专利名称：光子辐射检测装置和此种装置的定制和运行方法
技术领域：
本发明涉及光子辐射检测装置。这样的检测装置尤其被用于医学成像领域、天文学成像领域、核领域以及工业检查领域。更特别地，根据本发明的检测装置适合于医学成像。可以将这样的装置整合进医学、照相机中，例如用于与放射性同位素99mTc相联合的闪烁扫描术的Y照相机中。
背景技术：
已知的Y照相机包括基本上由检测器、准直器和信息处理部组组成的检测装置。检测器可以包括闪烁体材料，诸如碘化铯和例如CsI (Tl)、碘化钠和例如 NaI (Tl)、溴化镧(LaBr3)或锗酸铋(BGO)，所述闪烁体材料与光检测器相关联，所述光检测器例如是光二极管、尤其是雪崩光二极管的矩阵，CCD矩阵或CMOS传感器相结合。因而称之为闪烁体检测器。闪烁体材料的厚度通常在几个μ m至几个mm之间。当光子进入闪烁体材料并与后者交互作用时，产生通常在可见光谱内的具有较少能量的光子。这些光子随后被至少一个与闪烁体材料相连接的光检测器收集，然后转变为可利用的电信号。闪烁体检测器通常包括多个象素，每个象素对应于至少一个光二极管，或对应于CXD或CMOS矩阵的至少一个象素。备选地，检测器包括至少一种半导体检测器材料，可被阴极或阳极极化，通常将这些电极安排在半导体材料的两个相对的面上。因而称之为半导体检测器。当光子进入半导体材料并与后者交互作用时，全部或部分其能量被转移至半导体材料中的电荷载体。检测器被极化，电荷载体迁移向电极(包括阳极)。然后，它们在电极的接线柱处产生电信号。 收集然后处理这些其振幅与在交互作用中由光子所拥有的能量成正比的电信号。根据检测器的性质，仅在阳极(通常的情况)、仅在阴极或在两个电极处收集信号。半导体检测器通常包括多个物理象素，每个象素对应于每电极一电荷收集电路(circuit)。准直器使得能够选择到达检测器的光子。它由称为隔壁体(wpta)的薄壁所界定的管构成。这些管(或更精确地，相应的孔口)可以是圆形、六边形或正方形的截面；它们可以是平行的、发散的或会聚的。已知的Y照相机可以按平面摄影模式或断层摄影模式来使用。在平面摄影模式中，采集按照单一视角来进行，照相机头在整个检查期间保持固定。投影和因此所重构的图像具有这样的缺点不整合关于在深度上定位患者体内分布的放射性元素的任何信息。在断层摄影模式中，照相机头——包括检测器和准直器——围绕患者描画圆形或椭圆形的轨道，并且以不同的视角采集多个投影。然后由实践者使用重构技术以实现可解释的图像。断层摄影模式使得能够获得尤其关于在深度上定位患者体内分布的放射性元素的信息。检测装置的性能通常由一定数目的参数来表征，其中-空间分辨率，其对应于两个点状源之间的最小距离，所述点状源可以在平面图像 (由以单一视角的投影产生的图像)上和重构图像(从多个投影开始的)上辨别。它们通常以点状的或线状的分散函数(分别通过使点状或线状源成像而获得)的“半高度”宽度给出。空间分辨率由检测器的固有空间分辨率和准直器的几何空间分辨率产生。-能量分辨率，其表明检测装置根据光子能量准确地选择光子的能力。它以百分数表达并以装置对源的发射能量E(即所使用的放射性同位素)的能量响应的“半高度”宽度 Δ E给出。-敏感度，也称为效率。它可以被定义为，在球面度上，被检测的原初光子(在到达检测器之前未经历任何交互作用的光子)的数目与由源发射的光子的总数目的比例。 敏感度取决于检测器的效率(检测器材料的中止能力)和准直器的几何效率(其是低的， 因为准直器造成(impose)强的空间光子选择，并因此吸收它们中的大部分)。检测装置的敏感度越低，则为了通过所采集的投影获得令人满意的统计，采集时间应当越长。目前，核医学科室主要使用称为Anger照相机的照相机，其检测器包括闪烁体 NaI (Tl)并且其准直器由六边形截面(蜂巢)的平行管构成。这样的装置在空间分辨率和敏感度之间不得不采取折中对于安置在准直器IOcm处的140keV源，空间分辨率是10mm， 而敏感度，如前面所定义的，为10_4。空间分辨率尤其被准直器的空间分辨率所限制，其是几个毫米，例如3mm。此外，由于闪烁器的中等的能量分辨率(在140keV下，10%)，图像具有低的对比度。半导体检测器的出现，例如基于CdTe、CdZnTe (CZT)、硅(Si)或HgI2的检测器，已经使得能够设想新一代的Y照相机。与闪烁体相反，半导体是直接转变材料在与Y辐射交互作用后，它们不经中间步骤产生电荷，即空穴-电子对(couples electron-trou)(电子迁移向阳极，电子空穴向迁移阴极)。这些检测器通常允许使用具有几个微米至几个毫米之间厚度的半导体材料，而且，厚度的增加不伴随有空间分辨率的剧烈降低。因此，例如，以PEGASE的名称的已知原型机合并了 CZT半导体检测器和正方形截面平行管准直器，一个准直器孔口对应于一个检测器象素。所使用的检测器具有改善了的能量分辨率(在140KeV下3%至5%，对比闪烁器(NaI(TI))的10% )，其通过图像对比度的明显增加表现出来。反过来，尽管其检测器拥有较好的固有分辨率——可以是例如1. 6mm 至2. 5mm, PEGASE原型机提供就空间分辨率和敏感度而言与Anger γ照相机性能几乎相同的性能。因此，提出了改善已知检测装置的性能的问题，该性能不论是关于被截获的光子流、即敏感度(因为准直器的存在而受限制)，还是空间分辨率，以便最终打破自Anger γ照相机诞生以来不得不采取的折中。为此目的，研究者们主要尽力使在每个象素内发生在该象素中的光子交互作用的定位变得精细。这是因为，如所附的图Ia和Ib举例说明的，较好的交互作用定位使得能够减小源于被检测的光子的角扇形，并因此改善发射源的定位。第一种方法在于通过沿着检测平面(检测器的正面)的X和Y方向平移准直器或检测器来补偿检测器中交互作用地点的过于近似的识别(cormaissance)。对应于准直器和检测器的不同相对位置的多个投影的实现因而使得能够通过所获得的不同投影的组合改善空间分辨率。已经提出了具有有着小于象素横向尺寸一半的横向尺寸(直径、侧面...) 的准直器以及具有高效率(并因此“大”孔口)准直器的该第一种方法。然而，该第一种方法不是没有缺点。它强行赋予检测装置沿两个方向的在检测平面中的平移部组，通常复杂和昂贵的部组。通过增多所需的投影(或采集)的数目，它此外还增加了采集时间，这延缓了医学成像中心门诊的节奏。第二种方法在于缩小象素的尺寸，以便获得大于1的在检测平面中的象素化度。 因而称之为超象素化(sur-pixellisation)。在整个说明书中，表述“在检测平面中的象素化度”是指，相对于准直器管，沿正交于检测平面的Z方向延伸的象素的数目。当该度大于 1时，每个准直器管对应于多于一个的象素。换言之，象素的横向尺寸因而小于准直器管的横向尺寸。注意，“象素的横向尺寸”意指检测平面中的每个象素的尺寸；此外，表述“管的横向尺寸”是指准直器正面上每个管的孔口的尺寸，所述准直器正面称为内平面，相对于检测平面延伸。这样的在检测平面中的超象素化使得能够摆脱在(X，Y)面中平移准直器或检测器(其在第一种方法中是必需的)，并减少采集时间。它可以物理地或虚拟地获得。当检测器相对于每个准直器管具有多个物理象素时，用超象素化这个词。然而， 物理超象素化需要增多电子电路(voie)并可能存在与物理象素的尺寸有关的一些技术问题。在变化形式中，提出了通过虚拟地增加检测器象素的数目来实现在检测平面中的虚拟超象素化。该方法使得能够将每个物理象素分割为检测平面(X，y)中的多个虚拟象素。如出版物“an approach to sub-pixel spatial resolution in room temperature X-ray detector arrays with goodenergy resolution (W. K. Warburton)，，教导的，通过从在多个相邻阳极上的交互作用而同时产生的电信号开始，测定通过交互作用产生的电荷云的重心坐标(Χ，Υ)是可能的。因而考虑，仅通过对应于重心坐标的虚拟象素检测交互作用。 如果没有这样的方法，只能使用收集最大信号的物理象素的坐标。现在，重心定位使得能够达到可以是物理象素大小十分之一级别的虚拟象素大小(表面)。因而，一个准直器管可以对应多个虚拟象素。相对于物理超象素化而言，虚拟超象素化具有不增多电子电路就可获得的优点。因此理解，检测平面中的超象素化相应于准直器管的面对面的象素倍增。在检测平面中的该超象素化可以是物理的或虚拟的，同样地，物理超象素化和虚拟超象素化的组合是可设想的。最后，专利文献W02008/046971提出，不仅通过将每个象素分割为在检测平面(X， Y)上的多个虚拟象素，而且还通过虚拟地将检测器材料的厚度分割为多个层(例如，Imm的厚度)，来进一步精细化交互作用的定位。换言之，在此涉及测定沿着Z轴的交互作用坐标。 因而，检测器与具有虚拟的检测单位元素(称为象元)的3D矩阵相结合。进一步，所提供的补充信息使得能够精细化源的空间定位并因此改善检测装置的空间分辨率。因此，上面叙述的最近发展使得能够增加检测装置的空间分辨率。然而，如果考虑至此所提出的装置没有一个充分使用半导体的能力，那么所取得的进展仍然不令人满意。 首要的是，这些装置的敏感度仍然是低的。
发明内容
本发明旨在提供光子辐射检测装置，其提供改善了的性能和图像质量。特别地，本发明旨在提供这样的检测装置其拥有较好的敏感度，并同时具有一空间分辨率，该空间分辨率至少相似于、且优选地小于(即较好的)公知装置的空间分辨率。本发明的另一个目标是提出特别适合于所涉及的应用，且尤其是适合于待分析的人体部分(在用于医学照相机的检测装置的情况下)的检测装置。本发明尤其旨在使得能够提供适合所涉及应用的考虑到目的空间频率范围的可能的最好检测装置。因而，本发明扩展至光子辐射检测装置的定制方法，以及这样的装置的运行方法。首先记住，待成像的目标具有不同的空间频率。低空间频率对应于广延区(zone etendue)，具有均勻的灰度，而高频率对应于灰度的突然过渡(例如轮廓或细节)。通常，图像的空间频率通过傅里叶变换来测定。通常，认为图像的对比度取决于低空间频率，而分辨率取决于高空间频率。此外，所寻找的目标越小，检测装置应当优先采用的空间频率越高。 根据所涉及的应用，可以优选地采用低空间频率(因而将具有好的敏感度，但模糊的图像) 或高空间频率(因而将很好地辨别细节，例如轮廓)的优化响应。在心血管成像中，目的空间频率在0至1. 2cm"1之间。该频率高限等于约9mm的空间分辨率，即Anger γ照相机的空间分辨率。在乳腺造影术(其中所寻找的目标此外具有较小的大小且尤其小于5mm的大小的应用)中，目的空间频率在0至3CHT1之间。本发明提出光子辐射检测装置，包括准直器，其包括多个管，检测器，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面，测定关于沿平行于所述检测平面的X或Y方向定位光子与检测器材料交互作用的信息的部组，所述部组——称为定位部组——允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分所述检测平面，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系。换言之，在检测平面中的定位部组适合于确定检测平面中的超象素化，即按大于1的象素化度的方式物理地或虚拟地划分检测平面。根据本发明的检测装置的特征在于，所述检测装置至少在预先选择的采集配置下具有大于1的在所述检测平面中的象素化度，并且所述检测装置具有大于所述准直器的隔壁高度(h)的十分之一的在所述准直器与所述检测平面之间的距离(C)，该距离(C)称为准直器-检测器距离，所述隔壁高度被定义为沿正交于所述检测平面的方向的所述准直器的最大尺寸。根据一个优选的实施方式，所述在检测平面中的定位部组适合于确定所述检测平面中的虚拟的超象素化它们因而使得能够确定将检测平面划分成虚拟象素，所述虚拟象素的横向尺寸小于准直器管的横向尺寸。该优选的实施方式不排除这样的可能，即使用在检测平面中的定位部组——其适合于在检测平面中确定检测器的物理超象素化检测器因而包括物理象素矩阵，所述物理象素的横向尺寸小于准直器管的横向尺寸。本发明因此基于在检测平面中的检测器超象素化(即将检测平面划分成虚拟的或物理的象素，所述象素的横向尺寸小于准直器管的横向尺寸)与准直器和检测平面之间距离的组合。令人惊奇地，该组合使得能够大大地改善检测装置的空间分辨率。因此，它使得使用具有高效率的、即低的隔壁高度的准直器是可能的。它因此导致空间分辨率和敏感度的共同改善。根据本发明的从检测装置开始重构的图像既真实又对比突出。在本发明的第一实施方式中，检测装置具有固定的准直器-检测器距离，该准直器-检测器距离因此大于准直器隔壁高度的十分之一，检测装置按照使用单一采集配置的方法或使用多个采集配置的方法(如前面所说明的)起作用。优选地，该准直器-检测器距离大于准直器的隔壁高度的2/10，甚至3/10，甚至4/10。在本发明的第二实施方式中，检测装置包括准直器-检测器距离的调整部组，例如机械部组。在这种情况下，装置按照使用对应于不同准直器检测器距离的多个采集配置的方法起作用，其中至少一个准直器-检测器距离大于准直器隔壁高度的十分之一，例如大于准直器隔壁高度的十分之二、十分之三或十分之四。有利地，在至少一个采集配置下，准直器-检测器距离大于1mm，优选地大于3mm， 甚至5mmο为了能够按照使用多个采集配置(它可能是固定的或可变的准直器-检测器距离)的方法和/或以断层摄影模式起作用，根据本发明的装置有利地包括重构部组，所述重构部组适合于测定一组辐射数据——称为组合投影——的图像，从而允许从多组辐射数据——称为单元投影开始，重构光子辐射源的图像，每个单元投影由通过将所述检测装置暴露于光子辐射源采集辐射数据的采集操作产生。因此，在平面摄影模式中，可以通过改变每个采集操作之间的采集配置测定组合投影，而无需改变检测装置相对于光子辐射源的位置。在断层摄影模式中，通过改变检测装置相对于光子辐射源的视角实现组合投影。 对于每个视角，可以进行单一采集操作(提供单元投影)，或对应于不同采集配置的多个采集操作(提供多个单元投影或一个组合投影)，优选地，通过改变每个采集操作之间的准直器-检测器距离。根据一个优选的实施方式，检测器材料是半导体材料。在变化形式中，半导体材料是闪烁体材料。有利地，根据本发明的装置的准直器-检测器距离在任何采集配置下小于准直器
隔壁高度。优选地，所述准直器具有一中心轴线和一隔壁厚度，该隔壁厚度在与所述准直器的中心轴线正交的至少一平面中是恒定。表述“在至少一个平面内的恒定隔壁厚度”在本文中意味着准直器隔壁体具有这样的厚度，其在该平面内从一个隔壁体至另一个隔壁体是相同的。优选地，根据本发明的准直器的隔壁厚度在任何与其中心轴线正交的平面内是恒定的。优选地和通常地，准直器以这样的方式布置，其中心轴线与检测平面正交地延伸。 该中心轴线与准直器中心管的中心轴线重合，并且位于检测器一侧的该中心管的轴末端确定一个平面，称为准直器的内平面，与检测器平面相平行。根据优选的实施方式，准直器是平行管(该布置使得能够保留大的视野)或发散管或会聚管式准直器。在变化形式中，它包括平行与非平行(发散和/或会聚)管的组合， 这样的组合可以例如对应于以多焦距准直器为名称的已知准直器。有利地，根据本发明的检测装置此外具有多于一个的或多个下述特征-准直器具有正方形的横截面，优选地从一个管至另一个管是相同的；-每个准直器管(沿正交于检测平面的Z方向)对应于一个检测器物理象素，反之亦然；在该情况下，在检测平面中的超象素化是虚拟的，所述超象素化被定位部组确定，所述定位部组在至少一个预先选择的采集配置下在检测平面中实现所述定位化。-检测装置包括测定关于检测器材料中光子交互作用的深度信息的部组，这些部组——称为在厚度中的定位部组——使得能够确定将检测器材料的厚度划分成多个虚拟层，并将所述层中的一个与每个光子交互作用相联系。在该情况下，检测器呈现为3D象元矩阵。因而“在厚度中的象素化度”意指，由在厚度中的定位部组确定的虚拟层的数目。此外，表述“象素化度”同时集中了在检测平面中的超象素化和在厚度中的超象素化的概念 术语“象素化度”是指相对于准直器管而延伸的象元的数目。 根据一个优选的实施方式，在旨在用于乳腺造影术类型的应用的检测装置的情况下-准直器具有在5mm至25mm之间，优选地在IOmm至20mm之间，例如15mm的隔壁厚度；这样，具有在5mm至50mm之间的隔壁厚度的准直器是符合本发明的；-在检测平面中的定位部组适合于确定具有在0.Imm至Imm之间，优选地在0. Imm 至0. 4mm之间，例如等于0. 2mm间距的虚拟象素；-在厚度中的定位部组适合于确定将检测器材料划分成至少三个虚拟层；-准直器-检测器距离，在至少一个预先选择的采集配置下，在准直器隔壁高度的四分之一至一半之间；当准直器隔壁高度为15mm时，准直器-检测器距离为例如5mm左右。本发明还涉及光子辐射检测装置的定制方法，所述检测装置包括准直器，其包括多个管，检测器，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面在检测平面中的定位部组，如前面所定义的。根据该定制方法-根据所针对的应用确定至少一个目的空间频率，-确定检测装置的结构模型，其通过定制所述准直器和所述检测器的一组结构参数值来决定，-确定所述结构模型的至少两个采集配置，每个采集配置通过一个准直器-检测器距离和一个象素化度来决定，所述采集配置中的至少一个对应于大于准直器隔壁高度十分之一的所述准直器-检测器距离和大于1的所述检测平面中的象素化度，-使用允许表示随空间频率而变的所述检测装置的信噪比和/或敏感度和/或空间分辨率的评价指数，-对于每个目的空间频率和对于每个预先确定的采集配置，计算该评价指数值，-比较所获得的评价指数值，并根据该比较的结果选择至少一个采集配置。通过对上面说明的阅读，可以理解，结构模型通过结构参数来决定，结构参数，根据定义，一旦赋予其以值并且制造出检测装置，就被固定了。这些结构参数选自准直器的隔壁高度、准直器的隔壁厚度、准直器管的相对布置、所述管的横截面的形状、所述管的横向尺寸、所述管的正面尺寸、检测器材料的性质、检测平面的尺寸、检测器材料的厚度、检测器物理象素的数目、所述物理象素的横截面的形状、所述物理象素的横截面的尺寸。反过来，这样的结构模型的采集配置通过参数(准直器-检测器距离，在检测平面中和厚度中的象素化度)来决定，根据检测装置的用途，通过调整部组，或根据相应的电子和/或信息处理，改变所述参数是可能的。注意每个采集配置对应于一个在检测平面中的象素化度和一个在厚度中的象素化度。这样，在根据本发明的定制方法中确定采集配置时所不得不采用的唯一要求是在检测平面中的象素化度至少一个所确定的采集配置应当具有大于1的在检测平面中的象素化度，与大于准直器隔壁高度十分之一的准直器-检测器距离相组合。在根据本发明的定制方法的优选的方案中-根据所针对的应用确定目的空间频率的范围，-如果希望定制仅旨在单一采集配置下起作用的检测装置，则选择 或者在所有目的空间频率范围内提供最好折中的采集配置；该配置为例如提供在所有目的空间频率范围内计算的最好的评价指数值平均值的那些， 或者在目的空间频率范围的基本部分内提供最好的评价指数值的采集配置；表述“基本部分”在本文中是指，就所针对的应用而言，对应于所述范围最令人感兴趣的空间频率的目的空间频率范围的一部分。-如果希望定制旨在多个采集配置中起作用的检测装置，则选择至少两个分别在目的空间频率范围的两个基本部分内提供最好的评价指数值的采集配置。因此例如，有利地，选择在目的空间频率范围的较高部分内，即在高频率提供最好的评价指数值的采集配置，和在目的空间频率范围的较低部分内，即在低频率提供最好的评价指数值的采集配置。根据本发明的定制方法还使得能够比较多个不同的结构模型，即对应于不同组结构参数值的模型，以便从它们中选择最好性能的。为此-确定多个不同的结构模型，-对于每个结构模型，确定一个或多个采集配置，所述采集配置中的至少一个对应于大于所述准直器隔壁高度十分之一的准直器-检测器距离和大于1的所述检测器平面中的象素化度，准确地说，如果希望定制旨在多个采集配置下起作用的检测装置，则确定至少两个结构模型的参数。-对于每个目的空间频率和对于每个前面定义的采集配置，计算所述评价指数值， 并比较所获得的评价指数值，-如果希望定制仅旨在单一采集配置中起作用的检测装置，则选择 或者在所有目的空间频率范围内提供最好折中的采集配置， 或者在目的空间频率范围的基本部分内提供最好的评价指数值的采集配置，一如果希望定制旨在多个采集配置下起作用的检测装置，则选择所述结构模型和所述结构模型的至少两个采集配置，所述至少两个采集配置相应地在目的空间频率范围的两个基本部分(例如在高频率和在低频率)内提供最好折中。有利地，所使用的评价指数值选自已知以“Dective Quantum Eff iciency”为名称的指数，可以将其翻译为检测量子效率；与噪音对比的比率；等等。这是因为，检测装置的性能，对于每个空间频率而言，通过以称为DQE(检测量子效率的首字母缩写)的评价指数来测量。如出版物“The use of Dective Quantum Efficiency (DQE) in evaluating the performance of gamma-camera systems (Starck ^ 人)教导的那样，该指数起初被用于X射线检测装置，但也适用于Y-照相机。DQE是一项具有同时整合敏感度和空间分辨率概念的评价指数。它表示成像系统有效使用所输入的数据的能力。它以下列方程式给出
权利要求
1.光子辐射的检测装置，其包括准直器(3)，其包括多个管(9、10、11)，检测器O)，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面G)，测定关于沿平行于所述检测平面的X或Y方向定位光子与检测器材料交互作用的信息的部组，所述部组一一称为定位部组——允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分 (partition)所述检测平面，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系，其特征在于，所述检测装置至少在预先选择的采集配置下具有大于1的在所述检测平面中的象素化度，并且所述检测装置具有大于所述准直器的隔壁高度(h)的十分之一的在所述准直器与所述检测平面之间的距离(c)，该距离(c)称为准直器-检测器距离，所述隔壁高度被定义为沿正交于所述检测平面的方向的所述准直器的最大尺寸。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述在检测平面中的定位部组适合于确定所述检测平面中的虚拟的超象素化。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括所述准直器-检测器距离的调整部组。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括重构部组，所述重构部组适合于测定一组辐射数据——称为组合投影——的图像，从而允许从多组辐射数据——称为单元投影开始，重构光子辐射源的图像，每个单元投影由通过将所述检测装置暴露于光子辐射源采集辐射数据的采集操作产生。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述准直器-检测器距离(c)小于在任何采集配置下的所述准直器的隔壁高度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述准直器(3)具有一中心轴线和一隔壁厚度，该隔壁厚度在与所述准直器的中心轴线正交的至少一平面中是恒定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述准直器的管(9、 10,11)是平行的；并且，所述准直器的每个管(9)对应于所述检测器的一个物理象素(5)， 反之亦然，所述检测器的每个物理象素( 对应于所述准直器的一个管(9)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测器材料是半导体材料。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括测定关于在所述检测器材料中光子交互作用的深度的信息的部组，所述部组——称为在厚度中的定位部组——允许确定按多个虚拟层划分检测器材料的厚度，并将所述虚拟层中的一个与每个光子交互作用相联系。
10.根据权利要求9所述的检测装置，其旨在乳腺造影术应用中使用，其特征在于-所述准直器具有IOmm至20mm之间的隔壁高度；-所述在检测平面中的定位部组适合于确定具有0. Imm至0. 4mm间距的虚拟象素；-在所述检测厚度中的定位部组适合于确定按至少三个虚拟层划分半导体材料；-至少在一个预先选择的采集配置下，所述准直器-检测器距离在所述准直器的隔壁高度的四分之一至一半之间。
11.光子辐射检测装置的定制方法，所述检测装置包括 准直器(3)，其包括多个管(9、10、11)，检测器O)，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面G)， 测定关于沿平行于所述检测平面的X或Y方向定位光子与检测器材料交互作用的信息的部组，所述部组——称为定位部组——允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分所述检测平面，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系， 所述方法在于-根据所针对的应用确定至少一个目的空间频率，-确定检测装置的结构模型，其通过定制所述准直器和所述检测器的一组结构参数值来决定，-确定所述结构模型的至少两个采集配置，每个采集配置通过一个准直器-检测器距离和一个象素化度来决定，所述采集配置中的至少一个对应于大于准直器隔壁高度十分之一的所述准直器-检测器距离和大于1的所述检测平面中的象素化度，-使用允许表示随空间频率而变的所述检测装置的信噪比和/或敏感度和/或空间分辨率的评价指数，-对于每个目的空间频率和对于每个预先确定的采集配置，计算该评价指数值， -比较所获得的评价指数值，并根据该比较的结果选择至少一个采集配置。
12.根据权利要求11所述的定制方法，其特征在于， -根据所针对的应用确定目的空间频率的范围，-如果希望定制仅旨在单一采集配置下起作用的检测装置，则选择 或者在所有目的空间频率范围内提供最好折中的采集配置， 或者在目的空间频率范围的基本部分内提供最好的评价指数值的采集配置， -如果希望定制旨在多个采集配置下起作用的检测装置，则选择相应地在目的空间频率范围的两个基本部分内提供最好的评价指数值的至少两个采集配置。
13.根据权利要求12所述的定制方法，其特征在于，选择在目的空间频率范围的较高部分内提供最好的评价指数值的采集配置，并选择在目的空间频率范围的较低部分内提供最好的评价指数值的采集配置。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的定制方法，其特征在于， -确定多个不同的结构模型，-对于每个结构模型，确定一个或多个采集配置，所述采集配置中的至少一个对应于大于所述准直器隔壁高度十分之一的准直器-检测器距离和大于1的所述检测器平面中的象素化度，-对于每个目的空间频率和对于每个前面定义的采集配置，计算所述评价指数值，并比较所获得的评价指数值，-如果希望定制仅旨在单一采集配置下起作用的检测装置，则选择 或者在所有目的空间频率范围内提供最好折中的采集配置， 或者在目的空间频率范围的基本部分内提供最好的评价指数值的采集配置， -如果希望定制旨在多个采集配置下起作用的检测装置，则选择所述结构模型和所述结构模型的至少两个采集配置，所述至少两个采集配置相应地在目的空间频率范围的两个基本部分内提供最好折中。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的定制方法，其特征在于，所使用的评价指数选自以“检测量子效率”为名称的公知指数、与噪音对比的比率。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的定制方法，其特征在于，所述准直器和检测器的结构参数选自准直器的隔壁高度、准直器的隔壁厚度、准直器的管的相对布置、所述管的横截面的形状、所述管的横向尺寸、所述管的正面尺寸、检测器材料的性质、检测平面的尺寸、检测器材料的厚度、检测器的物理象素的数目、所述物理象素的横截面的形状、所述物理象素的横向尺寸。
17.光子辐射源图像的重构方法，其中 -使用光子辐射检测装置，其包括 准直器(3)，其包括多个管(9、10、11)， 检测器O)，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面(4), 测定关于沿平行于所述检测平面的X或Y方向定位光子与检测器材料交互作用的信息的部组，所述部组——称为定位部组——允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分所述检测平面，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系，-按照至少一个视角，将所述检测器装置暴露于光子辐射，其特征在于，在暴露期间，进行至少一个辐射数据采集操作，每个采集操作在一相同的采集配置下进行，所述相同的采集配置对应于大于所述准直器隔壁高度十分之一的准直器-检测器距离和大于1的所述检测器平面中的象素化度，根据在随所针对的应用而确定的目的空间频率范围内的评价指数值的计算结果，该采集配置被预先选择，每个采集操作提供一组辐射数据，称为单元投影。
18.光子辐射源图像的重构方法，其中 -使用光子辐射检测装置，其包括 准直器(3)，其包括多个管(9、10、11)， 检测器O)，其包括检测器材料，并在所述准直器一侧具有称为检测平面的正面(4), 测定关于沿平行于所述检测平面的X或Y方向定位光子与检测器材料交互作用的信息的部组，所述部组——称为定位部组——允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分所述检测平面，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系，-按照至少一个视角，将所述检测器装置暴露于光子辐射， 其特征在于，-在暴露期间，在不同的检测装置采集配置下进行至少两个辐射数据采集操作，所述采集配置的至少一个对应于大于准直器隔壁高度十分之一的准直器-检测器距离和大于1的检测器平面中的象素化度，根据在随所针对的应用而确定的目的空间频率范围内的评价指数值的计算结果，所述采集配置被预先选择，每个采集操作提供一组辐射数据，称为单元投影，-组合多个上述采集的单元投影，以构成一组辐射数据，称为组合投影，从而允许进行光子辐射源的图像的重构。
19.根据权利要求18所述的重构方法，其特征在于，使用包括调整所述准直器-检测器距离的调整部组的检测装置；并且，所述预先选择的采集配置对应于不同的准直器-检测器距离。
全文摘要
本发明涉及光子辐射的检测装置，其包括准直器(3)、检测器(2)、在检测平面中的定位部组，其允许一方面确定按物理的或虚拟的象素划分所述检测平面(4)，所述象素的横向尺寸小于所述准直器的管的横向尺寸，且另一方面将所述象素中的一个与每个光子交互作用相联系。所述检测装置至少在预先选择的采集配置下具有大于1的在所述检测平面中的象素化度，并且所述检测装置具有大于所述准直器的隔壁高度(h)的十分之一的在所述准直器与所述检测平面之间的距离(c)。本发明还涉及这样的定制方法，其中，对于至少一个给定的空间频率，计算和比较所述检测装置的结构模型的不同采集配置的评价指数值。
文档编号G01T1/24GK102262237SQ20111010128
公开日2011年11月30日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月8日
发明者C·罗贝尔, G·蒙特蒙, V·勒布费尔 申请人:原子能及能源替代委员会