包括用于探測x射線輻射的兩個閃爍體的探測裝置制造方法
【專利摘要】一種用于探測輻射的探測裝置。本發明涉及用于探測輻射的探測裝置。所述探測裝置包括具有不同時間行為的至少兩個閃爍體(14、15)，每個在接收到輻射時生成閃爍光，其中，所生成的閃爍光被閃爍光探測單元(16)共同探測到，由此生成共同光探測信號。探測值確定單元通過對所述探測信號應用第一確定過程確定第一探測值并且通過對所述探測信號應用第二確定過程確定第二探測值，所述第二探測過程不同于所述第一確定過程。所述第一確定過程包括對所述探測信號進行頻率濾波。由于所述不同閃爍體的所述閃爍光被相同閃爍光探測單元集體地探測到，因而不必須要求用于分別地探測所述不同閃爍體的不同閃爍光的(例如)利用側視光電二極管的探測布置，由此降低了所述探測裝置的技術復雜度。
【專利說明】包括用于探測X射線輻射的兩個閃爍體的探測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于探測輻射的探測裝置、探測方法以及探測計算機程序。本發明還涉及用于對對象進行成像的成像系統、成像方法以及成像計算機程序。
【背景技術】
[0002]S.Kappler 等人在 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC), 4828 至 4831 頁(2008 年)的文章“Comparison of dual-kVp and dual-layer CT insimulations and real CT system measurements”公開了一種雙能量計算機斷層攝影系統，其包括多色X射線源和雙層探測器。所述計算機斷層攝影系統適于生成穿過要被成像的對象的X射線，而所述X射線源關于所述對象旋轉。所述輻射，在已穿過所述對象之后，被雙層探測器探測，其中，在第一層(其首先被所述輻射擊中)中，第一閃爍體根據探測到的輻射生成第一閃爍光，并且其中，在第二層(其其次被所述輻射擊中)中，第二閃爍體根據所述輻射生成第二閃爍光。通過光電二極管探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光(它們對應于所探測的輻射的不同能量)，其中，用于探測所述第一閃爍光的所述光電二極管被布置為鄰近所述第一閃爍體的側表面，即不在(例如)所述第一閃爍體的底表面上。在所述側表面上的該布置導致技術上相對復雜的探測器構造。
【發明內容】
[0003]本發明的目標是提供一種用于探測輻射的探測裝置、探測方法和探測計算機程序，其允許通過使用技術上較不復雜的探測器構造來探測輻射。本發明另外的目標是提供一種用于對對象進行成像的成像系統、成像方法和成像計算機程序，其可以使用所述技術上較不復雜的探測器構造。
[0004]在本發明的第一個方面中，提供一種用于探測輻射的探測裝置，其中，所述探測裝置包括:
[0005]-輻射接收單元，其包括:
[0006]-第一閃爍體，其用于根據所述輻射生成第一閃爍光，其中，所述第一閃爍光具有第一時間行為，
[0007]-第二閃爍體，其用于根據所述輻射生成第二閃爍光，其中，所述第二閃爍光具有不同于所述第一時間行為的第二時間行為，
[0008]-閃爍光探測單元，其用于探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，并且用于生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號，
[0009]-探測值確定單元，其用于確定第一探測值和第二探測值，其中，所述探測值確定單元適于:
[0010]-通過對所述共同光探測信號應用第一確定過程來確定所述第一探測值，其中，所述第一確定過程包括通過使用第一頻率濾波器來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第一濾波共同光探測信號，并且根據所述第一濾波共同光探測信號來確定所述第一探測值，
[0011]-通過對所述共同光探測信號應用第二確定過程，來確定所述第二探測值，其中，所述第二確定過程不同于所述第一確定過程。
[0012]由于所述閃爍光探測單元(其優選為光電二極管)探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，并生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號，其中，所述探測值確定單元通過對所述共同光探測信號應用不同的確定過程，來確定第一探測值和第二探測值，其中，所述確定過程中的至少一個包括頻率濾波，所述第一閃爍光和所述第二閃爍光可以集體地被所述相同的閃爍光探測單元探測到，而不需要被布置在所述閃爍體的側表面的用于分別地探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的不同閃爍光探測單元，其中，仍可以生成分別不同的探測信號，其可以被用于，例如，能量區分的目的。由于可以通過所述相同的閃爍光探測單元來探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，因而所述第一閃爍體和所述第二閃爍體可以被堆疊，例如在彼此之上，其中，所得到的堆疊可以被布置在所述閃爍光探測單元上。因此可以用技術上較不復雜的探測器構造來探測所述輻射。
[0013]所述閃爍光探測單元優選地適于探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的組合強度，并且適于生成指示所探測的組合強度的共同光探測信號。
[0014]所述第一確定過程和第二確定過程優選地適于使得對所述共同探測信號應用所述第一確定過程得到頻譜上不同于第二信號的第一信號，所述第二信號是通過對所述共同光探測信號應用所述第二確定過程而生成的。所述第一探測值和第二探測值優選地是基于這些頻譜上不同的第一信號和第二信號而確定的。
[0015]在閃爍體中，相互作用的光子居于具有給定壽命的激發態的電子中。如果所述電子弛豫到基態，則生成閃爍光。該弛豫過程具有一衰減時間常數，各自的閃爍光對應于所述衰減時間常數。到所述基態的單次轉變(其對應于單個衰減時間常數)，或到所述基態的幾次轉變(其對應于幾個衰減時間常數)均是可能的。相應地，可以因此通過一個或幾個衰減時間常數來定義閃爍光的所述時間行為。
[0016]所述第一確定過程和第二確定過程優選地根據所述第一時間行為和第二時間行為。尤其地，所述第一確定過程和第二確定過程可以包括適于所述第一時間行為和第二時間行為的第一頻率濾波程序和第二頻率濾波程序。
[0017]例如，所述第一頻率濾波器可以為用于抑制相對低頻率的高通濾波器，其可以對應于所述第一閃爍光和第二閃爍光中較慢的一個的(即具有較大的一個或幾個衰減時間常數的所述閃爍光的)一個或幾個衰減時間常數。這允許生成這樣的第一濾波共同光探測信號，其具有來自所述較快閃爍光的較大貢獻，即具有較快時間行為(具體而言是較小的衰減時間常數)的所述閃爍光的較大貢獻。此外，也可以抑制較高頻率，使得所述第一頻率濾波器為帶通濾波器。這可以降低所述第一濾波共同光探測信號中的噪聲。優選地，所述帶通濾波器抑制對應于具有較慢時間行為(具體而言是具有較大衰減時間常數)的較慢閃爍光的頻率；并且抑制大于對應于所述較快閃爍光的頻率的頻率，即對應于所述較快時間行為，具體而言是對應于所述較快閃爍光的較小時間常數。
[0018]在一個實施例中，使用高通濾波器，抑制小于所述第一閃爍光和第二閃爍光的所述衰減時間常數的逆值(inverse value)的平均值的頻率。尤其地，所述高通濾波器可以適于抑制這樣的頻率，其小于所述第一閃爍光的第一衰減時間常數的所述逆值與所述第二閃爍光的第二衰減時間常數的所述逆值的幾何平均。所述帶通濾波器可以適于也抑制小于所述第一衰減時間常數的所述逆值與所述第二衰減時間常數的所述逆值的平均值的頻率，并且所述帶通濾波器可以適于抑制大于所述逆第二衰減時間常數的十倍的頻率，其中，假設所述第二衰減時間常數小于所述第一衰減時間常數。
[0019]在一個實施例中，所述第一確定過程包括a)對第一頻率濾波共同光探測信號進行方波化處理(squaring)或整流，b)對經方波化處理的或整流的第一頻率濾波共同光探測信號進行積分，由此生成第一積分值，并且c)根據所述第一積分值，確定所述第一探測值。這允許以相對簡單的方式確定第一探測值，使得很可能所述較快閃爍光對所述第一探測值的貢獻大于所述較慢閃爍光。
[0020]所述第二確定過程優選地包括a)通過使用第二頻率濾波器，來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第二濾波共同光探測信號，并且b)根據所述第二濾波共同光探測信號，來確定所述第二探測值。所述第二頻率濾波器優選為低通濾波器，并且所述第二確定過程優選地還包括對所述第二濾波共同光探測信號進行積分，由此生成第二積分值，其中，所述第二探測值是根據所述第二積分值來確定的。所述低通濾波器優選地適于抑制這樣的頻率，其大于所述第一閃爍光的第一衰減時間常數的逆值與所述第二閃爍光的第二衰減時間常數的逆值的平均值。所述平均值優選為幾何平均值。這允許以相對簡單的方式確定第二探測值，所述第二探測值包括所述較慢閃爍光增加的貢獻，即包括所述較慢閃爍光對所述第二探測值的這樣的貢獻，所述貢獻大于所述較慢閃爍光對所述第一探測值的所述貢獻。
[0021]在另一個實施例中，所述第二確定過程包括對所述共同光探測信號進行積分，由此生成第二積分值，并且根據所述第二積分值，來確定所述第二探測值，而無需應用第二頻率濾波器。這降低了用于確定所述第二探測值的計算成本。
[0022]在一個實施例中，所述較快閃爍光的衰減時間常數為約50ns并且所述較慢閃爍光的所述衰減時間常數為約3 μ S。
[0023]所述探測裝置優選地適于被計算機斷層攝影系統使用，其中，所述計算機斷層攝影系統包括輻射源和所述探測裝置。所述輻射源和所述探測裝置可關于要被成像的對象旋轉，以允許所述計算機斷層攝影裝置在所述輻射源相對于所述對象的不同位置，采集第一探測值和第二探測值。優選地在時間區間上執行所述積分，所述時間區間對應于所述輻射源在其期間處于對應于投影的某個角度區間中的時間區間。因此，優選地在投影時間上執行所述積分，所述投影時間由所述輻射源在其期間處于某個角度區間中的所述時間區間限定，以針對所述各自投影，確定第一探測值和第二探測值。所述投影時間以及因此所述積分時間可以在50至500 μ s的范圍內。
[0024]在一個實施例中，所述第一確定過程適于對所述共同光探測信號進行頻率濾波，使得所述第一濾波共同光探測信號為交替水平的共同光探測信號，同時所述第二確定過程適于使得所述第二確定過程對所述共同光探測信號的所述應用產出恒定水平的共同光探測信號。所述第一確定過程可以適于對所述交替水平進行方波化處理或整流，其也可以被視為所述共同光探測信號的AC水平；并且對經方波化處理或整流的交替水平進行積分，用于確定所述第一探測值。而且，所述第二確定過程可以適于對所述恒定水平進行積分，其也可以被視為所述共同光探測信號的DC水平，用于確定所述第二探測值。[0025]優選地，所述第一閃爍體、所述第二閃爍體和所述閃爍光探測單元被光學耦合，使得所述第一閃爍光和所述第二閃爍光兩者可以被所述閃爍光探測單元集體探測到。尤其地，所述第一閃爍體、所述第二閃爍體和所述閃爍光探測單元形成堆疊，使得所述第一閃爍體和所述第二閃爍體中的一個定位于所述閃爍光探測單元上，并且所述第一閃爍體和所述第二閃爍體中的另一個定位于所述第一閃爍體和所述第二閃爍體中的所述一個上。所述堆疊優選地被布置為使得要被探測的所述輻射首先使得所述第一閃爍體和所述第二閃爍體中的所述一個，并且然后進入所述第一閃爍體和所述第二閃爍體中的所述另一個。低能量輻射將主要被吸收在首先被穿過的所述閃爍體中，使得所述對應的閃爍光指示所述低能量輻射。其次被穿過的所述另外的閃爍體與低能量輻射相比，更多地被高能量輻射穿過，這是因為所述低能量輻射中的大量已被所述閃爍體吸收，所述閃爍體已被首先穿過。所述對應的閃爍光因此指示所述高能量輻射。(所述第一閃爍光和所述第二閃爍光不同程度地對其做出貢獻的)所述第一探測值和第二探測值因此可以對應于不同的能量。所述第一探測值和第二探測值因此可以被用于獲得有關被所述探測裝置探測到的所述輻射的能量的信息。
[0026]優選地，通過第一衰減時間常數表征所述第一閃爍體的所述時間行為，并且通過所述第二衰減時間常數表征所述第二閃爍體的所述時間行為，所述第二衰減時間常數小于所述第一衰減時間常數，其中，所述第一閃爍體、所述第二閃爍體和所述閃爍光探測單元形成堆疊，使得所述第二閃爍體定位于所述閃爍光探測單元上，并且所述第一閃爍體定位于所述第二閃爍體上。由于上面的第一閃爍體主要探測低能量輻射，所述低能量輻射獲得多個相對小的第一閃爍光脈沖，得到的第一閃爍光對應于相對平滑的光探測信號。而且，由于所述較低的第二閃爍體探測更高能量的輻射，所述較低的第二閃爍體生成第二閃爍光，其比所述第一閃爍光波動更大。相對平滑的第一閃爍光和相對波動的第二閃爍光的該作用增強了由所述不同的衰減時間常數引起的作用，這是因為所述不同衰減時間常數也得到比所述波動更大的第二閃爍光更為平滑的第一閃爍光。
[0027]可以通過使用光學耦合材料來光學耦合所述第一閃爍體、所述第二閃爍體和所述閃爍光探測單元。所述光學耦合材料優選地為光學透明膠粘物，其中，所述膠粘物至少對所述第一閃爍光和所述第二閃爍光透明。
[0028]在本發明的另外一方面中，提供一種用于對對象進行成像的成像系統，其中，所述成像系統包括:
[0029]-用于探測輻射的探測裝置，其受所述對象影響，如權利要求1所述，
[0030]-重建單元，其用于從所述第一探測值和第二探測值重建所述對象的圖像。
[0031]所述成像系統優選地還包括用于生成所述輻射的輻射源，其中，所述成像系統適于提供所述輻射，使得其在被所述探測裝置探測到之前穿過所述對象。輻射源優選地為用于生成多色X射線的多色X射線源，其中，所述探測裝置可以適于在所述多色X射線穿過所述對象之后探測所述多色X射線，并且適于根據探測到的多色X射線來生成所述第一探測值和第二探測值。
[0032]所述重建單元可以適于將所述第一探測值和第二探測值分解成分量探測值，所述分量探測值對應于不同分量，所述不同分量例如為不同物理效應和/或不同材料。例如，所述不同分量可以對應于康普頓效應和光電效應，或者所述不同分量可以對應于軟組織和骨。所述重建單元可以適于通過對各自的分量探測值應用計算機斷層攝影算法，來重建對應于所述不同分量的分量圖像。在另一個實施例中，在將所述探測值分解成分量探測值之前，所述重建單元可以將所述第一探測值和第二探測值變換成第一中間探測值和第二中間探測值，其分別對應于所述第一閃爍光和第二閃爍光的強度。因此，可以提供用于量化所述第一閃爍光和第二閃爍光的所述強度的變換，并將其應用于所述第一探測值和第二探測值。可以通過校準測量來確定該變換，并且所述變換優選為線性變換。所述重建單元可以然后適于執行分解程序，用于基于所生成的中間探測值來生成所述分量探測值。
[0033]在一個實施例中，也可以沒有隨后的基于這些探測值的重建，來執行用于將所述第一探測值和第二探測值變換成對應于所述第一閃爍光和第二閃爍光的所述強度的探測值的所述變換。在該情況中，可以例如由可以適于提供這些探測值的所述探測值確定單元和所述探測裝置，來執行所述變換。
[0034]在一個實施例中，所述輻射源以及所述探測裝置的所述第一閃爍體和第二閃爍體適于使得所述第一閃爍體光的強度與所述第二閃爍體光的強度相近或相差小于十的因數。這可以例如通過相應地選擇所述閃爍體材料、它們的摻雜、它們的厚度等來達到。這可以確保兩個閃爍體均顯著貢獻于兩個探測值，并且例如，探測值不僅由單個閃爍體主導，并且所述另一閃爍體的所述貢獻在噪聲水平之下，由此提高所述第一探測值和第二探測值的質量。
[0035]在本發明的另外一方面中，提供一種用于探測輻射的探測方法，其中，所述探測方法包括:
[0036]-通過第一閃爍體根據所述輻射生成第一閃爍光，其中，所述第一閃爍光具有第一時間行為，
[0037]-通過第二閃爍體根據所述輻射生成第二閃爍光，其中，所述第二閃爍光具有不同于所述第一時間行為的第二時間行為，
[0038]-探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，并且通過閃爍光探測單元生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號，
[0039]-通過探測值確定單元來確定第一探測值和第二探測值，其中，所述探測值確定單元:
[0040]-通過對所述共同光探測信號應用第一確定過程來確定所述第一探測值，其中，所述第一確定過程包括使用第一頻率濾波器來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第一濾波共同光探測信號，并且根據所述第一濾波共同光探測信號確定所述第一探測值，
[0041]-通過對所述共同光探測信號應用第二確定過程來確定所第二探測值，其中，所述第二確定過程不同于所述第一確定過程。
[0042]在本發明的另外一方面中，提供一種用于對對象進行成像的成像方法，其中，所述成像方法包括:
[0043]-如權利要求12所述地探測受所述對象影響的輻射，
[0044]-通過重建單元，從所述第一探測值和第二探測值重建所述對象的圖像。
[0045]在本發明的另外一方面中，提供一種用于探測輻射的探測計算機程序，其中，所述探測計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序運行于控制如權利要求1所述的探測裝置的計算機上時，程序代碼模塊用于在令所述探測裝置執行如權利要求12所述的探測方法的步驟。
[0046]在本發明的另外一方面中，提供一種用于對對象進行成像的成像計算機程序，其中，所述成像計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序運行于控制如權利要求11所述的成像系統的計算機上時，所述程序代碼模塊用于令所述成像系統執行如權利要求13所述的成像方法的步驟。
[0047]應理解，如權利要求1所述的探測裝置、如權利要求10所述的成像系統、如權利要求12所述的探測方法、如權利要求13所述的成像方法、如權利要求14所述的探測計算機程序以及如權利要求15所述的成像計算機程序具有相近和/或相同的優選實施例，尤其如在從屬權利要求中所限定的。
[0048]應理解，本發明的優選實施例也可以為從屬權利要求與各自的獨立權利要求的任
意組合。
[0049]參考后文描述的實施例，本發明的這些和其他方面將是顯而易見的，并且本發明的這些和其他方面將 參考后文描述的實施例而得以闡述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1示意性且示范性地示出了用于對對象進行成像的成像系統的實施例，
[0051]圖2示意性且示范性地示出了所述成像系統的輻射接收單元的輻射接收像素的實施例，并且
[0052]圖3示出的流程圖示范性地圖示了用于對對象進行成像的成像方法的實施例。【具體實施方式】
[0053]圖1示意性且示范性地示出了用于對感興趣區域進行成像的成像系統，所述成像系統為計算機斷層攝影系統19。所述計算機斷層攝影系統包括機架I，其能夠關于平行于z軸延伸的旋轉軸R旋轉。輻射源2 (其在該實施例中為X射線管)被安裝在機架I上。輻射源2 (其生成多色輻射)被提供有準直器3 (其在該實施例中從由輻射源2生成的所述輻射形成錐形輻射束4)。所述輻射穿過檢查區5(其在該實施例中為圓柱形)中的對象，例如患者。在已芽過檢查區5之后，福射束4入射在福射接收單兀6 (其包括二維探測表面)上。輻射接收單元6被安裝在機架I上。
[0054]計算機斷層攝影系統19包括兩個電機7、8。由電機7以優選為恒定但可調節的角速度驅動機架I。電機8被提供用于移動所述對象，例如患者，其被布置在檢查區5中的患者臺上，平行于旋轉軸R或所述z軸的方向。這些電機7、8例如受控制單元9控制，使得輻射源2和檢查區5 (尤其是檢查區5內的所述對象)沿螺旋軌跡相對于彼此移動。然而，也有可能不移動所述對象，而是僅旋轉輻射源2，即輻射源2沿圓形軌跡相對于檢查區5，尤其是相對于所述對象，移動。此外，在另一個實施例中，準直器3可以適于形成另一種束形狀，尤其是扇形束，并且輻射接收單元6可以包括探測表面，其對應于另一束形狀，尤其對應于所述扇形束成形。
[0055]輻射接收單元6包括幾個輻射接收像素17，在圖2中示意性且示范性地示出了它們中的一個。輻射接收像素17包括用于根據所探測的輻射生成第一閃爍光的第一閃爍體14，和用于根據所探測的輻射生成第二閃爍光的第二閃爍體15，其中，所述第一閃爍光對應于第一衰減時間，所述第一衰減時間大于所述第二閃爍光對應于的第二衰減時間，即第一閃爍光和所述第二閃爍光具有通過不同衰減時間常數表征的不同時間行為。輻射接收像素17還包括閃爍光探測單元16，其用于探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光以及用于生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號。第一閃爍體14、第二閃爍體15和閃爍光探測單元16被光學耦合，使得所述第一閃爍光和所述第二閃爍光兩者可以被閃爍光探測單元16集體探測到。閃爍光探測單元16優選為適用于探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的光電二極管。所述光電二極管足夠快以對所述相對短的閃爍體光的脈沖進行時間分辨。
[0056]第一閃爍體14、第二閃爍體15和第二光探測單元16形成堆疊，使得第二閃爍體15定位于閃爍光探測單元16上，并且第一閃爍體14定位于第二閃爍體15上，其中，通過使用光學I禹合材料18光學稱合第一閃爍體14、第二閃爍體15和閃爍光探測單兀16,光學率禹合材料18在該實施例中為對所述第一閃爍光和所述第二閃爍光透明的光學透明膠粘物。
[0057]第一閃爍體14和第二閃爍體15適于使得所述第一閃爍光的和所述第二閃爍光的強度相近或相差小于十的因數。尤其地，所述閃爍材料、它們的摻雜和它們的厚度適于使得滿足有關所述第一閃爍光的和所述第二閃爍光的所述強度的該相近度條件，尤其在X射線的典型能量范圍內，例如為40至140keV。
[0058]在輻射源2與檢查區5內的所述對象的相對移動期間，輻射接收單元6集體地探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，并生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號。
[0059]所生成的共同光探測信號被提供到探測值確定單元12，用于確定第一探測值和第二探測值。探測值確定單元12適于:通過對所述共同光探測信號應用第一確定過程，來確定所述第一探測值，其中，所述第一確定過程包括通過使用第一頻率濾波器，來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第一濾波共同光探測信號，并且根據所述第一濾波共同光探測信號來確定所述第一探測值。所述探測值確定單元還適于通過對所述共同光探測信號應用第二確定過程，來確定所述第二探測值，其中，所述第二確定過程不同于所述第一確定過程。在該實施例中，所述第一頻率濾波器為高通濾波器或帶通濾波器，并且所述第一確定過程包括a)對第一頻率濾波共同光探測信號進行方波化處理或整流，b)對經方波化處理或整流的第一頻率濾波共同光探測信號進行積分，由此生成第一積分值，并且c)根據所述第一積分值，確定所述第一探測值。所述第二確定過程包括a)通過使用第二頻率濾波器，來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第二濾波共同光探測信號，以及b)根據所述第二濾波共同光探測信號，來確定所述第二探測值，其中，所述第二頻率濾波器為低通濾波器。
[0060]優選地，使用高通濾波器，抑制小于所述第一閃爍光和第二閃爍光的所述衰減時間常數的逆值的平均值的頻率。尤其地，所述高通濾波器可以適于抑制小于所述第一閃爍光的第一衰減時間常數的所述逆值與所述第二閃爍光的第二衰減時間常數的所述逆值的幾何平均的頻率。所述帶通濾波器可以也適于抑制小于所述第一衰減時間常數的所述逆值與所述第二衰減時間常數的所述逆值的平均值的頻率，并且所述帶通濾波器可以適于抑制比逆第二衰減時間常數更大十倍的頻率，其中，假設所述第二衰減時間常數小于所述第一衰減時間常數。低通濾波器優選地適于抑制這樣的頻率，其大于所述第一閃爍光的第一衰減時間常數的所述逆值與所述第二閃爍光的第二衰減時間常數的所述逆值的平均值。所述平均值優選為幾何平均值。
[0061 ] 優選地，針對輻射源2相對于檢查區5內的所述對象的每個位置，以及針對每個輻射接收像素17，所述探測值確定單元分別地確定第一探測值和第二探測值。
[0062]所述第一探測值和第二探測值一其已針對輻射源2相對于檢查區5內的所述對象的每個位置以及針對每個輻射接收像素17得以確定——被提供到重建單元10，用于基于所述第一探測值和第二探測值來重建所述對象的圖像。由重建單元10重建的所述圖像被提供到顯示單元11，用于顯示所重建的圖像。
[0063]控制單元9優選地也適于控制輻射源2、輻射接收單元6、探測值確定單元12和重建單元10。由于輻射接收單元6和探測值確定單元12基于入射在所述輻射接收單元的所述探測表面上的所述輻射來生成所述第一探測值和第二探測值，因而所述輻射接收單元和所述探測值確定單元可以被視為用于探測輻射的探測裝置。
[0064]重建單元10優選地適于將所述第一探測值和第二探測值分解成不同的分量探測值，所述分量探測值對應于所述對象的不同分量。這些不同分量例如涉及不同的物理作用，例如康普頓效應和光電效應，和/或所述不同分量可以涉及不同材料，例如人類的骨、軟組織等。在該實施例中，所述第一探測值和第二探測值被變換成中間探測值，其對應于所述第一閃爍光和第二閃爍光的強度。所述變換優選為線性變換，其可以通過校準測量得以確定。例如，可以通過所述探測裝置探測產生已知閃爍光強度的輻射，其中，可以基于所述已知閃爍光強度以及由所述探測裝置生成的所述第一探測值和第二探測值來確定所述變換。重建單兀 10 可以適于將 R.E.Alvarez 等人的文章“Energy-selective reconstructionsin X-ray computerized tomography，，,Physics in Medicine and Biology,第 21 卷、第 5號，733至744頁(1976年)中公開的分解技術應用到所述中間探測值，在此通過引用將其并入。
[0065]在一個實施例中，對所述中間探測值的所述分解是根據以下方程執行的，該方程基于對描述所述測量過程的物理模型的反演:
【權利要求】
1.一種用于探測輻射的探測裝置，所述探測裝置出、12)包括: -輻射接收單元出)，其包括: -第一閃爍體(14)，其用于根據所述輻射生成第一閃爍光，其中，所述第一閃爍光具有第一時間行為， -第二閃爍體(15)，其用于根據所述輻射生成第二閃爍光，其中，所述第二閃爍光具有不同于所述第一時間行為的第二時間行為， -閃爍光探測單元(16)，其用于探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光，并且用于生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號， -探測值確定單元(12)，其用于確定第一探測值和第二探測值，其中，所述探測值確定單元(12)適于: -通過對所述共同光探測信號應用第一確定過程來確定所述第一探測值，其中，所述第一確定過程包括通過使用第一頻率濾波器來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第一濾波共同光探 測信號，并且根據所述第一濾波共同光探測信號來確定所述第一探測值， -通過對所述共同光探測信號應用第二確定過程來確定所述第二探測值，其中，所述第二確定過程不同于所述第一確定過程。
2.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第一頻率濾波器為高通濾波器。
3.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第一頻率濾波器為帶通濾波器。
4.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第一確定過程包括: -對第一頻率濾波共同光探測信號進行方波化處理或整流， -對經方波化處理或整流的第一頻率濾波共同光探測信號進行積分，由此生成第一積分值，并且 -根據所述第一積分值來確定所述第一探測值。
5.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第二確定過程包括: -通過使用第二頻率濾波器來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第二濾波共同光探測信號，并且 -根據所述第二濾波共同光探測信號來確定所述第二探測值。
6.如權利要求5所述的探測裝置，其中，所述第二頻率濾波器為低通濾波器。
7.如權利要求5所述的探測裝置，其中，所述第二確定過程還包括: -對所述第二濾波共同光探測信號進行積分，由此生成第二積分值，并且 -根據所述第二積分值來確定所述第二探測值。
8.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第二確定過程包括: -對所述共同光探測信號進行積分，由此生成第二積分值，并且 -根據所述第二積分值來確定所述第二探測值。
9.如權利要求1所述的探測裝置，其中，所述第一閃爍體的所述時間行為能夠通過第一衰減時間常數來表征，其中，所述第二閃爍體的所述時間行為能夠通過小于所述第一衰減時間常數的第二衰減時間常數來表征，并且其中，所述第一閃爍體(14)、所述第二閃爍體(15)和所述閃爍光探測單元(16)形成堆疊，使得所述第二閃爍體(15)定位于所述閃爍光探測單元(16)上，并且所述第一閃爍體(14)定位于所述第二閃爍體(14)上。
10.一種用于對對象進行成像的成像系統，所述成像系統(19)包括: -如權利要求1所述的探測裝置(6、12)，其用于探測受所述對象影響的輻射， -重建單元(10)，其用于從所述第一探測值和所述第二探測值來重建所述對象的圖像。
11.如權利要求10所述的成像系統，其中，所述成像系統還包括輻射源(2)，所述輻射源用于生成要被所述探測裝置出、12)探測的所述輻射，其中，所述輻射源(2)和所述探測裝置出、12)的所述第一閃爍體(14)和所述第二閃爍體(15)適于使得所述第一閃爍光的強度和所述第二閃爍光的強度相近或相差小于十的因數。
12.一種用于探測輻射的探測方法，所述探測方法包括: -通過第一閃爍體(14)來根據所述輻射生成第一閃爍光，其中，所述第一閃爍光具有第一時間行為， -通過第二閃爍體(15)來根據所述輻射生成第二閃爍光，其中，所述第二閃爍光具有不同于所述第一時間行為的第二時間行為， -通過閃爍 光探測單元(16)來探測所述第一閃爍光和所述第二閃爍光并且生成指示所述第一閃爍光和所述第二閃爍光的共同光探測信號， -通過探測值確定單元(12)來確定第一探測值和第二探測值，其中，所述探測值確定單元(12): -通過對所述共同光探測信號應用第一確定過程來確定所述第一探測值，其中，所述第一確定過程包括通過使用第一頻率濾波器來對所述共同光探測信號進行頻率濾波，由此生成第一濾波共同光探測信號，并且根據所述第一濾波共同光探測信號來確定所述第一探測值， -通過對所述共同光探測信號應用第二確定過程來確定所第二探測值，其中，所述第二確定過程不同于所述第一確定過程。
13.一種用于對對象進行成像的成像方法，所述成像方法包括: -如權利要求12中所述地探測受所述對象影響的輻射， -通過重建單元(10)來從所述第一探測值和所述第二探測值重建所述對象的圖像。
14.一種用于探測輻射的探測計算機程序，所述探測計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序運行于控制如權利要求1所述的探測裝置的計算機上時，所述程序代碼模塊用于令所述探測裝置執行如權利要求12所述的探測方法的步驟。
15.一種用于對對象進行成像的成像計算機程序，所述成像計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序運行于控制如權利要求10所述的成像系統的計算機上時，所述程序代碼模塊用于令所述成像系統執行如權利要求13所述的成像方法的步驟。
【文檔編號】G01T1/20GK103959097SQ201280058860
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月23日 優先權日:2011年12月2日
【發明者】E·勒斯爾, A·特倫, R·普羅克紹 申請人:皇家飛利浦有限公司
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