[發明專利]X射線扇面漂移檢測器及相應的線掃描成像設備

在審

• 申請號: 201810934331.0
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109557115A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 廖建新;董明文;孔維武;高峰
• 申請（專利權）人: 公安部第一研究所;北京中盾安民分析技術有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01V13/00;G01V5/00
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;任佳

本發明公開了一種X射線扇面漂移檢測器及相應的線掃描成像設備。該X射線扇面漂移檢測器包括數字信號處理模塊及兩個檢測模塊，每個檢測模塊分別與數字信號處理模塊連接，并同時被X射線扇面照射；每個檢測模塊用于接受X射線扇面照射，產生與X射線強度成正比的信號數字量；數字信號處理模塊用于根據兩個檢測模塊輸出的信號數字量之差，判斷X射線扇面的物理位置是否存在漂移。本檢測器的輸出結果既可以直接反映線陣探測器安裝位置與X射線扇面的對正情況，也可以用于建立漂移方向和程度與線陣探測器輸出信號變化程度之間的對應關系，并據此準確修正因X射線扇面的物理位置漂移導致的圖像質量下降。

技術領域

本發明涉及一種X射線扇面漂移檢測器，同時也涉及包括該X射線扇面漂移檢測器的線掃描成像設備，屬于輻射檢測技術領域。

背景技術

X射線管的焦斑漂移導致圖像質量下降是現有X射線安檢機等線掃描成像設備普遍存在的問題。而且，對其工作機理的研究表明，焦斑漂移是現有X射線管固有的物理現象。在各種安檢場合普遍存在被檢物品連續不斷、X射線管長時間持續出束、線陣探測器沒有機會及時校正信號的情況下，線陣探測器的信號逐漸發生變化是不可避免的。

為此，在美國模擬技術有限公司(ANALOGIC CORPORATION)提交的PCT國際申請(PCT/US95/14411)中，公開了一種用于CT設備的X射線管焦斑漂移補償系統。該焦斑漂移補償系統包含的可檢測X射線扇面實際位移的線陣探測器(從探測器)，需要在現有線陣探測器(主探測器)使用的X射線扇面(主扇面)之外，額外使用另一個X射線扇面(從扇面)，為此需要準備另一套X射線準直器。這在通道式X射線安檢機等線掃描成像設備中難以實現。另一方面，由于該焦斑漂移補償系統原理所需，從探測器需由遠多于2個的多個探測單元組成，其總寬度涵蓋X射線扇面可能的漂移寬度，導致成本較高，而且從探測器的輸出既不能直觀地反映X射線扇面與線陣探測器的對正關系，也不能直接消除X射線扇面強度對X射線扇面位移測量值的干擾。

另外，如圖1a和圖1b所示，在現有通道式X射線安檢機等線掃描成像設備中，X射線管焦點1發出的X射線錐束101被窄縫形的準直器2準直為很薄的X射線扇面。在線陣探測器3的位置，并且在寬度方向(即被檢物品運動方向，如圖1a箭頭所示)上，X射線扇面4寬度通常和線陣探測器的寬度相當或略寬，而且X射線扇面4中心位置的射線強度最高，越靠近邊緣位置X射線強度越低。因此，如圖2c所示，當X射線扇面4的中心線401與線陣探測器3的中心線301對正時，線陣探測器3將工作于理想狀態，有最大幅度的信號輸出，從而能夠得到最好的圖像質量。但是，隨著X射線管出束時間的延長，X射線管因陽極靶溫度升高等原因，將發生“焦點漂移”現象，其發射焦點的空間位置出現微小變化，在準直器和線陣探測器固定不動的情況下，X射線扇面的物理位置將隨著X射線管焦點的漂移而漂移，在寬度方向上，X射線扇面中心線401將逐漸偏離線陣探測器3的中心線301，線陣探測器3的輸出信號幅度將降低，圖像質量將隨之下降，將出現圖像背景不均勻、各像素灰度不準確等問題。例如，如圖2b所示，當X射線管焦點向右輕微漂移時，X射線扇面4的物理位置將隨之輕微向左漂移，從而導致線陣探測器3的輸出信號幅度輕微降低；如圖2a所示，當X射線管焦點向右漂移的程度加重，X射線扇面4物理位置向左漂移的程度更為明顯，線陣探測器3的輸出信號幅度顯著降低。類似地，圖2d和圖2e所示為X射線管焦點向左漂移(X射線扇面4物理位置向右漂移)所致線陣探測器3輸出信號幅度降低的情形。

因此，為了得到更好的圖像質量，通道式X射線安檢機等線掃描成像設備在安裝調試階段需要細致地調整線陣探測器或X射線扇面的左右位置，使二者的中心線準確對正。目前，操作人員只能通過觀察線陣探測器輸出信號(或其信噪比曲線)的幅度來間接地推斷線陣探測器和X射線扇面物理位置的對正關系，準確度不高。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題在于提供一種X射線扇面漂移檢測器。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種包括上述X射線扇面漂移檢測器的線掃描成像設備。