混合式(谱/非谱)成像探测器阵列和对应的处理电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 以下总体上涉及成像，并且尤其涉及混合式（谱/非谱）成像探测器阵列和对应 的处理电子设备，并且具体应用于计算机断层摄影（CT)来进行描述。然而，以下也适用于 其他成像模态。
【背景技术】
[0002] 非谱CT扫描器包括被安装在可旋转机架上的X射线管，所述X射线管与探测器阵 列跨检查区域相对。可旋转机架以及因此X射线管围绕检查区域旋转。X射线管被配置为 发出穿过检查区域并由探测器阵列探测的辐射。探测器阵列做出响应而生成并输出指示探 测到的辐射的信号。该信号被重建以生成三维体积图像数据。结果得到的体积图像数据 包括像素或体素，所述像素或体素典型地是以对应于相对放射密度的灰度值的形式来表示 的。
[0003] 该灰度值反映被扫描对象和/或目标的衰减特性，并且总体上示出诸如被扫描的 患者或目标内的解剖结构的结构。由于物质对光子的吸收取决于光子穿过该物质的能量， 因此探测到的辐射也包括谱信息，所述谱信息提供指示对象和/或目标的被扫描的物质的 元素组成或物质组成的额外信息。然而，三维体积图像数据不反映谱特性，这是由于探测器 阵列输出的信号与在能量谱上积分的能量注量成比例。
[0004] 另一方面，谱CT扫描器捕捉以上指出的谱特性。谱CT扫描器包括能量分辨探测 器阵列，例如，具有包括至少两个具有不同谱灵敏度的探测器像素的单个探测器的探测器 阵列。在 2006 年 4 月 10 日提交的标题为"DoubleDeckerDetectorforSpectralCT" 的US7968853B2中描述了一种两层或双层谱探测器的范例。在US7968853B2中，双层 探测器包括至少两个堆叠的闪烁体，所述闪烁体具有在侧面安装的光传感器，堆叠的闪烁 体中的每个具有一个光传感器，这提供了光子能量分离。不幸的是，相对于仅具有单个闪烁 体和单个探测器像素的常规的非谱探测器，这样的探测器模块能够是昂贵的。
[0005] 在本文中描述的各方面解决了以上引入的问题和其他问题。
[0006] 发明方面
[0007] 以下描述了包括谱探测器和非谱探测器两者的成像探测器阵列（和安装有该阵 列的范例系统）。以下还描述了用于重建来自谱探测器和非谱探测器的信号并生成针对至 少两种基本物质的谱体积图像数据的重建方法。谱探测器和非谱探测器能够备选地被处理 以生成非谱体积图像数据。
[0008] 在一个方面中，一种成像系统包括探测穿过检查区域的辐射的探测器阵列。所述 探测器阵列包括至少非谱探测器的集合，所述至少非谱探测器的集合探测穿过所述检查区 域的所述辐射的第一子部分，并且生成指示所述第一子部分的第一信号。所述探测器阵列 还包括至少谱探测器的集合，所述谱探测器的集合探测穿过所述检查区域的所述辐射的第 二子部分，并且生成指示所述第二子部分的第二信号。所述成像系统还包括重建器，所述重 建器处理所述第一信号和所述第二信号，生成体积图像数据。
[0009] 在另一方面中，一种方法包括获得指示由成像系统的非谱探测器探测到的辐射的 第一信号。所述方法还包括获得指示由所述成像系统的谱探测器探测到的辐射的第二信 号。所述方法还包括重建所述第一信号和所述第二信号，从而生成至少谱体积图像数据。
[0010] 在另一方面中，一种混合式成像探测器阵列包括多个谱探测器和多个非谱探测 器，其中，所述多个谱探测器位于所述阵列的中心区域中，所述多个非谱探测器位于所述阵 列的至少一个外部区域处。
[0011] 本发明可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附 图仅出于图示优选实施例的目的并且不应被解释为对本发明的限制。
【附图说明】
[0012] 图1示意性地图示了包括具有谱探测器和非谱探测器的混合式探测器阵列的范 例成像系统。
[0013] 图2示意性地图示了侧面安装有探测器像素的范例垂直堆叠的双闪烁体/双探测 器像素谱探测器。
[0014] 图3示意性地图示了侧面安装有探测器像素的范例单个闪烁体/双探测器像素谱 探测器。
[0015] 图4示意性地图示了底部安装有探测器像素的范例水平布置的双闪烁体/双探测 器像素谱探测器。
[0016] 图5示意性地图示了混合式探测器阵列的备选范例构造，其中，非谱探测器仅位 于混合式探测器阵列的端部区域中的一个处。
[0017] 图6示意性地图示了混合式探测器阵列的备选范例构造，其中，非谱探测器和谱 探测器是交错布置的。
[0018] 图7示意性地图示了混合式探测器阵列的备选范例构造，其中，非谱探测器的组 和谱探测器的组是交错布置的。
[0019] 图8示意性地图示了用于本文中的实施例的用于处理探测器信号，产生谱图像数 据的范例方法。
[0020] 图9示意性地图示了用于本文中的实施例的用于处理探测器信号，产生非谱图像 数据的范例方法。 具体实施例
[0021] 以下描述了混合式成像探测器阵列和重建方法，其中，所述混合式成像探测器阵 列包括谱探测器和非谱探测器两者，所述重建方法用于重建来自谱探测器和非谱探测器的 探测器信号并生成针对至少两种基本物质的谱体积图像数据和/或非谱体积图像数据。
[0022] 图1图示了范例成像系统100,例如，计算机断层摄影（CT)系统。成像系统100包 括通常为静止的机架102和旋转机架104,所述旋转机架104由静止机架102可旋转地支 撑。旋转机架104关于纵轴或z轴围绕检查区域106旋转。
[0023] 诸如X射线管的辐射源108由旋转机架104支撑并发出多能/色辐射。准直器 (不可见）对辐射射束进行准直以产生通常为锥形、扇形、楔形、锥形或其他形状的辐射射 束，所述辐射射束穿过检查区域106和被设置在检查区域106中的对象的目标的部分。
[0024] -维或二维辐射敏感探测器阵列110探测穿过检查区域106的辐射。如下文更加 详细地描述的，辐射敏感探测器阵列110是混合式阵列，在所述混合式阵列中包括非谱探 测器112和谱探测器114两者。出于解释的目的，图示的谱探测器112位于阵列110的中 心区域116中，并且非谱探测器114位于阵列110的外部区域118中。其他构造在以下进 行描述。
[0025] 在一个实例中，中心区域116的大小与足以对人类或动物的心脏、头部和/或其他 解剖结构进行成像的视场的大小相对应。在另一实例中，中心区域116的大小可以更大或 更小。应当认识到，相对于仅包括谱探测器112的构造，利用谱探测器112和非谱探测器 114的组合可以在提供谱能力的同时降低总体系统成本。
[0026] 总体上，非谱探测器112能够是基于闪烁体/光传感器的探测器，其中，单个闪烁 体被光学地耦合到单个光传感器。所述单个闪烁体响应于探测到入射X射线辐射而产生光 学光子。所述光学光子指示探测到的X射线辐射。所述光传感器感测光学光子并生成指示 所述光学光子的信号，并且因此指示探测到的光子。
[0027] 谱探测器114包括被光学地耦合到多个光传感器的多个或单个闪烁体层。较低能 量光子总体上在更接近入射辐射的闪烁体层中或在单个层中更接近入射辐射的部分中被 吸收。相比之下，较高能量光子总体上在远离入射辐射的闪烁体层中或在单个层中远离入 射辐射的部分中被吸收。各自的探测器的输出对应于不同能量的光子。在一变型中，谱探 测器114中的至少一个包括固态谱探测器。例如，谱探测器114中的至少