[发明专利]光子计数多能谱CT成像装置及方法

说明书

本申请提供一种光子计数多能谱CT成像装置及方法，其中，成像装置包括：射线发生装置；面阵列探测器，面阵列探测器包括：片状闪烁晶体，其被配置为将射线转换为可见光；片状微通道板，其与片状闪烁晶体一对一耦合，其被配置为对片状闪烁晶体转化的可见光进行选择通过；光电倍增元件，其与片状微通道板耦合，以将经选择通过的可见光转化为闪烁脉冲信号；数据传输工控机，其被配置为与射线发生装置、面阵列探测器通信连接，以控制射线发生装置并接收面阵列探测器的探测数据；图像重建工控机，其被配置为与数据传输工控机通信连接以接收面阵列探测器的探测数据并进行图像重建。本申请能够减少光串扰，提高空间分辨率。

技术领域

本申请涉及CT成像技术领域，具体涉及一种光子计数多能谱CT成像装置及方法。

背景技术

现有CT探测器包括半导体探测器和固态闪烁探测器(即积分型探测器)。目前国际主流的CT厂商基于半导体探测器已开始在光子计数领域进行布局。现有的光子计数X射线探测器主要基于半导体硅、碲化镉、碲锌镉等，尽管这些光子计数探测器具有优异的X射线探测性能，但是碲化镉和碲锌镉探测器存在的对于高通量X射线的不耐受和极化效应、读出电路复杂、价格高昂、以及镉金属会导致环保风险等问题都极大地限制了其应用。CT系统中采用的固态闪烁探测器包括闪烁晶体和光电转换器件，高能射线会被闪烁晶体转换为可见光信号，该可见光信号进一步被光电转换器件转换为闪烁脉冲信号，在该过程中，成像空间分辨率对于最终的成像质量具有重要影响，而目前的成像空间分辨率有待提高。以小动物光子计数多能谱CT成像为例，小动物CT需要单个光电转换器件尺寸尽量小以提高成像空间分辨率，现有探测器闪烁晶体与光电转换器件一对一耦合，单个闪烁晶体需要光屏蔽，即在单个晶体外部包裹一层防止光串扰的防反射材料。单个闪烁晶体无法切割至所需要的足够小的尺寸，而且包裹防反射材料后的单个像素的整体尺寸进一步增大，因此，探测器单个像素的尺寸不可能做到很小，影响了成像空间分辨率，无法用于小动物显微CT成像。

发明内容

本申请旨在提供一种光子计数多能谱CT成像装置及方法，以解决上述至少一个问题。

本申请提供的光子计数多能谱CT成像装置，包括：射线发生装置；面阵列探测器，所述面阵列探测器包括：片状闪烁晶体，其被配置为将射线转换为可见光；片状微通道板，其与所述片状闪烁晶体一对一耦合，其被配置为对所述片状闪烁晶体转化的所述可见光进行选择通过；光电倍增元件，其与所述片状微通道板耦合，以将经选择通过的可见光转化为闪烁脉冲信号；数据传输工控机，其被配置为与所述射线发生装置、所述面阵列探测器通信连接，以控制所述射线发生装置并接收所述面阵列探测器的探测数据；图像重建工控机，其被配置为与所述数据传输工控机通信连接以接收所述面阵列探测器的探测数据并进行图像重建。

根据本申请的一个实施例，所述片状闪烁晶体与所述片状微通道板准直器的厚度比介于1:3～1:5之间。

根据本申请的一个实施例，所述片状闪烁晶体与所述片状微通道板准直器之间设有硅脂，所述片状微通道板准直器与所述光电倍增元件之间设有硅脂。

根据本申请的一个实施例，所述片状微通道板准直器的厚度与微通道直径的比值介于8:1～10:1之间。

根据本申请的一个实施例，所述光子计数多能谱CT成像装置还包括多电压阈值数字化读出采集卡，其被配置为对所述闪烁脉冲信号进行数字化采集。

根据本申请的一个实施例，所述多电压阈值数字化读出采集卡被配置为对闪烁脉冲信号进行数字化采集并获取所述闪烁脉冲信号的幅值信息，按所述闪烁脉冲信号的幅值信息对应的能量区间对所述闪烁脉冲信号分类计数。