的是，圖4并非主張是可實行的代碼。相 反地，它勾勒了適于特定執(zhí)行環(huán)境的可執(zhí)行思想。應該理解，這幾行前所 提供的數(shù)字并非意欲表示實際的代碼行，而是用于提及各個單獨的行。
行100代表裝置10的整個功能。具體而言，恒定地施加時鐘周期clk。 行102顯示了當時鐘運行時，積分器24、 26、 66、 68執(zhí)行的不同步計數(shù)， 這可認為是第一 (積分)階段的部分。
行104-112代表根據(jù)反饋設備30的數(shù)值并由量化器74實現(xiàn)的量化步 驟，其可以理解為第二 (積分)階段。特別地，如果反饋設備30的值大于 或等于32，則將主量化結(jié)果信號設定為值16。如果反饋設備30的值小于 32但大于或等于16,則將主量化結(jié)果信號設定為值8。否則，將該值設定 為0。
行114描述了第一求和單元28的功能，其中累加第一階段所有積分器 24、 26、 66、 68的輸出，并累加第一量化結(jié)果信號(等于所述主量化結(jié)果 信號乘以系數(shù)-2)。
行116-128顯示了涉及第二求和單元72的反饋回路。如行116中所指 示的，為第一階段的每個積分器24、 26、 66、 68執(zhí)行步驟118-128。
如果積分器24、 26、 66、 68的值具有大于或等于32 (其在該示例中代 表溢出狀況)的絕對值，則執(zhí)行根據(jù)行120-124的處理，以便解決這一情況
首先(行120)確定是否在正或負的方向上出現(xiàn)溢出。根據(jù)這一結(jié)果， 通過減去值32或增加值32來清除所述最重要的位(行122)。
為了補償對所述最重要位的清除，將每個積分器24、 26、 66、 68增加 或減少值8，該值表示將值32向左偏移2位的結(jié)果。由于使用四個積分器 24、 26、 66、 68，這意味著執(zhí)行4X 8 = 32的補償，并且在不改變第一階段 所有積分器24、 26、 66、 68總合并值的情況下，解決了積分器24、 26、 66、 68中的一個的溢出。
最后，在行128中，根據(jù)第二量化結(jié)果信號(其在這種情形中是負的主量化結(jié)果信號)除以4，改變所有積分器24、 26、 66、 68的值。
在本發(fā)明的技術(shù)執(zhí)行中，應用標準的數(shù)字電路技術(shù)。使用多個平行的 加法器是有利的。同樣地，對于所有積分器24、 26、 66、 68和反饋設備30 的寄存器內(nèi)容，可使用2個互補物表示。
雖然在各附圖以及前面的說明中已經(jīng)詳細闡述并描繪了本發(fā)明，這種 闡述和描繪應當理解成說明性或示范性的，而非限制性；本發(fā)明并不限于 所公開的各實施例。
本領域技術(shù)人員在對所主張的發(fā)明進行實踐中，從對各附圖、公開內(nèi) 容和附加權(quán)利要求的研究可以理解并實現(xiàn)對所公開各實施例的其他變化。 在權(quán)利要求書中，詞語"包含"并不排出其他元件或步驟，并且不定冠詞 "一"或"一個"并不排除多個。術(shù)語"左"、"右"等只用于方便理解本 發(fā)明并非對本發(fā)明的范圍進行限制。
在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉某些措施的純粹事實并不表示不能 使用這些措施的組合以獲得優(yōu)勢。權(quán)利要求書中的任何參考符號不應解釋 為是對范圍的限制。
權(quán)利要求
1、一種對X射線光子(12、14)，特別是計算機斷層成像中的光子進行計數(shù)的裝置(10)，其包括適于將撞擊光子(12、14)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎嫈?shù)的事件的布置(18)，并且至少具有第一光子感應元件(20)和第二光子感應元件(22)，所述裝置(10)進一步包括輸出端(34)，其適于提供有關計數(shù)的光子(12、14)數(shù)量的信息，至少包括與所述第一光子感應元件(20)耦合的第一積分器(24)和與所述第二光子感應元件(22)耦合的第二積分器(26)，進一步包括對所述第一和所述第二積分器(24、26)的輸出進行求和的第一求和單元(28)，將所述第一求和單元(28)耦合到向所述輸出端(34)提供結(jié)果信號的反饋設備(30)，將所述結(jié)果信號進一步提供給所述第一求和單元(28)，以及提供給所述第一和所述第二積分器(24、26)，從而由所述撞擊光子(12、14)生成的總信息密度作為降低的信息密度抵達所述輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述反饋設備(30)體現(xiàn)為積 分器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，在所述反饋設備(30)與 所述輸出端(34)之間布置量化器(74)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述量化器(74)體現(xiàn)為Hogenauer 類型的濾波器。
5、 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述第一和所述第二 光子感應元件(20、 22)是更大的宏像素(64)的子像素。
6、 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，經(jīng)由第二求和單元(72) 向所述第一和所述第二積分器(24、 26)提供所述結(jié)果信號，所述第二求和單元(72)進一步與所述第一和所述第二積分器(24、 26)中的至少一個魏厶 I不內(nèi)口 。
7、 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，在所述第一和所述第 二光子感應元件(20、 22)與所述第一和所述第二積分器(24、 26)之間 布置A/D轉(zhuǎn)換器(70)，所述第一和所述第二積分器(24、 26)體現(xiàn)為數(shù)字 寄存器，而使用數(shù)字元件來體現(xiàn)所述反饋設備(30)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，至少將所述第一和所述第二積 分器(24、 26)的最重要位反饋給所述第二求和單元(72)。
9、 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，不同步地操作所述第 一和所述第二積分器(24、 26)，而同步地操作所述反饋設備(30)。
10、 基于對X射線光子(12、 14)進行探測的、特別是用于醫(yī)療用途 的成像設備(16)，包括根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的裝置(10)。
11、 對X射線光子(12、 14)，特別是計算機斷層成像中的光子進行計 數(shù)的方法，包括如下步驟-將撞擊至少第一光子感應元件(20)的光子轉(zhuǎn)換(40)為第一可計數(shù) 事件，并將所述事件提供給至少第一積分器(24);-將撞擊第二光子感應元件(22)的光子轉(zhuǎn)換(42)為第二可計數(shù)事件， 并將所述事件提供給第二積分器(26);-對第一和第二可計數(shù)事件以及結(jié)果信號進行求和(44)以獲得總和， 其中，所述結(jié)果信號從帶有所述總和的反饋設備(30)中獲得；-將所述結(jié)果信號提供(46)給所述第一和所述第二積分器(24、 26)， 從而降低由撞擊光子生成的總信息密度。
全文摘要
本發(fā)明涉及對X射線光子(12、14)，特別是計算機斷層成像中的光子進行計數(shù)的裝置(10)。將來自第一光子感應元件(20)的事件記錄在第一積分器(24)中，并將來自第二光子感應元件(22)的事件記錄在第二積分器(26)中。提供第一求和單元(28)，用于對來自第一和第二積分器(24、26)的值以及結(jié)果信號進行求和，以獲得總和，其中從設有總和的反饋設備(30)中獲得所述結(jié)果信號。有可能降低撞擊光子(12、14)生成的總信息密度，使得在輸出端(34)呈現(xiàn)具有降低信息密度(或降低數(shù)據(jù)速率)的數(shù)據(jù)流。本發(fā)明還涉及基于對X射線光子(12、14)進行探測的、特別是用于醫(yī)療用途的成像設備(16)，以及涉及對X射線光子(12、14)，特別是計算機斷層成像中的光子進行計數(shù)的方法。
文檔編號G01T1/00GK101622551SQ200880006243
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者C·博伊默, C·赫爾曼, G·蔡特勒, R·斯特德曼布克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司