[发明专利]X射线扇面漂移检测器及相应的线扫描成像设备

说明书

本发明公开了一种X射线扇面漂移检测器及相应的线扫描成像设备。该X射线扇面漂移检测器包括数字信号处理模块及两个检测模块，每个检测模块分别与数字信号处理模块连接，并同时被X射线扇面照射；每个检测模块用于接受X射线扇面照射，产生与X射线强度成正比的信号数字量；数字信号处理模块用于根据两个检测模块输出的信号数字量之差，判断X射线扇面的物理位置是否存在漂移。本检测器的输出结果既可以直接反映线阵探测器安装位置与X射线扇面的对正情况，也可以用于建立漂移方向和程度与线阵探测器输出信号变化程度之间的对应关系，并据此准确修正因X射线扇面的物理位置漂移导致的图像质量下降。

技术领域

本发明涉及一种X射线扇面漂移检测器，同时也涉及包括该X射线扇面漂移检测器的线扫描成像设备，属于辐射检测技术领域。

背景技术

X射线管的焦斑漂移导致图像质量下降是现有X射线安检机等线扫描成像设备普遍存在的问题。而且，对其工作机理的研究表明，焦斑漂移是现有X射线管固有的物理现象。在各种安检场合普遍存在被检物品连续不断、X射线管长时间持续出束、线阵探测器没有机会及时校正信号的情况下，线阵探测器的信号逐渐发生变化是不可避免的。

为此，在美国模拟技术有限公司(ANALOGIC CORPORATION)提交的PCT国际申请(PCT/US95/14411)中，公开了一种用于CT设备的X射线管焦斑漂移补偿系统。该焦斑漂移补偿系统包含的可检测X射线扇面实际位移的线阵探测器(从探测器)，需要在现有线阵探测器(主探测器)使用的X射线扇面(主扇面)之外，额外使用另一个X射线扇面(从扇面)，为此需要准备另一套X射线准直器。这在通道式X射线安检机等线扫描成像设备中难以实现。另一方面，由于该焦斑漂移补偿系统原理所需，从探测器需由远多于2个的多个探测单元组成，其总宽度涵盖X射线扇面可能的漂移宽度，导致成本较高，而且从探测器的输出既不能直观地反映X射线扇面与线阵探测器的对正关系，也不能直接消除X射线扇面强度对X射线扇面位移测量值的干扰。

另外，如图1a和图1b所示，在现有通道式X射线安检机等线扫描成像设备中，X射线管焦点1发出的X射线锥束101被窄缝形的准直器2准直为很薄的X射线扇面。在线阵探测器3的位置，并且在宽度方向(即被检物品运动方向，如图1a箭头所示)上，X射线扇面4宽度通常和线阵探测器的宽度相当或略宽，而且X射线扇面4中心位置的射线强度最高，越靠近边缘位置X射线强度越低。因此，如图2c所示，当X射线扇面4的中心线401与线阵探测器3的中心线301对正时，线阵探测器3将工作于理想状态，有最大幅度的信号输出，从而能够得到最好的图像质量。但是，随着X射线管出束时间的延长，X射线管因阳极靶温度升高等原因，将发生“焦点漂移”现象，其发射焦点的空间位置出现微小变化，在准直器和线阵探测器固定不动的情况下，X射线扇面的物理位置将随着X射线管焦点的漂移而漂移，在宽度方向上，X射线扇面中心线401将逐渐偏离线阵探测器3的中心线301，线阵探测器3的输出信号幅度将降低，图像质量将随之下降，将出现图像背景不均匀、各像素灰度不准确等问题。例如，如图2b所示，当X射线管焦点向右轻微漂移时，X射线扇面4的物理位置将随之轻微向左漂移，从而导致线阵探测器3的输出信号幅度轻微降低；如图2a所示，当X射线管焦点向右漂移的程度加重，X射线扇面4物理位置向左漂移的程度更为明显，线阵探测器3的输出信号幅度显著降低。类似地，图2d和图2e所示为X射线管焦点向左漂移(X射线扇面4物理位置向右漂移)所致线阵探测器3输出信号幅度降低的情形。

因此，为了得到更好的图像质量，通道式X射线安检机等线扫描成像设备在安装调试阶段需要细致地调整线阵探测器或X射线扇面的左右位置，使二者的中心线准确对正。目前，操作人员只能通过观察线阵探测器输出信号(或其信噪比曲线)的幅度来间接地推断线阵探测器和X射线扇面物理位置的对正关系，准确度不高。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种X射线扇面漂移检测器。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述X射线扇面漂移检测器的线扫描成像设备。