CN104320595A - 平板探测器的使用方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种平板探测器的使用方法和控制装置,所述使用方法包括:计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。通过所述使用方法和控制装置可以提高平板探测器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及探测器技术领域,尤其涉及一种平板探测器的使用方法和控制装置。
背景技术
平板探测器(Flat Panel Detector,FPD)是由精密电子元器件构成的成像探测设备,能够通过面阵探测器,将放射线透照物体后生成的图像信号转换成易于存储和处理,并且符合一定标准的数字图像。
在平板探测器的使用过程中,随着接受剂量的增加,会出现老化,性能变差等现象。由于平板探测器的价格非常昂贵,因此如何提高平板探测器的寿命,在降低成本方面就显得非常重要。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何提高平板探测器的使用寿命。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种平板探测器的使用方法,包括:计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
可选的,所述计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积包括:根据第k次照射确定的射野、照射源到所述平板探测器的距离以及照射源到被照射物的距离,计算本次照射在所述平板探测器上的使用面积。
可选的,根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围包括:检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量;选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置;根据所述射野的中心在平板探测器上的位置以及所述使用面积,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
可选的,通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差;其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量;所述i,j均为正整数。
可选的,所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量,通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算;其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益。
可选的,检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量之前,还包括:根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
为了解决上述的技术问题,本发明实施例还公开了一种平板探测器的控制装置,包括:计算单元,用于计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;判定单元,用于根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
可选的,所述计算单元根据第k次照射确定的射野、照射源到所述平板探测器的距离以及照射源到被照射物的距离,计算本次照射在所述平板探测器上的使用面积。
可选的,所述判定单元包括:检测子单元,用于检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量;选取子单元,用于选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置;划定子单元,用于根据所述射野的中心在平板探测器上的位置以及所述使用面积,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
可选的,所述检测子单元包括:第一计算模块,用于通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差;其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量;所述i,j均为正整数。
可选的,所述检测子单元还包括:第二计算模块,用于通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益。
可选的,所述判定单元还包括:确定子单元,用于根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
由于平板探测器的使用寿命与其所接受的累计剂量照射有直接关系,因此通过计算平板探测器的有效面积上各探测单元各自所接受累计剂量,确定本次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器有效面积上所接受的累计剂量得到最大程度的平均化,从而达到延长平板探测器寿命的目的。
进一步的,即时判断使用面积的分布区域与探测器有效面积分布区域边缘的距离,从而确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围,使使用面积分布区域的边缘和探测器有效面积分布区域边缘的距离变远,减少了探测器边缘电子器件受到散射射线损伤的可能性,延长了平板探测器的寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中一种平板探测器的使用方法的流程图;
图2是本发明实施例中照射源、被探测物以及平板探测器的位置示意图;
图3是本发明实施例中确定平板探测器的有效面积上经第k次照射后累计所接受的剂量的方法的流程图;
图4是本发明实施例中一种平板探测器的探测装置的结构示意图。
具体实施方式
在平板探测器的使用过程中,随着接受剂量的增加,会出现老化,性能变差等现象。例如平板探测器上探测单元的过度使用会造成坏点增多,影响成像质量。由于平板探测器的价格非常昂贵,因此如何提高平板探测器的寿命,在降低成本方面就显得非常重要。
为解决现有技术中存在的上述问题,本发明实施例公开了一种平板探测器的使用方法。经发明人研究发现,平板探测器的使用寿命与其所接受的累计剂量照射有直接关系,因此本发明实施例通过计算平板探测器的有效面积上各探测单元各自所接受累计剂量,确定本次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器有效面积上所接受的累计剂量得到最大程度的平均化,从而达到延长平板探测器寿命的目的。
本发明实施例提供了一种平板探测器的使用方法。参照图1,以下通过具体步骤对本发明实施例进行详细说明。
步骤S101,计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积。
上述使用面积为当前射野在所述平板探测器上所覆盖的面积,即平板探测器的辐照面积。所述射野是在被照射物表面划定的范围。在实际应用中,可以根据计划CT,如治疗或定位的需要,首先通过模拟机,或CT定位机等在被照射物的表面划定一个范围,作为标定的射野范围,然后按照所述标定的射野范围,根据照射源到平板探测器的距离和照射源到次级准直器的距离,计算出次级准直器应该移动的位置,从而在照射源发出辐射时,在被照射物上得到实际需要的射野面积。
如图2所示,由于射野面积、使用面积、照射源1到被照射物2的距离以及照射源1到所述平板探测器3的距离成比例关系,因此在具体实施中,可以根据本次照射(如定义为第k次照射)确定的射野面积、照射源1到所述平板探测器3的距离以及照射源1到被照射物2的距离,计算得到本次照射在所述平板探测器上的使用面积,即使用面积=(照射源到所述平板探测器的距离/照射源到被照射物的距离)*射野面积。
步骤S102,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
所述的有效面积为所述平板探测器除去边缘支撑物和电子线路外,通过接受辐射照射,能够有效成像的面积。
在具体实施中,可以根据预估的所述平板探测器的有效面积上经第k次照射后各探测单元各自累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定所述的分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
在具体实施中,如图3所示,确定所述预估的所述平板探测器的有效面积上经第k次照射后探测单元累计所接受的剂量的方法可以包括:
步骤S201,检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量。
上述的探测单元可以是所述平板探测器上的一个成像像素点。所述射野的中心为所述射野的中心位置。当所述射野为规则野时,所述射野的中心可以是规则野几何图形的几何中心;当所述射野为非规则野时,可以将所述非规则野最长对角线的中点作为所述射野的中心。
在执行上述的步骤S201时,可以模拟将所述射野中心在平板探测器上的位置按照所述探测单元进行移动,逐个检测当所述射野中心落在所述各探测单元时,所述平板探测器有效面积上各探测单元各自所接受的累计剂量。
例如,当所述平板探测器的有效面积包括500×500个探测单元,则检测当射野的中心落在这250000个探测单元的每种情况下,所述平板探测器经第k次照射后探测单元累计所接受的剂量为250000个探测单元分别所接受的累积剂量。
在具体实施中,为了防止所述平板探测器的边缘电子器件受到辐射光线的散射射线损伤,从而影响所述平板探测器的使用寿命,也为了减少执行所述步骤S201的时间,可以根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
当射野为规则野时,以矩形射野为例,设所述平板探测器有效面积的行向长度为r1,列向长度为c1,使用面积在行向的长度为r2,在列向的长度为c2,则射野中心在平板探测器上的位置在行向的可移动范围为(r2/2,r1-r2/2),在列向的可移动范围为(c2/2,c1-c2/2)。当射野为非规则野时,则射野中心在平板探测器上的位置变化以使得使用面积不超出所述平板探测器的有效面积为准。
步骤S202,选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置。
将通过所述步骤S201检测得到的当射野中心位于不同位置时,所述平板探测器各探测单元所接受的累计剂量值与探测器有效面积上累计剂量的平均值进行大小比较,建立平板探测器移动的目标函数,选取目标函数的最优解,即为射野中心所在的探测单元。
在具体实施中,可以通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差,以判断在当前射野中心的位置下,所述平板探测器的有效面积上所接受累计剂量的平均化程度。
其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的某一个探测单元(i,j)在经过第k次照射成像后总共接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量,即计算平板探测器所接受的累积剂量的总和后再除以探测单元的数量;所述i,j均为正整数。
因此,通过计算即可得到在所述平板探测器上的累计剂量最平均时,所述射野中心的位置。
在上述的具体实施中,所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量,可以通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算。
其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量,可以预先存储在存储装置中;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益,是由探测器的特性决定的,设有好几档位,在具体使用的过程中,可能会使用不同档位。
在具体实施中,可以根据过去成像时探测单元相应位置的灰度值估计,或设为预设的常数。
探测单元(i,j)在第k次成像后所接受的剂量TDk(i,j)可以通过上述公式TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk进行计算的技术原理是:在所述平板探测器增益一定的情况下,探测单元,即成像像素点的灰度值I与所述探测单元接收的剂量近似成正比关系,而在探测单元接收的剂量一定的情况下,探测单元的灰度值I与所述平板探测器的增益G近似成反比关系,所以,探测单元在某次成像中接收的剂量可以近似地用I/G来表示,即公式TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk中的I(i,j)k/Gk。
步骤S203,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
根据所述步骤S202确定的射野的中心,可以确定所述分布范围的位置,而根据所述使用面积的大小,可以确定所述分布范围的面积大小,从而确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
在划定了使用面积的分布范围后,就可以控制所述平板探测器移动,使所述平板探测器上的实际使用面积与所述分布范围吻合。还可以在所述平板探测器的边缘位置添加敏感单元,根据使用面积分布即时判断与探测器边缘的距离,如果在实际使用中,发现使用面积的边缘与探测器边缘的距离仍然很近,则发出平板探测器边缘电子器件可能受到散射射线损伤的警示,以后续再相应调整平板探测器的位置。
本发明实施例的一种平板探测器的使用方法,通过移动平板探测器的位置使得探测器的使用面积在探测器的有效面积内得到均匀分布,从而减少了探测器探测单元累积剂量,达到延长平板探测器寿命的目的。
为了解决上述的技术问题,本发明实施例还公开了一种平板探测器的控制装置,如图4所示,包括:计算单元30,用于计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;判定单元31,用于根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
在具体实施中,所述计算单元30可以根据第k次照射确定的射野、照射源到所述平板探测器的距离以及照射源到被照射物的距离,计算本次照射在所述平板探测器上的使用面积。
在具体实施中,所述判定单元31可以包括:
检测子单元311,用于检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量;
选取子单元312,用于选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置;
划定子单元313,用于根据所述射野的中心在平板探测器上的位置以及所述使用面积,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
在具体实施中,所述检测子单元311可以包括:
第一计算模块,用于通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差;
其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量;所述i,j均为正整数。
在具体实施中,所述检测子单元311还可以包括:
第二计算模块,用于通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;
其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益。
在具体实施中,所述判定单元31还可以包括:
确定子单元314,用于根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种平板探测器的使用方法,其特征在于,包括:
计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;
根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
2.如权利要求1所述的平板探测器的使用方法,其特征在于,所述计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积包括:
根据第k次照射确定的射野、照射源到所述平板探测器的距离以及照射源到被照射物的距离,计算本次照射在所述平板探测器上的使用面积。
3.如权利要求1所述的平板探测器的使用方法,其特征在于,根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围包括:
检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量;
选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置;
根据所述射野的中心在平板探测器上的位置以及所述使用面积,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
4.如权利要求3所述的平板探测器的使用方法,其特征在于,
通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差;
其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量;所述i,j均为正整数。
5.如权利要求4所述的平板探测器的使用方法,其特征在于,所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量,通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算;
其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益。
6.如权利要求3所述的平板探测器的使用方法,其特征在于,检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量之前,还包括:
根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
7.一种平板探测器的控制装置,其特征在于,包括:
计算单元,用于计算第k次照射在所述平板探测器上的使用面积;
判定单元,用于根据预估的所述平板探测器有效面积上探测单元累计所接受的剂量以及所述使用面积,确定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围,使所述平板探测器的有效面积上所接受的累积剂量均匀。
8.如权利要求7所述的平板探测器的控制装置,其特征在于,所述计算单元根据第k次照射确定的射野、照射源到所述平板探测器的距离以及照射源到被照射物的距离,计算本次照射在所述平板探测器上的使用面积。
9.如权利要求7所述的平板探测器的控制装置,其特征在于,所述判定单元包括:
检测子单元,用于检测当所述射野的中心在所述平板探测器上的不同探测单元时,所述平板探测器的有效面积上探测单元累计所接受的剂量;
选取子单元,用于选取使所述平板探测器所接受的累计剂量最平均时射野中心所在的探测单元,作为所述射野的中心在平板探测器上的位置;
划定子单元,用于根据所述射野的中心在平板探测器上的位置以及所述使用面积,划定第k次照射的所述使用面积在所述平板探测器的有效面积上的位置分布范围。
10.如权利要求9所述的平板探测器的控制装置,其特征在于,所述检测子单元包括:
第一计算模块,用于通过公式依次计算所述射野的中心在每个探测单元上时,各探测单元所接受的累计剂量的均方差;
其中,所述TDk(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;所述为所述平板探测器各探测单元在第k次照射成像后所接受的平均累计剂量;所述i,j均为正整数。
11.如权利要求10所述的平板探测器的控制装置,其特征在于,所述检测子单元还包括:
第二计算模块,用于通过TDk-1(i,j)+I(i,j)k/Gk计算所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次照射成像后所接受的累积剂量;
其中,TDk-1(i,j)为所述平板探测器有效面积上的探测单元(i,j)在第k次成像前累积接受的剂量;I(i,j)k为第k次成像中所述探测单元(i,j)的预估成像灰度值;Gk为第k次成像中的平板探测器增益。
12.如权利要求9所述的平板探测器的控制装置,其特征在于,所述判定单元还包括:
确定子单元,用于根据所述平板探测器有效面积分布区域的边缘与所述使用面积的分布区域之间的距离,确定所述射野中心于所述平板探测器上的可选范围。
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