JP6145517B2 - 光子計数検出器のための適応的な持続性電流補償を行うイメージングシステム及び適応的な持続性電流補償方法 - Google Patents
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Description
式1:
Ip(t)=eNT+(t)/TDRIFT
上記の式において、Ip(t)は、持続性電流を表し、eは、素電荷を表し、NT+(t)は、トラップ正孔の数を表し、TDRIFTは、源108の陰極から陽極への電子のドリフト時間を表す。トラップ正孔の生成は、光子電流に比例し、正孔は、tの寿命を有し、正孔の数は、式2において示される微分方程式によって近似され得る:
式2:
dNT+/dt=αN−(t)−βNT+(t)
上記の式において、αは、生成された光電子ごとのトラップ正孔の生成を近似する定数を表し、βは、トラップ正孔の再結合レートを記述する定数を表す。α及びβは両方とも、直接変換材に特有の定数である。
式3:
d(−u)/dt=u1(t)/CR1−(−u)/CR2
上記の式において、u(t)及びu1(t)は、時間の関数として電子及び正孔の数を表す電位であり、C、R1及びR2は、式2のα及びβをモデリングするキャパシタンス及び抵抗のRC定数である。上述されたように、式3は、式2と構造的に類似しており、トラップ正孔の挙動をモデリングするために使用され得る。
Claims (15)
- 検査領域を横断する放射線を検出し、それを示す電気信号を生成する第1の直接変換検出器ピクセルであり、前記生成された電気信号が、前記第1の直接変換検出器ピクセルの直接変換材によって生成され且つ前記電気信号のレベルをシフトする持続性電流を含む、前記第1の直接変換検出器ピクセルと、
前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を推定し、該推定に基づき持続性電流補償信号を生成する持続性電流推定部と、
前記第1の直接変換検出器ピクセルによって出力される前記電気信号、及び前記持続性電流補償信号を受信し、前記持続性電流補償信号が、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を実質的に相殺して、持続性電流を補償された信号を生成し、該持続性電流を補償された信号を増幅して、増幅された持続性電流を補償された信号を生成する前置増幅部と、
前記増幅された持続性電流を補償された信号に基づき、前記直接変換材を照射する前記放射線のエネルギレベルを示す電気パルスを生成する成形部と
を有するイメージングシステム。 - 前記持続性電流推定部は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、前記持続性電流補償信号を推定する、
請求項1に記載のイメージングシステム。 - 前記モデルは、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする、
請求項2に記載のイメージングシステム。 - 前記持続性電流推定部は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取って処理し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する回路
を有する、請求項1に記載のイメージングシステム。 - 前記回路は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取り、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第1の出力信号を生成する第1の抵抗素子
を有する、請求項4に記載のイメージングシステム。 - 前記第1の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第1の抵抗値を有する、
請求項5に記載のイメージングシステム。 - 少なくとも第2の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第2の直接変換検出器ピクセルの第1の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第2の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第1の抵抗値とは異なる第2の抵抗値を有する、
請求項6に記載のイメージングシステム。 - 前記回路は、積分器を有し、
前記積分器は、増幅器と、フィードバック回路とを有し、
前記フィードバック回路は、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第2の抵抗素子と、
前記第2の抵抗素子と電気的に並列である容量素子と
を有し、
前記積分器は、前記第1の出力信号を受信して積分し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する、
請求項6に記載のイメージングシステム。 - 前記第2の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第2の抵抗値を有する、
請求項8に記載のイメージングシステム。 - 少なくとも第2の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第2の直接変換検出器ピクセルの第2の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第2の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第1の抵抗値とは異なる第2の抵抗値を有する、
請求項9に記載のイメージングシステム。 - 前記成形部によって生成される前記電気パルスは、対応する検出された放射線をエネルギ弁別するよう処理される、
請求項1乃至10のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。 - 複数の直接変換検出器ピクセルと、複数の持続性電流推定部とを更に有し、
夫々の持続性電流推定部は、異なる直接変換検出器ピクセルごとに持続性電流補償信号を生成する、
請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。 - 前記持続性電流は、前記第1の直接変換検出器ピクセルの前記直接変換材によって、該直接変換材を照射する前記放射線に応答して生成される、
請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。 - イメージングシステムの光子計数検出器ピクセルの直接変換材におけるトラップ光子の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、持続性電流補償信号を生成するステップと、
前記光子計数検出器ピクセルを照射する放射線に応答して前記光子計数検出器ピクセルによって生成される電気信号を受信して増幅する前置増幅部の入力部で前記持続性電流補償信号を投入するステップと
を有する方法。 - 回路により前記持続性電流補償信号を生成するステップを更に有し、
前記回路は、積分器を有し、
前記積分器は、増幅器と、フィードバック回路とを有し、
前記フィードバック回路は、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第2の抵抗素子と、
前記第2の抵抗素子と電気的に並列である容量素子と
を有し、
前記積分器は、第1の出力信号を受信して積分し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する、
請求項14に記載の方法。
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