【技术实现步骤摘要】
本公开涉及粒子放射成像领域，具体地涉及一种质子成像方法和装置。
技术介绍
1、当前的质子成像系统主要分为两大类：基于单个质子探测的单质子追踪系统(proton-tracking systems)和基于质子束流探测的质子集成系统(proton-integratingsystem)。单质子追踪系统一般包含4个位置灵敏探测器和1个剩余能量探测器，通过单个质子的位置和能量进行图像重建，其缺点是结构复杂，且需要高速的数据采集系统获取单个质子的位置和能量。质子集成系统只包含一个剩余能量探测器(如多层电离室探测器、平板探测器等)，其缺点在于重建图像的空间分辨率受质子束流束斑大小的影响，难以提高，且该方法成像剂量大。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开提供了质子成像方法和装置。
2、根据本公开的第一个方面，一种质子成像方法，包括：
3、利用质子加速器产生质子束流，并向闪烁体发射质子束流；
4、在质子束流到达闪烁体的过程中，利用准直器调整质子束流的束斑大小和质子数目，得到调整后的质子束流；
5、在调整后的质子束流未穿过成像物体时，利用质子成像设备控制相机装置拍摄调整后的质子束流在闪烁体中的初始射程，得到初始射程图像数据；
6、在调整后的质子束流穿过成像物体时，调整后的质子束流穿过成像物体后入射至闪烁体，利用质子成像设备控制相机装置拍摄调整后的质子束流在闪烁体中的剩余射程，并利用质子成像设备调整位移台的角度和位置，得到调整后的质子束流穿过
7、利用质子成像设备对射程图像数据进行处理，得到水等效射程，其中，射程图像数据包括初始射程图像数据和多个剩余射程图像数据，水等效射程包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程；
8、基于水等效射程，包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程，得到成像物体的多个水等效长度；
9、基于多个水等效长度进行图像重建，得到成像物体的相对阻止本领分布图像。
10、根据本公开的实施例，其中，在得到初始射程图像之前，还包括：
11、在遮光条件下，利用相机装置拍摄闪烁体，得到背景图像数据。
12、根据本公开的实施例，其中，利用质子成像设备控制相机装置拍摄调整后的质子束流在闪烁体中的剩余射程，并利用质子成像设备调整位移台的角度和位置，得到调整后的质子束流穿过成像物体不同位置、不同角度时的多个剩余射程图像数据，包括：
13、质子成像设备控制位移台在相机装置上一次拍摄结束之后进行平移或者旋转；
14、质子成像设备控制相机装置拍摄调整后的质子束流穿过成像物体在闪烁体中的剩余射程，得到调整后的质子束流穿过成像物体不同位置、不同角度时的多个剩余射程图像数据。
15、根据本公开的实施例，其中，利用质子成像设备对射程图像数据进行处理，得到水等效射程，其中，射程图像数据包括初始射程图像数据和多个剩余射程图像数据，水等效射程包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程，包括：
16、基于背景图像数据分别对初始射程图像数据和多个剩余射程图像数据进行多次图像处理，得到多个光射程；
17、分别对多个光射程进行校准处理，得到多个水等效射程。
18、根据本公开的实施例，其中，基于背景图像数据分别对初始射程图像数据和多个剩余射程图像数据进行多次图像处理，得到多个光射程，包括：
19、基于背景图像数据分别对初始射程图像数据和多个剩余射程图像数据进行去背景化处理，得到多个第一图像数据；
20、分别对多个第一图像数据进行畸变校正处理，得到多个第二图像数据；
21、分别对多个第二图像数据进行降噪处理，得到多个第三图像数据；
22、分别根据多个第三图像数据中的光强度信号，得到多个深度光强度分布曲线；
23、分别根据多个深度光强度分布曲线，得到多个光射程。
24、根据本公开的实施例，其中，分别对多个光射程进行校准处理，得到多个水等效射程，包括：
25、分别对多个光射程进行线性校准，得到多个校准后的光射程；
26、分别将多个校准后的光射程与闪烁体的相对阻止本领值相乘，得到多个水等效射程，其中，闪烁体的相对阻止本领值通过闪烁体的元素组成、各元素的质量分数以及各元素的平均电离能，利用布拉格可加性规则计算得到。
27、根据本公开的实施例，其中，基于水等效射程，包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程，得到成像物体的多个水等效长度，包括：
28、通过如下公式确定水等效长度：
29、wepl＝rw0-rw1；
30、其中，wepl表示成像物体的水等效长度，rw0表示初始水等效射程，rw1表示剩余水等效射程。
31、根据本公开的实施例，其中，基于多个水等效长度进行图像重建，得到成像物体的相对阻止本领分布图像，包括：
32、沿质子束流的路径方向，利用水等效长度与成像物体的相对阻止本领之间的关系进行图像重建，得到成像物体的相对阻止本领分布图像，其中，通过如下公式确定成像物体的水等效长度与成像物体的相对阻止本领之间的关系：
33、wepl＝∫rsp(x,y)dl；
34、其中，wepl表示成像物体的水等效长度，rsp(x,y)表示相对阻止本领分布图像上(x,y)位置处的相对阻止本领值，dl表示沿质子束流路径的单位长度增量。
35、根据本公开的实施例，其中，利用质子成像设备调整位移台，包括：
36、响应于质子加速器的开启与关闭，质子成像设备收集质子加速器发出的开启信号和关闭信号，并以外触发模式控制相机装置在质子加速器的开启与关闭之间进行拍摄；
37、在相机装置拍摄之后，质子成像设备调整位移台的角度和位置。
38、本公开的第二方面提供了一种质子成像装置，包括：
39、质子加速器，用于产生质子束流，并向闪烁体发射质子束流；
40、准直器，用于调整质子束流的束斑大小和质子数目；
41、位移台，用于放置成像物体，并具有旋转和平移功能；
42、闪烁体，用于沉积质子束流的能量，并沿质子路径产生可见光；
43、相机装置，用于采集质子束流入射至闪烁体上的射程图像数据；
44、质子成像设备，用于控制相机装置采集射程图像数据和调整位移台的角度和位置，并对射程图像数据进行处理，得到多个水等效射程，基于水等效射程进行图像重建，得到成像物体的相对阻止本领分布图像。
45、根据本公开的实施例，通过质子加速器产生质子束流，并向闪烁体发射质子束流，在质子束流到达闪烁体的过程中，利用准直器调整质子束流的束斑大小和质子数目，提高成像的空间分辨率并减小质子成像剂量。准直器调整后的质子束流穿过成像物体后入射至闪烁体，利用质子成像设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种质子成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在得到初始射程图像之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述质子成像设备控制所述相机装置拍摄所述调整后的质子束流在所述闪烁体中的剩余射程，并利用所述质子成像设备调整位移台的角度和位置，得到所述调整后的质子束流穿过所述成像物体不同位置、不同角度时的多个剩余射程图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用所述质子成像设备对射程图像数据进行处理，得到水等效射程，其中，所述射程图像数据包括所述初始射程图像数据和所述多个剩余射程图像数据，所述水等效射程包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述背景图像数据分别对所述初始射程图像数据和所述多个剩余射程图像数据进行多次图像处理，得到多个光射程，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述分别对所述多个光射程进行校准处理，得到多个水等效射程，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述水等效射程，包括初始水
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述多个水等效长度进行图像重建，得到所述成像物体的相对阻止本领分布图像，包括：
9.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述利用所述质子成像设备调整所述位移台，包括：
10.一种质子成像装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种质子成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在得到初始射程图像之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述质子成像设备控制所述相机装置拍摄所述调整后的质子束流在所述闪烁体中的剩余射程，并利用所述质子成像设备调整位移台的角度和位置，得到所述调整后的质子束流穿过所述成像物体不同位置、不同角度时的多个剩余射程图像数据，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用所述质子成像设备对射程图像数据进行处理，得到水等效射程，其中，所述射程图像数据包括所述初始射程图像数据和所述多个剩余射程图像数据，所述水等效射程包括初始水等效射程和多个剩余水等效射程，包括：
5.根据权利要求4所述的方法...
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