面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法技术

本发明专利技术涉及利用半导体探测器进行X射线能谱探测及解析领域，为提出一种面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法，可以解析获得不同能量段的投影信息并用于图像重建，可以在降低辐射剂量并实现多能动态组合成像，提升CT系统成像的动态范围。为此，本发明专利技术，面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法，步骤如下：Step1：定义用于扫描成像的动态双能窗口；Step2：X射线曝光及光生电荷收集、存储；Step3：分组累加半导体中的光生电荷信息；Step4：实现在一次射线曝光的情况下求解出多种不同的高低能谱组合的投影结果并用于成像。本发明专利技术主要应用于X射线能谱探测场合。

【技术实现步骤摘要】
面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法
本专利技术涉及利用半导体探测器进行X射线能谱探测及解析领域，尤其涉及对医用双能量能谱CT(ComputedTomography，电子计算机断层扫描)X射线能谱的探测及解析。
技术介绍
医用能谱CT精准成像的关键是提升探测器对不同能量X射线光子的辨别能力，提高能谱解析计算的精度。双层探测器和单光子计数探测器是目前主流的两大类X射线能谱探测器，上述两种X射线能谱探测器都是通过预先设定有效能量窗口(能谱段)的方式进行扫描投影，不同物体的图像重建都是基于相同能谱段的衰减信息。但是，厚度及组成成分不同的待测物体在不同的双能量组合下成像精度存在差异，固定的能谱分段限制了CT成像的动态范围，难以满足在单次辐射剂量下获得可变能谱段的投影数据，从而进行多能动态组合成像的需求。通常，医用X射线光子能量为0keV～120keV，随着光子能量的升高，光子在物体中线性衰减系数将会呈指数下降，对于利用两个能量段成像的双能能谱CT，表现为低能段X射线将在半导体较浅处被完全吸收并产生电子-空穴对，而能量较高的X射线完全吸收则需要更厚的半导体。射线光子在硅半导体中被吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法，其特征是，步骤如下：Step1：定义用于扫描成像的动态双能窗口，基于双能CT成像的数据需求，通过人体后待解析的能谱被划分为两个能量窗口，其中E1是低能窗口，能量区间固定为0keV‑EMax；Eh为高能窗口，其能量范围为Eb‑EMax，EMax为射线源的光谱的最高能量，Eb为高低能谱分界能量点；Step2：X射线曝光及光生电荷收集、存储：X射线自硅半导体的侧边缘入射，能量不同的射线光子将会在不同深度的半导体中被完全吸收并产生光生电荷，曝光时收集并分别存储不同位置产生的光生电荷信息；Step3：分组累加半导体中的光生电荷信息，解析计算高低能谱投影...

【技术特征摘要】
1.一种面向双能CT成像的X射线能谱探测及重构解析方法，其特征是，步骤如下：Step1：定义用于扫描成像的动态双能窗口，基于双能CT成像的数据需求，通过人体后待解析的能谱被划分为两个能量窗口，其中E1是低能窗口，能量区间固定为0keV-EMax；Eh为高能窗口，其能量范围为Eb-EMax，EMax为射线源的光谱的最高能量，Eb为高低能谱分界能量点；Step2：X射线曝光及光生电荷收集、存储：X射线自硅半导体的侧边缘入射，能量不同的射线光子将会在不同深度的半导体中被完全吸收并产生光生电荷，曝光时收集并分别存储不同位置产生的光生电荷信息；Step3：分组累加半导体中的光生电荷信息，解析计算高低能谱投影，针对选定的双能量窗口，将半导体中的光生电荷分为两组累加，其中l0为X射线射入半导体起始位置，lp和lh是根据Lambert-Beers定律获得的理论值，分别代表完全吸收能量为Eb和EMax的射线光子所需的半导体厚度，lp随Eb的改变而变化；根据电荷累加信息解析计算高低能谱投影，对于双能CT成像，待求的可变高低能谱的投影表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：史再峰，孟庆振，李杭原，黄泳嘉，李金卓，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12