[发明专利]一种双层探测器的能量谱校正方法与装置

说明书

本发明公开了一种双层探测器的能量谱校正方法与装置包括：根据双能量CT的配置和额定参数确定射线能量谱分布、能量段阈值、和双层探测器的上层材料厚度，其中能量段阈值将射线能量谱分布划分为低能量段和高能量段；根据射线能量谱分布和能量段阈值确定平均线性衰减系数；根据上层材料的光生电荷量、下层材料的光生电荷量、平均线性衰减系数、和上层材料厚度，确定低能量段的光生电荷量。本发明能够针对不同双层探测器或不同类型的双层探测器进行能量谱校正，移除高能拖尾效应在上层探测器产生的冗余电荷，获得准确的光生电荷量与探测结果，提高图像重建的质量。

技术领域

本发明涉及成像领域，更具体地，特别是指一种双层探测器的能量谱校正方法与装置。

背景技术

双能量CT(计算机断层扫描)设备利用两种不同能量的X射线在被检测物体内的衰减信息进行投影成像，结合双能量重建算法可以准确地获得被扫描物质的原子序数及电子密度，实现更加精确的物质分离和定性分析。目前双能量CT已被广泛应用于安全检查、医学诊断、无损探伤(尤其是PCB(印刷电路板)焊点缺陷检查及BGA(焊球阵列封装)、CSP(芯片尺寸封装)等元件封装质量检测)等领域。X射线探测器是双能量CT精准成像的关键部分，探测器对不同能量的射线区别探测的能力直接决定了CT成像的精度。双层探测器是目前应用较广泛的X射线能量谱探测器。双层探测器由上下两层不同类型的闪烁体材料组成，每一层探测器仅对一定能量范围的X射线光子产生激发作用。在双能量成像过程中，球管发射一定kVp(千伏峰值)的连续能量分布的X射线，经过物体后首先会激发上层探测器，射线中的低能量区域的X射线光子被吸收，并成比例地释放出光生电荷，下层探测器吸收射线中部分高能光子并同样释放出光生电荷。利用各层的光生电荷信息可以解析得到高、低能量谱段投影数据并用于双能量成像。

双层探测器获取的高低能投影信息在时间和空间上具有严格一致性，但是由于X射线在探测器中吸收的“高能拖尾效应”。“高能拖尾效应”是指高能量段内的X射线光子虽然主要集中在下层探测器中被吸收，但是当其穿过上层探测器时也会存在衰减并激发出光生电荷(在本公开中简称为“冗余电荷”)的现象。双能量CT成像的高、低能投影数据来源于探测器各层中的光生电荷量，高能光子在上层探测器的吸收将会降低低能量段X射线能量谱的解析精度。

针对现有技术中高能拖尾效应使得上层探测器中产生冗余电荷因而降低双能量CT成像精度的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种双层探测器的能量谱校正方法与装置，能够针对不同双层探测器或不同类型的双层探测器进行能量谱校正，移除高能拖尾效应在上层探测器产生的冗余电荷，获得准确的光生电荷量与探测结果。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种双层探测器的能量谱校正方法，包括以下步骤：

根据双能量CT的配置和额定参数确定射线能量谱分布、能量段阈值、和双层探测器的上层材料厚度，其中能量段阈值将射线能量谱分布划分为低能量段和高能量段；

根据射线能量谱分布和能量段阈值确定平均线性衰减系数；

根据上层材料的光生电荷量、下层材料的光生电荷量、平均线性衰减系数、和上层材料厚度，确定低能量段的光生电荷量。

在一些实施方式中，双层探测器包括上层材料和下层材料，上层材料吸收低能量段射线和部分高能量段射线，下层材料吸收其余的部分高能量段射线。

在一些实施方式中，根据射线能量谱分布和能量段阈值确定平均线性衰减系数包括以下步骤：

确定高能量段的范围区间，其中高能量段的上限是根据射线能量谱分布确定的能量极大值，高能量段的下限是能量段阈值；