[发明专利]重建探测器所探测的能谱的方法和设备

说明书

公开了一种重建探测器所探测的能谱的方法和设备。在该方法中，用射线照射被检查物体，然后利用探测器接收穿透所述被检查物体的射线，将接收到的射线转换为表示探测到的能谱的能谱数据。利用事先创建的探测器响应模型通过统计迭代算法基于所述能谱数据重建所述探测器的能谱。按照上述实施例的方案，能够更为准确地获得探测器的入射能谱，降低因为探测器导致的入射能谱失真。

技术领域

本申请涉及辐射成像，具体涉及一种重建探测器所探测的诸如X射线/伽马射线能谱的方法和设备。

背景技术

对于包括双能/多能CT和放射治疗在内的众多X/γ射线的应用，获取准确的能谱信息是这些应用的重要需求和前提。理论上，能谱的获取可以通过探测器的阈值扫描完成。该过程可以简要描述为如下步骤：(1)通过数模转换器设定的电压值，限定探测器统计的光子的最小能量，对高于该能量的入射光子进行统计；(2)不断改变设定的电压值，从而获得对应多个能量阈值的光子信息；(3)对这些数据进行差分，获得每个能量阈值之间的光子信息，也即得到了能谱。但是在实践中，通过上述过程获得的能谱是严重失真的，这是因为探测器对于入射光子的响应不是理想的。探测器对光子的响应，对于不同的类型的探测器有不同的特点。以常用于光子计数探测器的碲锌镉/碲化镉探测器为例，其对于入射光子的响应失真主要有电荷共享效应、逃逸现象和串扰现象等。这些效应的共同作用造成了能谱的失真。

这样的失真造成了应用中对无失真能谱获取的困难。为了解决这样的问题，现有的方法之一为对能谱进行估计，或者使用实验数据对经验公式进行微调，从而得到估计的能谱。或者使用蒙特卡洛方法对探测系统进行精细的建模，对能谱获取过程进行仿真，由仿真结果对实际能谱进行估计。这些能谱估计的方法或者精度有限，或者需要复杂的建模，在实际使用中受到多方面的限制。

发明内容

鉴于现有技术中的一个或多个问题，提出了一种重建探测器所探测的射线能谱的方法和装置。

根据本发明的一个方面，提出了一种重建探测器所探测的能谱的方法，包括步骤：用射线照射被检查物体；利用探测器接收穿透所述被检查物体的射线，将接收到的射线转换为表示探测到的能谱的能谱数据；以及利用事先创建的探测器响应模型通过统计迭代算法基于所述能谱数据重建所述探测器的能谱。

根据一些实施例，通过在多个能量段中采集不同靶材料产生的X射线荧光能谱对所述探测器响应模型的参数进行标定，得到所述探测器响应模型的显式表示。

根据一些实施例，用随着探测到的能谱能量而变化的权重参数对所述探测器响应模型进行加权，并且所述权重参数是使用二次函数拟合得到的。

根据一些实施例，所述探测器响应模型还包括对探测器的特征峰的描述和对逃逸峰的描述。

根据一些实施例，对所述重建步骤包括：基于所述数据值进行统计迭代重建，得到入射到探测器的能谱。

根据一些实施例，基于下式进行统计迭代重建：

其中D_i表示探测到的能谱数据，R_ij表示所述探测器响应模型的矩阵表示，S_j表示重建的探测器能谱，n为迭代次数。

根据一些实施例，所述第二部分被描述为所述第一部分的积分。

根据一些实施例，通过在多个能量段中采集不同靶材料产生的X射线荧光能谱对所述探测器响应模型的参数进行标定，得到所述探测器响应模型的显式表示。

根据本发明的另一方面，提出了一种重建探测器所探测的能谱的设备，包括：射线源，产生射线，照射被检查物体；探测器，接收穿透所述被检查物体的射线，并且将接收到的射线转换为表示探测到的能谱的能谱数据；以及数据处理设备，利用事先创建的探测器响应模型通过统计迭代算法基于所述能谱数据重建所述探测器的能谱。