[發明專利]X射線探測方法、和X射線探測器

有效

• 申請號: 201610294662.3
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN107345923B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 邢宇翔;郭瀟月;鄧智;沈樂;張麗;陳志強;李亮
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宗曉斌

1.一種X射線探測方法，包括：

將X射線源所發射的光子的能量范圍劃分為N個能窗，N為大于0的整數；

基于成像目標的感興趣物質和背景物質的線衰減系數，獲取所述N個能窗中的每個能窗的權重因子；

基于所述N個能窗中的每個能窗的權重因子，獲取X射線探測器的M個輸出通道的權重因子矩陣，M為大于0的整數；以及

基于能量范圍落入所述N個能窗中的每個能窗的光子的數目、以及所述權重因子矩陣，獲取所述M個輸出通道的輸出結果，其中，通過將能量范圍落入所述N個能窗中的每個能窗的光子的數目組成的列向量與所述權重因子矩陣相乘，獲取所述M個輸出通道的輸出結果；

其中，所述基于成像目標的感興趣物質和背景物質的線衰減系數，獲取所述N個能窗中的每個能窗的權重因子，包括：

對于所述N個能窗中的第i個能窗：

在所述第i個能窗的能量范圍內分別對所述感興趣物質的線衰減系數、和所述背景物質的線衰減系數進行積分；以及

利用所述感興趣物質的線衰減系數的積分結果、和所述背景物質的線衰減系數的積分結果，通過加法運算計算所述第i個能窗的權重因子，其中，i是大于0的整數；

或者，所述基于成像目標的感興趣物質和背景物質的線衰減系數，獲取所述N個能窗中的每個能窗的權重因子，包括：

對于所述N個能窗中的第i個能窗：

基于所述感興趣物質的線衰減系數、所述背景物質的線衰減系數、所述X射線源所發射的X光在所述第i個能窗中的能譜、所述X射線源所發射的X光穿過所述感興趣物質的平均厚度、以及所述X射線源所發射的X光穿過所述背景物質的平均厚度，計算所述第i個能窗的權重因子，其中，i是大于0的整數。

2.如權利要求1所述的X射線探測方法，其中，對于所述M個輸出通道中的第k個輸出通道：

如果所述N個能窗中的第i個能窗屬于所述第k個輸出通道，

則通過對所述第i個能窗的權重因子進行歸一化，來獲取所述權重因子矩陣中與所述第i個能窗和所述第k個輸出通道對應的權重因子；

否則將所述權重因子矩陣中與所述第i個能窗和所述第k個輸出通道對應的權重因子設置為0，其中k和i都是大于0的整數。

3.一種X射線探測器，包括：

N個能窗甄別器，每個能窗甄別器對X射線源所發射的能量范圍落入其甄別范圍的光子的數目進行計數；

N組乘法器，每組包括M個乘法器，其中第i組乘法器中的第k個乘法器將由所述N個能窗甄別器中的第i個能窗甄別器計數得出的光子的數目與M行×N列的權重因子矩陣中的第k行第i列的權重因子相乘，其中M、N、k、i均為大于0的整數；

M個加法器，其中第k個加法器將每組乘法器中的第k個乘法器得出的乘積進行累加，以得出所述X射線探測器的M個輸出通道中的第k個輸出通道的輸出結果；以及

矩陣獲取單元，被配置為基于成像目標的感興趣物質的線衰減系數和背景物質的線衰減系數，獲取所述N個能窗中的每個能窗的權重因子，并且基于所述N個能窗中的每個能窗的權重因子獲取所述權重因子矩陣；其中，基于成像目標的感興趣物質的線衰減系數和背景物質的線衰減系數，獲取所述N個能窗中的每個能窗的權重因子，包括：

對于所述N個能窗中的第i個能窗，在所述第i個能窗的能量范圍內分別對所述感興趣物質的線衰減系數、和所述背景物質的線衰減系數進行積分；以及

利用所述感興趣物質的線衰減系數的積分結果、和所述背景物質的線衰減系數的積分結果，通過加法運算計算所述第i個能窗的權重因子；

或者，對于所述N個能窗中的第i個能窗，基于所述感興趣物質的線衰減系數、所述背景物質的線衰減系數、所述X射線源所發射的X光在所述第i個能窗中的能譜、所述X射線源所發射的X光穿過所述感興趣物質的平均厚度、以及所述X射線源所發射的X光穿過所述背景物質的平均厚度，計算所述第i個能窗的權重因子，其中，i是大于0的整數。

4.如權利要求3所述的X射線探測器，其中，所述矩陣獲取單元還被配置為：

對于所述M個輸出通道中的第k個輸出通道：

如果所述N個能窗中的第i個能窗屬于所述第k個輸出通道，

則通過對所述第i個能窗的權重因子進行歸一化，來獲取所述權重因子矩陣中與所述第i個能窗和所述第k個輸出通道對應的權重因子；

否則將所述權重因子矩陣中與所述第i個能窗和所述第k個輸出通道對應的權重因子設置為0。