CN110987982A - 一种x-光高吸收率探测系统及图像成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种X‑光高吸收率探测系统及图像成像方法,探测系统包括光源、荧光层、第一可见光传感器、第二可见光传感器、第一图像采集装置、第二图像采集装置及处理器,光源向荧光层方向发出X光,X光转可见光材料在X光子激发下产生向第一可见光传感器移动的第一可见光子及向第二可见光传感器移动的第二可见光子;第一图像采集装置用于基于第一可见光传感器采集的第一可见光子信号得到第一图像信号,第二图像采集装置基于第二可见光传感器采集的第二可见光子信号得到第二图像信号;处理器对两种图像信号进行加法运算得到X光图像信号。本发明提供的探测系统可提高X‑光的吸收,提高探测系统的灵敏度和DQE,进而降低X‑射线的使用剂量。
Description
技术领域
本发明涉及X-射线探测器成像领域,尤其涉及一种X-光高吸收率探测系统及图像成像方法。
背景技术
现有技术中,X-射线平板探测系统成像系统中X-光的吸收效率对成像的质量起着决定性作用,是否能在低剂量下还能取得符合应用需求质量的图像是判断X-光成像系统技术的基础,也是最近在X-光成像领域一直被研究的方向。现有X-射线平板探测系统,灵敏度不高,X-射线的吸收率低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种X-光高吸收率探测系统及图像成像方法,以实现X光高效率的吸收,所述技术方案如下:
本发明提供一种X-光高吸收率探测系统,其包括光源、荧光层、设置在所述荧光层上表面的第一可见光传感器、设置在所述荧光层下表面的第二可见光传感器、与所述第一可见光传感器连接的第一图像采集装置、与所述第二可见光传感器连接的第二图像采集装置及与所述第一图像采集装置和第二图像采集装置均电连接的处理器,所述光源用于向荧光层方向发出X光,所述X光穿过所述第一可见光传感器后到达荧光层,所述荧光层包括X光转可见光材料,所述X光转可见光材料在X-光子激发下产生向所述第一可见光传感器移动的第一可见光子以及向所述第二可见光传感器移动的第二可见光子;
所述第一图像采集装置用于基于所述第一可见光传感器采集的第一可见光子信号得到第一图像信号;所述第二图像采集装置用于基于所述第二可见光传感器采集的第二可见光子信号得到第二图像信号;所述处理器用于对第一图像信号和第二图像信号进行加法运算,得到X光图像信号。
进一步地,所述X光转可见光材料为CsI或其他闪烁体。
进一步地,所述荧光层的侧边设置有封装层,所述封装层包括X荧光的封装材料组成。
进一步地,所述封装材料的材质为铝薄膜和热熔胶。
进一步地,所述X-光高吸收率探测系统还包括与处理器连接的显示组件。
进一步地,所述处理器包括加法运算模块和数据转换模块,所述加法运算模块用于第一图像信号与第二图像信号进行CCD感光电荷数的加法运算,得到用于X光图像,并输出所述X光图像的电信号;所述数据转换模块用于将电信号转换为显示组件能够显示的数据格式。
本发明还提供一种X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,其包括如下步骤:
S1、利用光源向荧光层方向发出X光,所述荧光层的X光转可见光材料在X-光子激发下产生向上移动的第一光子以及向下移动的第二光子;
S2、利用第一光传感器采集第一光子信号,利用第二光传感器采集第二光子信号;
S3、利用第一图像采集装置基于第一光传感器采集的第一光子信号得到第一图像信号;利用第二图像采集装置基于第二光传感器采集的第二光子信号得到第二图像信号;
S4、利用处理器对步骤S3中的所述第一图像信号与所述第二图像信号进行图像加法运算,合成得到X光图像信号。
进一步地,在步骤S1中,所述第一光传感器为第一可见光传感器,所述第二光传感器为第二可见光传感器;所述第一可见光传感器设置在荧光层的上表面,所述第二可见光传感器设置在荧光层的下表面,所述X光穿过所述第一可见光传感器后到达荧光层。
进一步地,所述第一图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述第二图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述图像加法运算包括CCD感光电荷数的加法运算。
进一步地,所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法由所述的X-光高吸收率探测系统执行。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下:
a.本发明提供的X-光高吸收率探测系统,可提高X-光的吸收,提高探测系统的灵敏度,同时可以提高探测系统的量子探测效率,进而降低临床X-射线的使用剂量;
b.本发明提供的所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,通过加法运算可得到用于诊断的X光图像信号,实现X光高效率的吸收。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的X-光高吸收率探测系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法的流程示意图。
其中,附图标记包括:1-光源,2-荧光层,3-第一可见光传感器,4-第二可见光传感器,5-第一图像采集装置,6-第二图像采集装置,7-处理器,8-封装层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明提供一种X-光高吸收率探测系统,参见图1,其包括光源1、荧光层2、设置在所述荧光层2上表面的第一可见光传感器3、设置在所述荧光层2下表面的第二可见光传感器4、与所述第一可见光传感器3连接的第一图像采集装置5、与所述第二可见光传感器4连接的第二图像采集装置6及与所述第一图像采集装置5和第二图像采集装置6均电连接的处理器7。
本发明提供X-光高吸收率探测系统输出X光图像的具体实施方式如下:所述光源1用于向荧光层2方向发出X光,所述X光穿过所述第一可见光传感器3后到达荧光层2,所述荧光层2包括X光转可见光材料,所述X光转可见光材料为CsI(碘化铯)或其他闪烁体,闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料,X光转可见光材料是能够在市场上直接采购的,所述X光转可见光材料在X-光子激发下产生向所述第一可见光传感器3移动的第一可见光子以及向所述第二可见光传感器4移动的第二可见光子,所述第一可见光子和第二可见光子移动方向参见图1中荧光层2中箭头所指方向,所述第一可见光子被第一可见光传感器3吸收,所述第二可见光子被第二可见光传感器4吸收,使得可见光子均被吸收,大大提高X-光的吸收效率。
所述第一图像采集装置5用于基于所述第一可见光传感器3采集的第一可见光子信号得到第一图像信号,所述第二图像采集装置6用于基于所述第二可见光传感器4采集的第二可见光子信号得到第二图像信号,所述处理器7用于对第一图像信号和第二图像信号进行加法运算,得到用于诊断的X光图像信号。
进一步地,所述X-光高吸收率探测系统还包括与处理器7连接的显示组件。所述处理器7包括加法运算模块和数据转换模块,所述加法运算模块用于第一图像信号与第二图像信号进行CCD感光电荷数的加法运算,得到用于X光图像,并输出所述X光图像的电信号;所述数据转换模块用于将电信号转换为显示组件能够显示的数据格式。
所述荧光层2的侧边设置有封装层8,且所述封装层8设置在第一可见光传感器3和第二可见光传感器4之间,所述封装层8用于包覆荧光层,所述封装层8包括X荧光的封装材料,所述封装材料的材质为铝薄膜和热熔胶,封装材料是能够在市场上直接采购的。
本发明提供的X-光高吸收率探测系统的主要工作原理如下:X光投射过所述第一可见光传感器3后到达荧光层2,X光转可见光材料受X-光子的激发,产生可见光子,一部分光子向下移动被第二可见光传感器4吸收,另外一部分光子向上移动被第一可见光传感器3吸收,极大提高X-光的吸收效率,所述第一可见光传感器3和第二可见光传感器4均吸收可见光子,所述第一图像采集装置5和第二图像采集装置6均采集成像,经过处理器进行图像处理合并成一张图像,可以提高DQE(量子探测效率),进而提高X-光的吸收效率,降低临床X-射线的使用剂量。
本发明提供的X-光高吸收率探测系统可以提高X-光转换吸收效率,在实际使用中利用此技术可以降低X射线的使用剂量并可以得到相同的质量的图像,也就等同于在相同X射线剂量条件下,可以提高X-光探测器的DQE(量子转换效率),在X射线低剂量下即可得到符合临床使用的图像。
本发明还提供一种X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,参加图2,其包括如下步骤:
S1、利用光源向荧光层方向发出X光,所述荧光层的X光转可见光材料在X-光子激发下产生向上移动的第一光子以及向下移动的第二光子;
S2、利用第一光传感器采集第一光子信号,利用第二光传感器采集第二光子信号,优选地,所述第一光传感器为第一可见光传感器,所述第二光传感器为第二可见光传感器;所述第一可见光传感器设置在荧光层的上表面,所述第二可见光传感器设置在荧光层的下表面,所述X光穿过所述第一可见光传感器后到达荧光层;
S3、利用第一图像采集装置基于第一光传感器采集的第一光子信号得到第一图像信号,利用第二图像采集装置基于第二光传感器采集的第二光子信号得到第二图像信号;
S4、利用处理器对步骤S3中的所述第一图像信号与所述第二图像信号进行图像加法运算,合成得到X光图像信号,具体地,所述第一图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述第二图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述图像加法运算包括CCD感光电荷数的加法运算,即将第一图像信号中每个像素位置的CCD感光电荷数与第二图像信号中对应像素位置的CCD感光电荷数进行加法运算得到对应像素位置的CCD感光电荷数的和值,根据所述对应像素位置的CCD感光电荷数的和值得到用于诊断的X光图像信号。
本发明提供的所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法由所述的X-光高吸收率探测系统执行。
本发明提供的所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,通过加法运算可得到用于诊断的X光图像信号,可提高X-光的吸收率,降低X射线的使用剂量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种X-光高吸收率探测系统,其特征在于,包括光源(1)、荧光层(2)、设置在所述荧光层(2)上表面的第一可见光传感器(3)、设置在所述荧光层(2)下表面的第二可见光传感器(4)、与所述第一可见光传感器(3)连接的第一图像采集装置(5)、与所述第二可见光传感器(4)连接的第二图像采集装置(6)及与所述第一图像采集装置(5)和第二图像采集装置(6)均电连接的处理器(7),
所述光源(1)用于向荧光层(2)方向发出X光,所述X光穿过所述第一可见光传感器(3)后到达荧光层(2),所述荧光层(2)包括X光转可见光材料,所述X光转可见光材料在X-光子激发下产生向所述第一可见光传感器(3)移动的第一可见光子以及向所述第二可见光传感器(4)移动的第二可见光子;
所述第一图像采集装置(5)用于基于所述第一可见光传感器(3)采集的第一可见光子信号得到第一图像信号;
所述第二图像采集装置(6)用于基于所述第二可见光传感器(4)采集的第二可见光子信号得到第二图像信号;
所述处理器(7)用于对第一图像信号和第二图像信号进行加法运算,得到X光图像信号。
2.根据权利要求1所述的X-光高吸收率探测系统,其特征在于,所述X光转可见光材料为CsI或其他闪烁体。
3.根据权利要求1所述的X-光高吸收率探测系统,其特征在于,所述荧光层(2)的侧边设置有封装层(8),所述封装层(8)包括X荧光的封装材料组成。
4.根据权利要求1所述的X-光高吸收率探测系统,其特征在于,所述封装材料的材质为铝薄膜和热熔胶。
5.根据权利要求1所述的X-光高吸收率探测系统,其特征在于,所述X-光高吸收率探测系统还包括与处理器(7)连接的显示组件。
6.根据权利要求5所述的X-光高吸收率探测系统,其特征在于,所述处理器(7)包括加法运算模块和数据转换模块,
所述加法运算模块用于第一图像信号与第二图像信号进行CCD感光电荷数的加法运算,得到用于X光图像,并输出所述X光图像的电信号;
所述数据转换模块用于将电信号转换为显示组件能够显示的数据格式。
7.一种X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、利用光源向荧光层方向发出X光,所述荧光层的X光转可见光材料在X-光子激发下产生向上移动的第一光子以及向下移动的第二光子;
S2、利用第一光传感器采集第一光子信号,利用第二光传感器采集第二光子信号;
S3、利用第一图像采集装置基于第一光传感器采集的第一光子信号得到第一图像信号;利用第二图像采集装置基于第二光传感器采集的第二光子信号得到第二图像信号;
S4、利用处理器对步骤S3中的所述第一图像信号与所述第二图像信号进行图像加法运算,合成得到X光图像信号。
8.根据权利要求7所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,其特征在于,在步骤S1中,所述第一光传感器为第一可见光传感器,所述第二光传感器为第二可见光传感器;所述第一可见光传感器设置在荧光层的上表面,所述第二可见光传感器设置在荧光层的下表面,所述X光穿过所述第一可见光传感器后到达荧光层。
9.根据权利要求7所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,其特征在于,所述第一图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述第二图像信号包括各个像素位置的CCD感光电荷数,所述图像加法运算包括CCD感光电荷数的加法运算。
10.根据权利要求7所述的X-光高吸收率探测系统的图像成像方法,其特征在于,由权利要求1-6中任意一项所述的X-光高吸收率探测系统执行。
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