使用单个辐射探测器的X射线和伽马成像

摘要

本发明涉及一种用于以X射线成像模式和以伽马成像模式对对象进行成像的系统。所述系统的辐射探测器(1)包括：转换单元(202)，其包括多个探测器像素(2061,...,M)，并且针对每个探测事件生成指示所述探测事件的能量的探测信号；以及计数单元(203)，其包括针对每个探测器像素(2061,...,M)的多个比较器(209i；1,...,N)，并且使用所述比较器(209i；1,...,N)基于所述探测信号将每个探测事件与多个预定能量箱元中的一个相关联。在所述X射线成像模式中，一个像素(2061,...,M)的所述比较器(209i；1,…,N)能用于所述关联，并且在所述伽马成像模式中，若干像素(2061,...,M)的所述比较器(209i；1,…,N)能用于所述关联，使得比在所述X射线成像模式中更多的能量箱元可用于所述伽马成像模式中。

说明书

技术领域

本发明涉及对象的X射线和伽马图像的采集。更具体地，本发明涉及一种能够在X射线成像模式下操作以探测已经穿过对象的X射线光子并且能够在伽马成像模式下操作以探测由对象发射的伽马光子的成像系统。此外，本发明涉及一种用于使用这样的成像系统来对对象进行成像的成像方法。

背景技术

在各种医学成像程序中，提供感兴趣区域的X射线图像和核图像两者是有益的。X射线图像通常提供指示感兴趣区域的解剖结构的结构信息。核图像在本文被定义为意指指示对象中的放射性示踪剂分布的图像，其是基于探测到的伽马量子来生成的。核图像可以例如是伽马闪烁扫描或SPECT图像，并且通常提供与感兴趣区域有关的功能或生理信息。两种不同图像类型一起能够用于改善医学研究期间潜在病理学的识别。

为了在一次成像检查中采集三维X射线和核图像，已经开发了组合的X射线和伽马成像系统，其中，X射线源(用于X射线成像)和探测器组件被安装在可以围绕患者旋转的机架(诸如C型臂)上。通常，探测器组件包括用于探测X射线辐射和伽马辐射的分开的辐射探测器。优选地，这些探测器被配置为所谓的谱探测器或能量分箱探测器，其能够个体地探测入射的X射线或伽马光子，并且根据特定数量(例如，两个或三个)的能量范围(其也被称为能量箱元)来确定其能量。在WO2017/007326中描述了包括堆叠的X射线和伽马探测器的对应探测器组件的示例。

然而，由于使用两个探测器，这样的系统是非常复杂且昂贵的。包括两个探测器的探测器组件本身是非常复杂且昂贵的。此外，包括两个探测器的探测器组件比在X射线或伽马成像中使用的仅包括单个探测器的常规探测器组件更重。因此，与在常规X射线和伽马成像中使用的机架相比，组合的X射线和伽马成像系统必须被提供有更坚固的机架。

鉴于此，将希望使用仅具有单个探测器的成像系统来执行组合的X射线和伽马成像。例如，这样的探测器可以用于在连续的时间间隔内交替地探测X射线光子和伽马光子，如也在上述WO2017/007326中结合组合的堆叠探测器组件所建议的。

实际上，已知的谱直接转换探测器能够探测X射线和伽马辐射两者。然而，X射线成像通常需要相对高的空间分辨率。为了实现这一点，X射线探测器通常具有150μm或更小的像素尺寸。在这样的小像素尺寸的情况下，探测器可能遭受电荷共享和由于K荧光而生成的逃逸光子(所谓的K逃逸)。这些效应特别地导致X射线光子的能量的确定的不准确性，这也被称为谱失真。然而，这些谱失真仅影响探测事件的相对小部分，并且可以使用基于模型的校正方法来有效地校正。

这样的方法也可以在对于X射线成像是典型的高光子通量的情况下应用，此时评估个体探测事件的其他校正方法不适用。这些方法基于相邻像素中的符合事件的探测，所述符合事件是由电荷共享引起的，并且在大量光子入射到探测器中使得区分由于电荷共享引起的符合和由于同时到达探测器的若干光子引起的符合是不可能的情况下不能应用。

导致逃逸光子的另外效应是探测器中的康普顿散射。经历康普顿散射的光子将其初始能量的一部分转移到特定像素中的探测器材料(即该材料中的电子)，并且在散射事件时，它以减少的能量进一步行进，并且通常仅在另一个像素中被探测到。康普顿散射的横截面随光子能量而增加。对于具有高达约70keV的光子能量的较低能量X射线成像，与探测器材料中的光吸收的横截面相比，该横截面是相对小的，使得康普顿散射通常可忽略不计。然而，由于伽马光子的更高能量，这在伽马成像中不再是可能的。

例如，如果Tc-99m用作放射性示踪剂材料，则伽马光子具有约150keV的能量，并且对于这样的光子能量，相当大部分的光子经历康普顿散射。因此，对于碲化镉(CdTe)(其是直接转换探测器中经常使用的材料)中的150keV光子，康普顿散射和光吸收的横截面之间的比是19％。因此，还考虑到电荷共享和K逃逸，不能正确地探测到大部分的伽马光子(高达约50％)。

由于光子通量在伽马成像中是相对小的，因此通过组合符合探测事件(其在小光子通量的情况下可能由单个入射光子产生)并将其能量相加来校正所有上述效应在原理上将是可能的。然而，考虑到探测事件通常可以具有任意的个体能量，这将需要比由常规能量分箱谱辐射探测器提供的能量分辨率更高的能量分辨率。

该问题的一个解决方案是在X射线和伽马成像中使用具有足够高的能量分辨率的单个辐射探测器。然而，这将需要大量能量箱元和用于将探测事件与这些能量箱元相关联的相关比较器。这些比较器的集成将致使辐射探测器更复杂、体积更大且成本更高。

发明内容

本发明的目的是允许使用被配置为不太复杂的单个探测器进行准确的X射线和伽马成像。

根据第一方面，本发明提出了一种用于对对象进行成像的成像系统，所述成像系统包括X射线源和用于探测X射线光子和伽马光子的谱辐射探测器，并且所述系统可以X射线成像模式操作，在所述X射线成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述X射线源发射并且已经穿过所述对象的入射X射线光子引起的探测事件，并且可以伽马成像模式操作，在所述伽马成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述对象发射的入射伽马光子引起的探测事件。所述辐射探测器包括：(i)转换单元，其包括多个探测器像素并且被配置为针对每个探测事件生成指示所述探测事件的能量的探测信号；以及(ii)计数单元，其包括针对每个探测器像素的多个比较器，并且被配置为使用所述比较器基于所述探测信号将每个探测事件与多个预定能量箱元中的一个相关联。在所述X射线成像模式中，一个像素的所述比较器可用于所述关联，而在所述伽马成像模式中，若干像素的所述比较器可用于所述关联，使得在所述伽马成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量大于在所述X射线成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量，其中，所述系统可以混合成像模式操作，在所述混合成像模式中，所述X射线源和所述辐射探测器围绕要被成像的所述对象旋转并且在多个角位置处记录探测事件，在每个位置处，所述辐射探测器在第一时间间隔中以所述X射线成像模式操作并且在第二时间间隔中以所述伽马成像模式操作。

由于可用于将探测事件与能量箱元相关联的比较器的数量并且因此用于关联到探测事件的能量箱元的数量在伽马成像模式中更大，因此辐射探测器在伽马成像模式中提供高能量分辨率。此外，由于若干像素的比较器可用于在伽马成像模式中将个体探测事件关联到能量箱元，因此辐射探测器仅需要每像素的相对少量的比较器以便实现伽马成像模式的高能量分辨率。特别地，辐射探测器仅需要具有在X射线成像期间用于能量分箱的每像素的比较器的数量。

所述比较器中的每个可以被配置为将所述探测信号的值与对应于所述能量箱元中的一个箱元的阈值进行比较。阈值可以特别地对应于能量箱元的下端值。因此，特定能量箱元中的能量的探测事件引起将探测信号与对应于能量箱元的阈值进行比较的比较器的探测信号。另外，探测事件将引起将探测信号与对应于更低能量箱元的阈值进行比较的比较器的探测信号。因此，探测事件可以与对应于探测信号所超过的最高阈值的能量箱元相关联。

在本发明的一个实施例中，所述辐射探测器包括开关组件，所述开关组件用于互连像素的集合以形成响应于在像素的所述集合中发生的每个探测事件而产生相关探测信号的超像素，并且用于耦合与被包括在所述集合中的所述像素相关联的所有比较器以在所述伽马成像模式中接收所述探测信号。以这种方式，可以使若干像素(即，包括在超像素中的像素)的比较器在伽马成像模式中可用于个体探测事件的能量确定。因此，在伽马成像模式中增加了谱分辨率。由于超像素是由于像素的互连而用于定位探测事件的最小空间单元，因此空间分辨率降低。然而，这在伽马成像中是可接受的，因为与X射线成像相比，伽马成像通常需要更小的空间分辨率。

在本发明的相关实施例中，每个像素响应于在其中发生的探测事件而产生探测信号，并且仅有与相应像素相关联的比较器在所述X射线成像模式中接收所述探测信号。因此，与伽马成像模式相比，能量分辨率在X射线成像模式中更小，但是空间分辨率更高，因为像素形成用于在X射线成像模式中定位探测事件的最小空间单元。

在本发明的一个实施例中，所述成像系统还包括聚类单元，所述聚类单元被配置为探测包括在所述辐射探测器的相邻位置处基本上同时探测到的探测事件的聚类事件，并且被配置为在所述伽马成像模式中基于与被包括在所述聚类事件中的所述探测事件相关联的所述能量箱元来将能量值分配给每个探测到的聚类事件。在相关实施例中，所述聚类单元被配置为探测包括在相邻超像素中基本上同时探测到的探测事件的聚类事件。

事件的聚类允许在伽马成像模式中校正探测器材料中的超像素、k逃逸和康普顿散射之间的电荷共享。在该模式中，光子通量通常是相对小的，使得探测事件的可靠聚类是可能的。由于小光子通量，可以可靠地假设基本上同时发生的探测事件是由单个入射光子而不是同时入射到辐射探测器中的多个光子引起的。

分配给所述聚类事件的所述能量值可以对应于与被包括在所述聚类事件中的所述探测事件相关联的所述能量箱元的预定能量值的总和，特别地对应于所述能量箱元的中心值的总和。由于伽马成像模式中的增加的能量分辨率，该方法允许对聚类事件的总能量值的准确估计，其对应于入射光子的能量。

在本发明的一个实施例中，所述聚类单元被配置为基于探测到包括在聚类事件中的所述探测事件的位置来将虚拟探测位置分配给所述聚类事件。在相关实施例中，分配给聚类事件的虚拟位置对应于探测到包括在所述聚类事件中的所述探测事件中的具有最高相关能量的探测事件的位置。特别地，所述聚类单元可以被配置为基于其中探测到包括在聚类事件中的所述探测事件的所述超像素来将虚拟探测位置分配给所述聚类事件。分配给聚类事件的虚拟位置可以特别地对应于包括在聚类事件中的探测事件中的记录了具有最高能量的探测事件的超像素。

当记录了具有最高能量的探测事件的位置或超像素被确定为聚类事件的虚拟位置时，通常可以确定光子进入辐射探测器的实际位置，因为光子能量的最大部分通常在光子与探测器材料之间的第一次相互作用期间被沉积在辐射探测器中。

在本发明的一个实施例中，所述谱辐射探测器包括专用集成电路(ASIC)，所述专用集成电路包括所述计数单元和所述聚类单元。在备选实施例中，所述聚类单元可以被集成到与辐射探测器的ASIC分开的另外的单元中。

在本发明的又一实施例中，所述系统能够在混合成像模式下操作，其中，X射线源和辐射探测器围绕要被成像的对象旋转并且在多个角位置处记录探测事件，在每个位置处，辐射探测器在第一时间间隔内以X射线成像模式操作，并且在第二时间间隔内以伽马成像模式操作。在相关实施例中，所述系统被配置为仅在所述第一时间间隔内在每个角位置处操作所述X射线源。这些实施例允许在单个成像检查中采集对象的X射线图像和伽马图像。

根据又一方面，本发明提出了一种用于使用成像系统对对象进行成像的成像方法，所述成像系统包括X射线源和用于探测X射线和伽马光子的谱辐射探测器，所述系统可以以X射线成像模式操作并且可以以伽马成像模式操作，在所述X射线成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述X射线源发射并且已经穿过所述对象的入射X射线光子引起的探测事件，在所述伽马成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述对象发射的入射伽马光子引起的探测事件。所述方法包括：(i)包括多个探测器像素的所述辐射探测器的转换单元针对每个探测事件生成指示所述探测事件的能量的探测信号，以及(ii)包括针对每个探测器像素的多个比较器的计数单元使用所述比较器基于所述探测信号将每个探测事件与多个预定能量箱元中的一个相关联。在所述X射线成像模式中，一个像素的所述比较器用于所述关联，并且在所述伽马成像模式中，若干像素的所述比较器用于所述关联，使得在所述伽马成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量大于在所述X射线成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量，所述系统以混合成像模式操作，在所述混合成像模式中，所述X射线源和所述辐射探测器围绕要被成像的所述对象旋转并且在多个角位置处记录探测事件，并且在每个位置处，所述辐射探测器在第一时间间隔中以所述X射线成像模式操作并且在第二时间间隔中以所述伽马成像模式操作。

根据又一方面，本发明提出了一种用于对对象进行成像的成像系统，所述成像系统包括X射线源和用于探测X射线光子和伽马光子的谱辐射探测器，并且所述系统可以X射线成像模式操作并且可以伽马成像模式操，在所述X射线成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述X射线源发射并且已经穿过所述对象的入射X射线光子引起的探测事件，在所述伽马成像模式中，所述辐射探测器可操作为记录由被所述对象发射的入射伽马光子引起的探测事件。所述辐射探测器包括：(i)转换单元，其包括多个探测器像素并且被配置为针对每个探测事件生成指示所述探测事件的能量的探测信号；以及(ii)计数单元，其包括针对每个探测器像素的多个比较器，并且被配置为使用所述比较器基于所述探测信号将每个探测事件与多个预定能量箱元中的一个相关联。在所述X射线成像模式中，一个像素的所述比较器可用于所述关联，并且在所述伽马成像模式中，若干像素的所述比较器可用于所述关联，使得在所述伽马成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量大于在所述X射线成像模式中可用于所述关联的能量箱元的数量。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是独立权利要求或以上实施例与相应从属权利要求的任何组合。

参考下文所述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性地且示例性地示出了组合的X射线和伽马成像系统的部件，并且

图2示意性地且示例性地示出了系统的辐射探测器的部件。

具体实施方式

图1示意性且示范性地示出了组合的X射线和伽马成像系统的部件，所述组合的X射线和伽马成像系统包括用于探测X射线和伽马光子的单个直接转换辐射探测器1。辐射探测器1被配置为光子计数谱探测器，其能够探测个体光子事件并将每个探测事件分配给多个能量箱元中的一个。能量箱元对应于预定能量区间。所述系统可以特别地用于医学应用中，以便采集患者身体的区域的三维X射线和核图像。然而，所述系统可以被类似地使用以便对其他对象进行成像。

由于辐射探测器1被配置为谱探测器，因此系统能够生成能量选择性X射线图像。例如，这些图像允许在对象的不同材料之间进行区分——这通常也被称为材料分解。这些图像可以被提供用于分开的评估，或它们可以被组合以生成整体图像。如本领域技术人员已知的，这样的图像的合适组合特别地允许补偿在X射线成像中发生的射束硬化伪影。在生成核图像的过程中，由辐射探测器提供的能量信息可以特别地用于确定包括多个探测事件的聚类事件的能量，所述多个探测事件是响应于入射到辐射探测器1中的单个光子而生成的，如将在下面更详细地解释的。

辐射探测器1被安装在机架2上，机架2可以围绕检查区域3旋转，并且机架2可以被配置为C型臂，如图1中示意性地图示的。除了辐射探测器1之外，组合的成像系统还包括X射线源4，X射线源4可以特别地被配置为X射线管，并且X射线源4同样地被安装在机架2上。在机架2上，X射线源4和辐射探测器1被布置在相对的位置处，使得由X射线源4生成的X射线束在已经穿过检查区域3和定位在其中的患者身体或另一对象后在辐射探测器1中被收集。

辐射探测器1被连接到重建单元5，重建单元5能够以本领域技术人员已知的方式基于由辐射探测器收集的测量数据来重建三维图像。重建单元5可以被配置为包括一个或多个处理器单元以执行实施合适的图像重建例程的计算机程序的计算机设备。

在一种操作模式中，系统能够采集被定位在检查区域3中的患者身体或其他对象的区域的三维X射线图像。在该模式中，X射线源4被操作为当台架2围绕对象旋转时在若干角度位置处发射X射线束，并且辐射探测器1探测已经穿过对象的辐射以便获得投影值。基于这些投影值，在重建单元5中得到对象的三维图像。使用关于由辐射探测器1探测到的光子的探测位置和能量的信息，重建单元5可以例如针对每个能量箱元生成能量选择性X射线图像。如上所述，这些图像可以进一步被单独评估或组合以形成整体图像。

在又一操作模式中，系统能够采集被定位在检查区域3中的对象的三维核图像。在该模式中，X射线源4不被操作为发射X射线辐射。而是，发射伽马的放射性同位素被递送到对象中，并且辐射探测器1被操作为探测由放射性同位素发射的伽马光子，使得所生成的核图像示出放射性同位素在对象中的分布。在医学应用中，放射性同位素可以特别地包括在附接到特定类型的组织的材料中，使得在核图像中示出该组织的空间分布。为了采集三维核图像，当机架2围绕对象旋转时，辐射探测器1在若干角度位置处探测对象的投影值，并且重建单元5根据这些值重建图像。

在X射线图像的采集期间，入射到辐射探测器1中的辐射通量通常显著高于在核图像的采集期间入射到辐射探测器中的辐射通量。因此，光子计数率可以在大约kcps/mm

该差异允许以混合成像模式对系统进行操作，其中，在一次成像检查中采集对象的X射线图像和核图像。在混合成像模式中，在放射性同位素已经被递送到要被成像的对象之后采集图像。此外，为了采集X射线图像和核图像，当机架2围绕对象旋转时，辐射探测器1再次被操作为在若干角度位置处探测光子。在每个角位置处，采集X射线投影和伽马投影。X射线投影对应于为了重建对象的三维X射线图像而可以被使用的二维X射线图像。伽马投影对应于为了生成对象的三维核图像而被使用的二维核图像。

为了在机架2的特定角位置处采集X射线投影，在第一时间间隔期间操作X射线源4，并且探测入射到辐射探测器1上的光子。第一时间间隔被选择为是相对短的，并且例如可以具有在5ms和10ms之间的长度。在该长度的时间间隔期间，在辐射探测器1中探测到足够高数量的X射线光子，以便能够创建对象的准确X射线投影，而没有或仅有很少的伽马光子到达辐射探测器1。

在采集X射线投影之前或之后的第二时间间隔中采集伽马投影。在第二时间间隔期间，X射线源4不发射X射线辐射，使得仅伽马光子到达辐射探测器1。为了收集足够高数量的伽马光子以用于创建伽马投影，所述第二时间间隔可以被选择为显著长于所述第一时间间隔。特别地，所述第二时间间隔可以具有在十毫秒和十秒之间的长度。

如下面将在本文中更详细地解释的，在系统中使用的辐射探测器1可以以两种操作模式操作：用于采集X射线图像的X射线成像模式和用于采集对象的核图像的伽马成像模式。当辐射探测器1被操作为探测由X射线源4发射的X射线光子以便采集X射线图像时，X射线成像模式被激活，如上面所解释的。在该模式中，辐射探测器1根据特定数量的能量箱元来确定入射光子的能量。当辐射探测器被操作为探测由被引入到要被成像对象中的放射性同位素发射的伽马光子以便采集对象的核图像时，伽马成像模式被激活。在伽马成像模式中，根据更高数量的能量箱元并且因此利用更高的能量分辨率来确定入射到辐射探测器1中的光子的能量是特别可能的。为了确定与入射到辐射探测器1中的单个光子有关的探测事件的聚类，特别地使用该更高的能量分辨率。

在图2中示意性地且示例性地图示了辐射探测器1的实施例的部件。在该实施例中，辐射探测器1包括多个探测器元件201，所述多个探测器元件201通常也被称为片块，并且所述多个探测器元件201优选地以可以是平坦的或凹形的阵列的方式布置。因此，探测器元件201以基本上彼此垂直布置的行和列的方式布置。在图2中，通过示例的方式仅示出了这些探测器元件201中的一个。

每个探测器元件201包括转换单元202，所述转换单元202具有多个像素以用于探测事件并且针对在所述像素中的一个像素中探测到的每个事件生成探测信号(例如，电压信号)，所述探测信号指示探测事件的能量。此外，每个探测器元件201包括计数单元203，所述计数单元203被配置为基于探测信号将每个探测事件与多个能量箱元中的一个相关联，并且确定与多个相继的时间帧中的每个中的每个能量箱元相关联的探测事件的数量。

转换单元202包括用于将光子转换成电信号的转换器元件204。转换器元件204被提供在阴极触点205与阳极触点组件206

阴极触点组件205可以被配置为可以由应用到转换器元件204上的薄金属化膜形成的连续阴极电极。相比之下，阳极触点组件206

光子可以通过阴极触点205进入转换器元件204。当具有足够高能量的光子(例如，X射线或伽马光子)进入转换器元件204时，它激发半导体材料，并且从而生成电荷载流子(电子和空穴)的云。负电荷载流子在转换器元件204中的电场的影响下漂移到阳极像素206

如图2所示，对于两个阳极像素206

在探测器元件201的转换单元202中生成的探测信号在探测器元件的计数单元203中被进一步处理。计数单元203被实施在探测器元件201的另外的处理电路中，该另外的处理电路与转换单元202的处理电路(即，为阳极像素206

如在图2通过示例的方式针对阳极像素206

比较器209

在X射线成像模式中，为不同像素206

例如，这种小数量的能量箱元通常在医学应用中允许对象的充分材料分解。在这种情况下，能量箱元的数量对应于应当区分的材料的数量就足够了，并且能量箱元的端值可以根据要区分的材料的谱衰减特性和为此目的在成像过程中使用的光子能量来设置。然而，与所提供的每个像素206

为了增加伽马成像中的可用能量箱元的数量，辐射探测器1被配置为使得多个像素206

当个体像素206

超像素仅用于伽马成像中。在X射线成像中，像素206

在超像素中，包括在其中的阳极触点元件206

在一个实施方式中，转换单元202包括用于每个超像素的专用放大器/整形器组合，其仅在伽马成像模式中使用。这意味着在伽马成像模式中，所有阳极触点元件206

此外，在伽马成像模式中，每个超像素的放大器/整形器组合被连接到与包括在超像素中的像素206

此外，计数单元203包括用于选择性地将比较器209

比较器209

以这样的方式，评估单元214确定在每个时间帧中每个可用能量箱元中在每个像素206

在评估单元214中，以二进制格式确定和处理每个像素或超像素和每个能量箱元的事件的数量。在这方面，光子事件的数量的逐帧确定允许限制在评估单元214中确定和处理的数量的比特长度。因此，在X射线成像模式中使用的帧长度被选择为使得在每个能量箱元中探测到的预期探测事件的最大数量不超过由评估单元214支持的比特长度。

在伽马成像模式中，帧长度优选地被选择为使得每个超像素中的探测事件的平均速率低于每帧一个事件，以便促进探测事件的聚类，如下文将描述的。具体地，这确保了在一个帧中发生的多个探测事件——其在伽马成像模式中被聚类——可能响应于单个入射伽马光子而基本上同时发生。为了实现这样的探测事件率，可以在伽马成像模式中使用与X射线成像模式中相同的帧长度。然而，由于核成像中的光子率通常显著小于X射线成像中的光子率，因此当在伽马成像模式中使用与X射线成像模式相比更长的帧率时，仍然可以实现上述低事件率。因此，伽马成像模式中的帧长度可以被选择为比X射线成像模式中的帧长度更长。由此，辐射探测器1可以在伽马成像模式下更有效地操作。

如本领域技术人员所知，由于诸如电荷共享、K逃逸和康普顿散射的效应，以上述方式确定的每个像素或超像素和每个能量箱元的探测事件的数量不对应于入射光子的数量。由于这些效应，具有特定能量的单个光子可以在辐射探测器1中产生具有更小能量的若干探测事件。

当由转换器元件204中的光子生成的电荷云在若干相邻像素206

所有这些效应导致一个光子引起在转换器元件204的若干像素206

如在引言中所解释的，在更低能量X射线成像中由辐射探测器1提供的测量数据方面产生的不准确性仅影响相对小部分的探测事件，并且可以使用基于模型的校正方法来有效地校正。然而，在伽马成像中，发生更大的不准确性。这特别是由于以下事实而发生：由于更高的光子能量而发生更大数量的康普顿散射事件。如上所述，当像素206

在伽马成像模式中，因此执行在辐射探测器1中记录的探测事件的聚类，以便校正由于上述效应而不正确地确定的光子数量和能量。在聚类单元215中执行聚类，聚类单元215可以处理伽马成像模式中的每个时间帧的测量数据，即，由评估单元214记录的每个超像素中的每个能量箱元中的探测事件的数量。在这样做时，聚类单元215识别已经在辐射探测器1的相邻超像素中探测到的探测事件。这样的事件在本文中也被称为聚类事件。假设这些聚类事件是由单个光子引起的，该单个光子由于上述效应中的一种而在若干像素中产生探测事件。在一个实施例中，聚类单元215被包括在辐射探测器1中，特别是在辐射探测器1的ASIC中。在这种情况下，重建单元5接收聚类过程的结果，即关于探测到的聚类事件的信息，包括针对每个聚类事件的相关联的能量值和所确定的相关联的虚拟位置，如将在下面进一步详细解释的。在备选实施例中，聚类单元215被提供在辐射探测器1的外部。在该实施例中，聚类单元215例如可以包括在重建单元5中。

在一个实施方式中，如果在第一超像素中已经探测到第一事件并且如果在同一时间帧中在第一超像素的邻域中已经探测到一个或多个另外的事件，则探测到聚类事件。这些探测事件然后一起被视为聚类事件。邻域可以包括第一超像素的最近相邻超像素，并且可以另外包括第一超像素的次近邻相邻超像素。因此，如果超像素以垂直的行和列的方式布置，则邻域可以对应于在其中心具有第一超像素的3×3个超像素或5×5个超像素的正方形。

对于每个探测到的聚类事件，聚类单元215可以确定能量值和虚拟探测位置。关于能量值，应当注意，由于上述效应而由单个入射光子引起的多个探测事件的累积能量对应于当该光子进入辐射探测器1时该光子的初始能量。鉴于此，基于针对聚类事件中包括的个体探测事件确定的能量来确定针对聚类事件的能量值。特别地，聚类事件的能量值可以对应于针对聚类事件中包括的个体探测事件确定的能量值的总和。这些能量值是基于与被包括在聚类事件中的个体探测事件相关联的能量箱元来确定的。在一个相关实施方式中，这些能量值中的每个对应于与相应的个体探测事件相关联的能量箱元的预定能量值，其中，预定能量值可以特别地对应于能量箱元的中心值。因此，如果聚类事件包括已经被分配了从90至100keV的能量箱元的探测事件以及已经被分配了从40至50keV的能量箱元的另外的探测事件，则例如95keV+45keV＝140keV的能量值可以被分配给聚类事件。

为了能够以这种方式确定聚类事件的总能量，能够准确地确定包括在聚类事件中的每个探测事件的能量是必要的，其中，每个探测可以潜在地具有在非常低的能量值与最大能量之间的任意能量值，其对应于由被引入到要被成像的对象中的放射性同位素发射的伽马光子的能量。为了能够准确地确定探测事件的能量，在伽马成像模式中使用比在X射线成像模式中更高数量的能量箱元用于能量确定。如上所述，这是通过将每个超像素中包括的阳极像素206

如果Tc-99m用作放射性同位素，则伽马光子的最大能量为约150keV。此外，如果每个个体阳极像素206

基于其中已经探测到包括在聚类事件中的探测事件的超像素来确定聚类事件的虚拟位置。在一个实施方式中，分配给聚类事件的虚拟位置对应于沉积了最高能量的超像素，即，其中已经记录了聚类事件中包括的探测事件中的具有最高能量的探测事件的超像素。该方法基于通常有效的假设：伽马光子将其能量的最大部分沉积在其与转换单元204的材料的第一次相互作用的位置处。在替代的实施方式中，虚拟位置可以对应于如下的超像素的中心的空间平均位置：在所述超像素中已经探测到包括在聚类中的个体光子事件。空间平均位置可以对应于相关超像素的中心的中心点或加权平均位置，其中，权重可以基于沉积在相关超像素中的能量来确定。

作为超像素的形成的结果，与X射线成像模式相比，辐射探测器1的空间分辨率在伽马成像模式中降低。这影响在伽马成像模式中探测到的所有事件的定位的准确性，还包括对“正常”光子事件的探测(即，对应于在与转换单元204的半导体材料的一次单个相互作用中将其完整能量沉积在转换单元204中的光子的探测事件)。此外，如上所述的针对聚类事件确定的虚拟位置将至少在一定数量的情况下不对应于如下的超像素：在所述超像素处，产生探测事件的伽马光子被包括在聚类事件中。这进一步降低了伽马成像模式中光子事件的定位的准确性。然而，光子事件的定位在诸如SPECT的核成像应用中通常不是关键的，并且借助于伽马成像模式中的辐射可实现的准确度通常仍然足以用于核成像。

例如，如果超像素包括具有150μm的尺寸的8×8个阳极像素206

在重建核图像的过程中，探测到的聚类事件可以以与“正常”光子事件相同的方式基于其相关联的能量和虚拟位置来评估。在一个实施方式中，可以基于未散射光子(即，在到达辐射探测器1之前不经历(康普顿)散射的光子)来进行图像重建。这样的光子以对应于所应用的放射性同位素的伽马射线线发射的能量到达辐射探测器。因此，重建单元5可以仅基于“正常”光子事件和具有在放射性同位素的伽马射线发射线周围的特定(小)范围内的能量的聚类事件来重建核图像。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。