[发明专利]一种带有光栅结构的相干散射型X射线探测器及探测方法

权利要求书

1.一种带有光栅结构的相干散射型X射线探测器，包括探测器像素阵列，所述探测器像素阵列包括多个用于光电信号转化和光生电荷的收集的探测器像素，所述探测器像素通过模数转换单元和数字信号处理单元连接至图像重建单元；其特征在于，还包括用于以固定角度收集X射线相干散射光子的吸收光栅和互补光栅；

所述吸收光栅设置在所述探测器像素阵列的上表面，所述吸收光栅为由方形实心单元和方形中空单元上下左右交错排列组成的网格状结构，所述吸收光栅内、位于每一个方形中空单元处设置有用于将X射线转换为可见光的闪烁晶体；

所述互补光栅设置在所述吸收光栅和所要探测的物体之间，并间隔所述吸收光栅一距离布置，所述互补光栅为由条形实心单元和条形中空单元上下交错排列组成的矩阵状结构；

其中，网格状结构的所述吸收光栅的行由方形实心单元和方形中空单元左右交错排列组成，矩阵状结构的所述互补光栅的行为条形实心单元或条形中空单元；所述吸收光栅的每一行宽度和所述互补光栅的每一行宽度一一对应；

所述探测器像素设置有若干个，并布置在所述吸收光栅的每一个方形中空单元处；所述探测器像素的尺寸大于或等于方形中空单元的尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种带有光栅结构的相干散射型X射线探测器，其特征在于，所述吸收光栅和互补光栅采用铅或钨制成。

3.一种X射线散射信息探测方法，其特征在于，借助于上述权利要求1或2所述的带有光栅结构的相干散射型X射线探测器实现，包括以下步骤：

步骤1：加入互补光栅：在探测器像素阵列表面的吸收光栅与所要探测的物体之间加入一层互补光栅，根据所要探测的物体的组织成分确定散射光子的入射角度，计算出吸收光栅和互补光栅的尺寸以及吸收光栅和互补光栅的间隔距离；

步骤2：采用具有能量分辨能力的探测器像素接收散射光子，进行光生电荷的收集；

步骤3：电荷信号的读出与处理：利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，并利用数字信号处理单元进行分组与存储；

步骤4：图像重建：根据探测器像素转移出的不同能量的光生电荷总数，倒推解析出不同体素的X射线相干散射信息，从而进行图像重建。