多能谱X射线探测器及自动校准方法技术

本发明专利技术提供一种多能谱X射线探测器及自动校准方法，多能谱X射线探测器包括：下盖，依次设置于所述下盖上方的支撑件、过滤层、TFT模组及上盖；所述过滤层为N个，所述TFT模组为N+1个，所述过滤层与所述TFT模组交替叠置；其中，所述下盖的外表面到最底层TFT模组的上表面之间设置有至少两个标记物，或所述上盖的外表面到最顶层TFT模组的下表面之间设置有至少两个标记物；所述标记物的材质密度与相邻物质的材质密度不同；N为等于或大于1的整数。本发明专利技术的多能谱X射线探测器不需要额外的治具进行对准校正，减少了系统成本，操作简单便捷；能应用于医疗上的双能剪影，也能应用于其他领域的能谱分辨。分辨。分辨。

【技术实现步骤摘要】
多能谱X射线探测器及自动校准方法


[0001]本专利技术涉及X射线探测领域，特别是涉及一种多能谱X射线探测器及自动校准方法。

技术介绍

[0002]直接数字化X射线摄影双能量减影技术，能将骨与软组织单独分开显示，减少遮挡，从而提高肺结节性病变的可视性，能鉴别胸部小结节是肺内还是肋骨的病变，更好地为胸部结节性病变定性。人体不同组织对X线的吸收与X线的能量有关，在双能量X线系统中，利用骨与软组织对X线的吸收不同，不同原子量物质吸收效应的差别将在不同能量的X线束的衰减强度的变化中更强反映出来。双能量剪影是把同一部位用两种不同的X线能量曝光得到的两幅图像进行减影处理，得到软组织、骨组织或特定物质的影像。
[0003]当前有两种方法实现X射线双能量剪影，分别是两次曝光法和单次曝光法。单次曝光法，通常基于双能谱X射线平板探测器设计实现，如图1所示，双能谱X射线探测器具有双层X射线传感器(图1中的TFT模组1和TFT模组2)，可通过上层传感器(TFT模组1)获得低能图像，X射线经滤过层后通过下层传感器(TFT模组2)获得高能图像，因两层传感器同时成像，所以可消除两次曝光法中的运动伪影现象，同时也能降低对病人的辐射剂量、降低对X射线系统的要求。如图2所示，在实际的X射线成像系统中，射线源发出的X射线与探测器并非垂直入射，且射线源到探测器内部双层传感器的距离不同，因此对于双层X射线平板探测器而言，待测物在上、下两层传感器上留下的图像会有放大效应。此外，对于双层X射线平板探测器而言，内部双层传感器在结构组装过程中，难免会存在像素间的对位精度问题，不能通过结构组装保证上、下层像素间的对位精度。因此在使用得到的上、下层图像进行运算时，不能直接按照原像素位置进行计算，需要找到上、层像素间的对应关系。
[0004]因此，如何解决上、下层图像间的放大效应和对位精度的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多能谱X射线探测器及自动校准方法，用于解决现有技术中双层X射线平板探测器的放大效应及对位精度低的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多能谱X射线探测器，包括：下盖，依次设置于所述下盖上方的支撑件、过滤层、TFT模组及上盖；所述过滤层为N个，所述TFT模组为N+1个，所述过滤层与所述TFT模组交替叠置；
[0007]其中，所述下盖的外表面到最底层TFT模组的下表面之间设置有至少两个标记物，或所述上盖的外表面到最顶层TFT模组的上表面之间设置有至少两个标记物；所述标记物的材质密度与相邻物质的材质密度不同；N为等于或大于1的整数。
[0008]可选地，N设定为1。
[0009]可选地，所述标记物的材质为铅或钨。
[0010]可选地，所述标记物的形状为十字形或圆形。
[0011]可选地，所述标记物的成像区域与待测物的成像区域不相交。
[0012]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种自动校准方法，所述自动校准方法包括以下步骤：
[0013]S1：通过沿X射线入射方向依次排布的N+1个所述TFT模组获取对应的N+1个待测物的原始图像；
[0014]S2：通过边缘检测算子分别计算N+1个原始图像中所述标记物的边缘轮廓；
[0015]S3：分别计算N+1个原始图像中所述标记物的大小，并分别计算第i个原始图像相对于第一个原始图像的缩放比例；其中，i为大于1且小于N+2的连续整数；
[0016]S4：依据对应的缩放比例，分别对N个原始图像进行全局缩放处理，得到对应的缩放图像；
[0017]S5：获取第一原始图像及N个缩放图像，分别标记各图像中两个所述标记物的中心点，将同一图像中的两个中心点连成直线，并分别计算出各缩放图像中的直线与所述第一原始图像中对应的直线投影在一起构成的夹角，将所述夹角作为旋转夹角；
[0018]S6：以各所述旋转夹角的中心点为基点，分别将各所述缩放图像进行旋转，得到对应的旋转图像；
[0019]S7：分别计算各旋转图像中任意一个所述标记物的中心点与所述第一原始图像中对应的标记物的中心点之间的位移；
[0020]S8：探测待侧物时，首先对获得的第i个图像依据对应的缩放比例进行全局缩放处理，然后依据对应的旋转夹角对第i个图像进行旋转，最后依据对应的位移对第i个图像进行平移操作，得到N个经过自动校正的图像；将经过自动校正的图像与第一图像投影在一起并输出。
[0021]可选地，若所述标记物在所述下盖的外表面到最底层的TFT模组的下表面之间，则X射线从所述下盖一侧入射；若所述标记物在所述上盖的外表面到最顶层的TFT模组的上表面之间，则X射线从所述上盖一侧入射。
[0022]可选地，步骤S5还可以为：获取第一原始图像及N个缩放图像，分别标记各图像中M个所述标记物的中心点，将同一图像中的M个所述标记物的中心点两两连成直线，并分别计算出各所述缩放图像中的各直线与所述第一原始图像中对应的直线投影在一起构成的夹角，将所述夹角的平均值作为旋转夹角；其中，M为大于2的整数。
[0023]可选地，对增益校正获得的图像执行步骤S2～S7，以获得缩放比例、旋转夹角及位移。
[0024]可选地，步骤S8中，X射线从所述上盖一侧探测待测物。
[0025]如上所述，本专利技术的多能谱X射线探测器及自动校准方法，具有以下有益效果：
[0026]1，本专利技术的多能谱X射线探测器不需要额外的治具进行对准校正，减少了系统成本，操作简单便捷。
[0027]2，本专利技术的多能谱X射线探测器不增加额外的X射线拍摄，只需要在原有校正的基础上获取各图像的对应关系即能推断出待测物的准确图像。
[0028]3，本专利技术的多能谱X射线探测器，能应用于医疗上的双能剪影，也能应用于其他领
域的能谱分辨。
附图说明
[0029]图1显示为现有技术中的双能谱X射线探测器的结构示意图。
[0030]图2显示为现有技术中的双能谱X射线探测器在使用时的放大效应原理示意图。
[0031]图3显示为本专利技术的多能谱X射线探测器的结构示意图。
[0032]图4显示为本专利技术的多能谱X射线探测器中标记物设置于上盖时的示意图。
[0033]图5显示为低能图像与高能图像投影在一起的示意图。
[0034]图6显示为低能图像与缩放图像投影在一起的示意图。
[0035]图7显示为旋转图像与低能图像投影在一起的示意图。
[0036]图8显示为校准后的图像示意图。
[0037]元件标号说明
[0038]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下盖
[0039]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑件
[0040]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
过滤层
[0041]41<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能谱X射线探测器，其特征在于，所述多能谱X射线探测器至少包括：下盖，依次设置于所述下盖上方的支撑件、过滤层、TFT模组及上盖；所述过滤层为N个，所述TFT模组为N+1个，所述过滤层与所述TFT模组交替叠置；其中，所述下盖的外表面到最底层TFT模组的下表面之间设置有至少两个标记物，或所述上盖的外表面到最顶层TFT模组的上表面之间设置有至少两个标记物；所述标记物的材质密度与相邻物质的材质密度不同；N为等于或大于1的整数。2.根据权利要求1所述的多能谱X射线探测器，其特征在于：N设定为1。3.根据权利要求1所述的多能谱X射线探测器，其特征在于：所述标记物的材质为铅或钨。4.根据权利要求1所述的多能谱X射线探测器，其特征在于：所述标记物的形状为十字形或圆形。5.根据权利要求1所述的多能谱X射线探测器，其特征在于：所述标记物的成像区域与待测物的成像区域不相交。6.一种自动校准方法，基于如权利要求1～5任意一项所述的多能谱X射线探测器实现，其特征在于，所述自动校准方法包括以下步骤：S1：通过沿X射线入射方向依次排布的N+1个所述TFT模组获取对应的N+1个待测物的原始图像；S2：通过边缘检测算子分别计算N+1个原始图像中所述标记物的边缘轮廓；S3：分别计算N+1个原始图像中所述标记物的大小，并分别计算第i个原始图像相对于第一个原始图像的缩放比例；其中，i为大于1且小于N+2的连续整数；S4：依据对应的缩放比例，分别对N个原始图像进行全局缩放处理，得到对应的缩放图像；S5：获取第一原始图像及N个缩放图像，分别标记各图像中两个所述标记物的中心点，将同一图像中...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏飞，程里朋，董佳宾，王，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：