准直器阵列、工业ct设备线性探测器串扰校正装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种包括探测器模块和准直器阵列的工业CT设备串扰校正装置，所述准直器阵列包括n个沿轴向紧密排列的准直器片，每m个准直器片组成一个准直器阵列单元，其中m大于等于3，n为m的整数倍，每个准直器阵列单元的第一块准直器片上设置有两个射线导向槽，其余准直器片上设置有一个射线导向槽；每个准直器阵列单元的第一块准直器片上侧的射线导向槽形成用于串扰系数测定的第二准直孔阵列区，其余射线导向槽形成第一准直孔阵列区。本发明提供的串扰校正装置，增加了串扰系数测定准直孔阵列区，该阵列区与探测器模块间可做相对运动，通过使用该准直孔阵列区进行数据采集，可计算出每个探测通道间信号串扰系数，提高图像质量。
【专利说明】准直器阵列、工业CT设备线性探测器串扰校正装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业CT成像领域，具体涉及一种用于工业CT设备线性探测器的准直 器阵列，同时涉及一种工业CT设备线性探测阵列串扰校正装置以及校正方法。
【背景技术】
[0002] X射线通过被测物体后，会产生透射线和散射线，CT设备是对穿透被测物体的透 射线进行数据采集，通过透射线能量与入射线能量之间的关系实现图像重构。散射线对图 像重构是有害的，需要消除掉。
[0003] 工业CT设备线性探测器阵列由多个探测器模块组成，探测器模块各个通道闪烁 体间通常使用反光层等方法进行可见光隔离，但是由于反光层存在透光，信号串扰不能避 免。各通道闪烁体间的信号串扰对图像重构有很大影响，需要消除掉。
[0004] 隔离探测通道间的散射线串扰主要通过设置准直器阵列来实现，准直器片间设置 的射线导向槽宽度远小于探测器模块像元宽度，在准直器片达到一定深度（沿射线方向） 的情况下，能够达到很好的隔离散射线的效果，同时提高设备分辨率。如："用于消除串扰的 线段形模块CT探测器和方法"（CN103135121A)。
[0005] 可见光信号的串扰校正除使用反光层等物理方法外，在软件处理时会设置一个串 扰系数，由于不方便实际测定，各通道间串扰系数通常设置成一个相同的值，与实际情况存 在差异。本发明能够准确地测定每个通道间的串扰系数，提高图像质量。
【发明内容】
[0006] 鉴于此，本发明的目的之一是提供一种工业CT设备线性探测器用的准直器阵列， 该装置在设备实际使用时，利用信号串扰系数和实测数据，计算出无信号串扰的真实数据， 从而提高图像质量。本发明的目的之二是提供种工业CT设备线性探测器阵列串扰校正装 置，同时提供一种串扰校正方法。
[0007] 本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的，一种用于工业CT设备线性探测 器的准直器阵列，包括η个沿轴向紧密排列的准直器片，每m个准直器片组成一个准直器阵 列单元3,其中m大于等于3, η为m的整数倍；每个准直器阵列单元的第一块准直器片上设 置有两个射线导向槽，其余准直器片上设置有一个射线导向槽；每个准直器阵列单元的第 一块准直器片上侧的射线导向槽形成用于串扰系数测定的第二准直孔阵列区8,其余射线 导向槽形成第一准直孔阵列区7。
[0008] 本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的，一种工业CT设备线性探测器 阵列串扰校正装置，包括若干个探测器模块5和若干个准直器阵列单元3形成的准直器阵 列2,每个探测器模块对应若干个准直器阵列单元，其特征在于：所述准直器阵列包括η个 沿轴向紧密排列的准直器片，每m个准直器片组成一个准直器阵列单元，其中m大于等于3， η为m的整数倍；每个准直器阵列单元的第一块准直器片上设置有两个射线导向槽，其余准 直器片上设置有一个射线导向槽；每个准直器阵列单元的第一块准直器片上侧的射线导向 槽形成用于串扰系数测定的第二准直孔阵列区8,其余射线导向槽形成第一准直孔阵列区 7。
[0009] 进一步，所述准直器阵列与探测器模块间可做相对运动。
[0010] 进一步，所述第二准直孔阵列区位于第一准直孔阵列区的上侧。
[0011] 进一步，位于各准直孔阵列内的射线导向槽设置在各准直器片的同一位置。
[0012] 进一步，所述射线导向槽的宽度为0. lmm-0. 6mm，射线导向槽的高度为 0· 5mm-4mm〇
[0013] 本发明的目的之三是通过以下技术方案来实现的，一种工业CT设备线性探测器 阵列串扰校正方法，具体包括以下步骤：
[0014] 步骤1、将第二准直孔阵列区射线导向槽对准探测器模块相应通道，在一定射线能 量和功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到具有η个探测通道信号的信 号组Ε (1)，通过Ε(1)计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系 数：
[0015] Ai；J = E(1) (j)/E(1) (i) ； (i = 1, m+1, 2m+l··· n-m+1 ； j = 2, m, m+2, 2m, 2m+2··· n-m, n-m+2)
[0016] E(1) (j)为第j通道中的信号，E(1)⑴为第i通道中的信号；
[0017] 步骤2、调节准直器阵列与探测器模块的位置，将第二准直孔阵列区射线导向槽与 探测器模块相对偏移1个通道，使第二准直孔阵列区的第一射线导向槽对准探测器模块第 二通道，在相同射线能量和功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到信号 组E (2)，通过E(2)计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系 数：
[0018] Ai；J = E(2) (j)/E(2) (i) ； (i = 2, m+2, 2m+2··· n-m+2 ； j = 1, 3, m+1, m+3··· n-m+1, n-m+3) _9] E(2) (j)为第j通道中的信号，E(2)⑴为第i通道中的信号；
[0020] 步骤3、重复步骤2,直至第二准直孔阵列区第一射线导向槽对准探测器模块第m 通道，在相同射线能量和功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到信号组 Ew，通过Ew计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系数：
[0021] Ai;』=E(m) (j)/E(m)⑴；（i = m，2m，3m…η ; j = m_l，m+1，2m_l，2m+l … n-m-1, n-m+1, n-1)
[0022] EW (j)为第j通道中的信号，EW⑴为第i通道中的信号；
[0023] 步骤4、仅考虑相邻探测通道间的信号串扰，将信号串扰系数组合得到串扰系数矩 阵I :
[0024]
【权利要求】
1. 一种准直器阵列，其特征在于：包括η个沿轴向紧密排列的准直器片，每m个准直器 片组成一个准直器阵列单元（3)，其中m大于等于3，n为m的整数倍；每个准直器阵列单元 的第一块准直器片上设置有两个射线导向槽，其余准直器片上设置有一个射线导向槽；每 个准直器阵列单元的第一块准直器片上侧的射线导向槽形成用于串扰系数测定的第二准 直孔阵列区（8)，其余射线导向槽形成第一准直孔阵列区（7)。
2. -种CT设备线性探测器串扰校正装置，包括若干个探测器模块（5)和若干个准直器 阵列单元（3)形成的准直器阵列（2)，每个探测器模块对应若干个准直器阵列单元，其特征 在于：所述准直器阵列包括η个沿轴向紧密排列的准直器片，每m个准直器片组成一个准直 器阵列单元，其中m大于等于3, η为m的整数倍；每个准直器阵列单元的第一块准直器片上 设置有两个射线导向槽，其余准直器片上设置有一个射线导向槽；每个准直器阵列单元的 第一块准直器片上侧的射线导向槽形成用于串扰系数测定的第二准直孔阵列区（8)，其余 射线导向槽形成第一准直孔阵列区（7)。
3. 根据权利要求2所述的CT设备线性探测器串扰校正装置，其特征在于：所述准直器 阵列与探测器模块间可做相对运动。
4. 根据权利要求2所述的CT设备线性探测器串扰校正装置，其特征在于：所述第二准 直孔阵列区位于第一准直孔阵列区的上侧。
5. 根据权利要求2所述的CT设备线性探测器串扰校正装置，其特征在于：位于各准直 孔阵列内的射线导向槽设置在各准直器片的同一位置。
6. 根据权利要求2所述的CT设备线性探测器串扰校正装置，其特征在于：所述射线导 向槽的宽度为〇. lmm-〇. 6mm，射线导向槽的高度为0. 5mm-4mm。
7. 使用权利要求2-6任意一项权利要求所述的装置进行串扰校正方法，其特征在于： 具体包括以下步骤： 步骤1、将第二准直孔阵列区射线导向槽对准探测器模块相应通道，在一定射线能量和 功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到具有η个探测通道信号的信号组 Ε(1)，通过Ε(1)计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系数： Ai； j = E(1) (j) /E(1) (i) ；i = 1, m+1,2m+l··· n-m+1 ；i = 2, m, m+2, 2m, 2m+2··· n-m, n-m+2, E(1) (j)为第j通道中的信号，E(1)⑴为第i通道中的信号； 步骤2、调节准直器阵列与探测器模块的位置，将第二准直孔阵列区射线导向槽与探 测器模块相对偏移1个通道，使第二准直孔阵列区的第一射线导向槽对准探测器模块第二 通道，在相同射线能量和功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到信号组 E(2)，通过E(2)计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系数： Ai;』=E(2) (j) /E(2) (i) ;i = 2, m+2, 2m+2…n-m+2 ; j = 1，3, n+1，m+3…n-m+1，n-m+3 E(2) (j)为第j通道中的信号，E(2)⑴为第i通道中的信号； 步骤3、重复步骤2,直至第二准直孔阵列区第一射线导向槽对准探测器模块第m通道， 在相同射线能量和功率条件下，对通过第二准直孔阵列区信号进行采集得到信号组E(m)，通 过Ew计算此时具有射线导向槽的探测通道i对相邻探测通道j的信号串扰系数： Ai；j = E(m) (j)/E(m) (i) ；i = m, 2m, 3m···n ； j = m-1, m+1,2m-l, 2m+l··· n-m-1, n-m+1, n-1 E(m) (j)为第j通道中的信号，Ew⑴为第i通道中的信号； 步骤4、仅考虑相邻探测通道间的信号串扰，将信号串扰系数组合得到串扰系数矩阵 I ： 调节第一准直孔阵列区射线导向槽对准探测器模块相应通道，设备处于正常工作状 态，在相同能量和功率条件下采集得到信号组E，用U表示去串扰的信号组，E、U为一维列向 量，则E、U和I之间的关系可表示为： E = IU ； 该矩阵方程中E、I为已知量，通过解该矩阵方程，可计算出去串扰的信号组U，实现数 据串扰校正。
【文档编号】G01T1/16GK104090291SQ201410355518
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】安康, 高富强, 谭辉 申请人:重庆大学