[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

提供了一種新穎的X射線探測方法、和X射線探測器。根據本發明實施例的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N個能窗中的每個能窗的權重因子；基于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N個能窗中的每個能窗的光子的數目、以及權重因子矩陣，獲取M個輸出通道的輸出結果。

技術領域

本發明涉及X射線成像領域，更具體地涉及一種X射線探測方法、和 X射線探測器。

背景技術

自倫琴發現X射線以來，基于X射線的CT成像技術飛速發展，廣泛應用于醫學成像、安全檢查等領域。目前，應用于X射線成像的探測器主要采用以下兩種信號采集方式：能量積分和光子計數。近年來，由于多能譜成像在物質組分區分等方面的優勢，光子計數探測器成為相關領域的研究熱點。國際上有多個研究單位和公司致力于研究和生產適用于X射線成像的光子計數探測器。光子計數探測器按照穿過物體的光子的能量不同，對光子進行分能量計數。這樣，可以通過設置閾值來濾除低能端光子，降低噪聲和輻射劑量。同時，通過設置多個閾值，可以將較寬能譜分布的X 射線分能區進行計數，直接得到不同能區的成像結果。相比于能量積分探測器，光子計數探測器一方面可以消除低能噪聲對成像的影響，提高圖像質量；另一方面可以較細地區分能量，降低用于X射線成像的采集數據之間的相關性。因而，使用光子計數探測器的X射線成像可以提高物質識別精度、組分量化精度等。

光子計數探測器在X射線成像中發揮著越來越重要的作用。但是，一方面其成本較高，另一方面它很大程度受到計數率、能窗通道數的限制，很難優化數據采集效率。從理想情況分析，不同能量的X射線光子所攜帶的信息不同，如能對不同的光子按照足夠的能量區間細分，并按照能量進行不同地處理，可以最大程度地優化圖像質量。應用于X射線成像的探測器的上述兩種信號采集方式分別對應于兩種“能量加權”的信號處理方式：能量積分探測器把能量作為權重進行所有光子信號的加權累加得到輸出，光子計數探測器在設定能量區間范圍內以常數為權重進行光子按個累加后得到輸出。對于這兩種探測器的每個輸出而言，無法使用任何信號優化策略?；谒鼈兊腃T成像系統的圖像質量必然受限。

發明內容

鑒于以上所述的一個或多個問題，本發明提供了一種新穎的X射線探測方法、和X射線探測器。

根據本發明實施例的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N個能窗中的每個能窗的權重因子；基于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N個能窗中的每個能窗的光子的數目、以及權重因子矩陣，獲取M個輸出通道的輸出結果。

根據本發明實施例的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；以及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，其中權重因子矩陣是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的。

根據本發明實施例的X射線探測方法和X射線探測器可以靈活地獲取多種能窗信號，減少對X射線探測器的輸出通道的需求，降低輸出數據比特率，因而可以用于更高效率的能譜CT信號采集。

附圖說明

從下面結合附圖對本發明的具體實施方式的描述中可以更好地理解本發明，其中：

圖1是根據本發明實施例的X射線探測方法的流程圖；