CN113359176B - X射线照影方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种X射线照影方法及其系统，该X射线照影方法包含多个步骤：(a)执行一第一物体照影，通过检测穿过一第一物体的一X射线，获得一第一物体强度信号；(b)执行一基准照影，通过检测该第一物体不在一照影范围时该X射线，获得一基准强度信号；以及(c)由该第一物体强度信号、该基准强度信号及该第一物体的一第一衰减系数进行运算，获得该第一物体的一第一厚度。

Description

X射线照影方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种X射线照影方法及系统，特别是利用X射线测量物体厚度、质量、以及吸收剂量的方法及系统。
背景技术
一般而言，现行用于X光影像对于物体进行辐射剂量测量时，皆须使用特定的剂量测量仪器，如：游离腔、比例检测器等高价设备，此等设备价格昂贵，若于二维影像或电脑断层影像上配备这样的剂量测量设备则会增加材料成本。
此外，若采用热发光剂量器(Thermo Luminescent Dosimeter，TLD)进行测量，则可能因为其原理限制无法获得即时剂量。另外，亦有其他估算辐射剂量的方式，例如应用蒙地卡罗模拟，但使用蒙地卡罗进行模拟以计算剂量与物体体厚的方式，须使用高阶电脑进行运算，其运算相当耗时。
发明内容
为了解决上述的问题，本公开内容的一态样提供了一种X射线照影方法，包含多个步骤：(a)执行一第一物体照影，通过检测穿过一第一物体的一X射线，获得一第一物体强度信号；(b)执行一基准照影，通过检测该第一物体不在一照影范围时该X射线，获得一基准强度信号；以及(c)由该第一物体强度信号、该基准强度信号及该第一物体的一第一衰减系数进行运算，获得该第一物体的一第一厚度。
本发明的又一态样是提供一种X射线照影方法，包含多个步骤：(a)执行一第一物体照影，通过检测穿过一第一物体的一X射线，获得一第一物体强度信号；(b)执行一基准照影，通过检测该第一物体不在一照影范围中时该X射线，获得一基准强度信号；以及(c)执行一第二物体照影，通过检测穿过一第二物体的该X射线，获得一第二物体强度信号；(d)由该第一物体强度信号与该第二物体强度信号进行运算，获得一样本强度信号，其中该第一物体是一载台，该第二物体包含一样本及该载台；以及(e)由该样本强度信号、该基准强度信号及一样本衰减系数进行运算，获得一样本厚度。
本发明的再一态样是提供一种X射线照影系统，包含一X射线源、一检测器以及一处理器。X射线源配置于产生一X射线。检测器配置于检测该X射线。处理器，耦接于该检测器，该处理器配置于执行X射线照影方法。
本发明所示的X射线照影系统及估算物体信息的方法，通过检测器上的信号数值进行物体体厚运算以及辐射剂量计算，通过此运算能够直接从影像上得知物体厚度以及物体内所吸收的辐射剂量，此技术可以应用至即时提供当下X射线源给予的剂量率、累积剂量以及物体所吸收的平均剂量，于实际应用中操作者能够通过X光拍摄的当下得知物体体厚且无须另外加装昂贵的辐射检测器即可得知目前辐射剂量率以及物体所吸收的平均剂量。
附图说明
图1是依照本发明一实施例示出X射线照影方法的流程图。
图2是依照本发明一实施例X射线照影方法的流程图。
图3A～图3C是依照本发明一实施例示出X射线照影系统的示意图。
图4是依照本发明一实施例示出X射线能量-光子数的示意图。
图5是依照本发明一实施例示出厚度特征曲线的示意图。
图6是依照本发明一实施例示出应用X射线运算物体厚度的方法的流程图。
图7是依照本发明一实施例示出衰减系数的示意图。
图8是依照本发明一实施例示出样本吸收系数的示意图。
图9是依照本发明一实施例示出计算样本吸收剂量方法的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、200：X射线照影方法
110～130、210～220、620～640、910～950：步骤
x：样本厚度
k：像素
OBJ：样本
DT：检测器
SRX：射线源
PC：处理器
IMG：二维投影影像
TB：载台
GRY：灰阶区块
600：应用X射线估计物体厚度的方法
900：计算样本吸收剂量方法
具体实施方式
以下说明是为完成发明的较佳实现方式，其目的在于描述本发明的基本精神，但并不用以限定本发明。实际的发明内容必须参考的后的权利要求范围。
必须了解的是，使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件以及/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件、组件，或以上的任意组合。
于权利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的元件，并非用来表示的间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个元件先于另一个元件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的元件。
请一并参照图1、图2、图3A～图3C，图1是依照本发明一实施例示出X射线照影方法100的流程图。图2是依照本发明一实施例示出X射线照影方法200的流程图。图3A～图3C是依照本发明一实施例示出X射线照影系统的示意图。
请先参阅图3A，于图3A中，X射线照影系统至少包含X射线源SR、检测器DT及处理器PC。
于一实施例中，X射线源SR用以产生X射线。
于一实施例中，检测器DT对应配置于X射线源SR发射出X射线方向，用以检测穿过介质(如气体、固体、液体)的X射线。
于一实施例中，处理器PC用以进行运算，处理器PC亦可为微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数位信号处理器(digital signalprocessor)、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)或逻辑电路实现，但并不限于此。
以下通过图1，叙述X射线照影方法100的流程。
于步骤110中，X射线源SR执行物体照影，检测器DT通过检测穿过物体的X射线，以获得物体强度信号。
于一实施例中，X射线源SR执行物体照影时，检测器DT接收到X射线，产生物体强度信号，并将物体强度信号传送到处理器PC，物体强度信号可为X光影像，X光影像可由二维投影影像IMG的方式呈现。
于一实施例中，处理器PC耦接于检测器DT，用以接收由检测器DT产生的物体强度信号，此物体强度信号与检测到的X射线相关。
于步骤120中，X射线源SR执行基准照影，检测器DT通过检测物体不在照影范围时的X射线，获得基准强度信号。
于步骤130中，处理器PC基于物体强度信号和基准强度信号，估计物体的厚度。
于一实施例中，图1所述的物体可以为载台。于另一实施例中，图1所述的物体可以为载台及样本的组合(换言的，载台上放置样本的组合视为图1中所述的物体)。于一实施例中，步骤120所述的物体不在照影范围内，代表照影范围内没有放置载台及样本，X射线直接打到检测器DT上的空拍情况，为基准照影。
以下详细叙述空拍情况(下称物体不在照影范围)、物体为载台TB(下称第一物体)、物体为载台TB及样本OBJ的组合(下称第二物体)此三种类型的照影情形。然，本发明对于第一物体及第二物体的定义并不限于此。
于步骤210中，X射线源SR执行基准照影，检测器DT通过检测第一物体不在一照影范围时的X射线，获得基准强度信号。
于一实施例中，如图3A所示，照影范围内不放任何物体，检测器DT检测物体不在照影范围中时检测X射线，如检测器DT上没有放置载台TB也没有放置样本，并由X射线照影系统进行基准照影(baseline imaging)程序，获得基准强度信号(baseline intensitysignal)。基准强度信号亦称为空拍影像(blank image)。X射线光子数在X射线源能量范围内分布状况称为X光能谱(如图4)，可通过已知查找表，测量或计算得到X光能谱。检测器DT获得的基准强度信号本身是数值，为X光能谱下检测器DT收到的X射线总和。
于步骤212中，将第一物体(如载台TB)进入照影范围，如第3B图所示，X射线源SR执行第一物体照影，检测器DT通过检测穿过第一物体的X射线，以获得第一物体强度信号。
更具体而言，X射线源SR提供X射线，并针对第一物体进行照影。然后由检测器DT检测到第一物体强度信号(object intensity signal)，将此第一物体强度信号传给处理器PC。
于步骤214中，如图3C所示，将第二物体(如载台TB及样本OBJ的组合)进入照影范围，X射线源SR执行第二物体照影，检测器DT通过检测穿过第二物体的X射线，获得第二物体强度信号。
更具体而言，将样本OBJ设置于载台TB上，X射线源SR提供X射线束，并针对载台TB及样本OBJ进行照影。然后由检测器DT检测并获得第二物体强度信号，将此第二物体强度信号传给处理器PC。其中，第一物体强度信号与第二物体强度信号为X射线光子信号，如图3C的二维投影影像IMG的方式呈现，二维投影影像IMG中的灰阶区块GRY代表穿过第二物体的X射线区块。
于一实施例中，例如检测器DT的像素k接收到最低量的X射线，代表像素k对应到样本OBJ的体厚最厚的位置。
上述的步骤210～214无先后顺序的限制。于一实施例中，检测器DT接收到X射线的区域称为照影范围。
于步骤220中，处理器PC将第一物体强度信号与第二物体强度信号运算后得到样本强度信号，并依据样本厚度特征曲线，以取得对应样本强度信号的样本厚度x。于一实施例中，处理器PC将第一物体强度信号与第二物体强度信号相减后得到样本强度信号。
于一实施例中，处理器PC根据基准强度信号、X光能谱、样本的衰减系数得出样本厚度特征曲线。
于一实施例中，厚度特征曲线包含样本厚度特征曲线、第一厚度特征曲线、第二厚度特征曲线皆可以由下述函式(1)比尔定律(Beer-Lambert Law)计算而得。
于一实施例中，基于基准强度信号、X光能谱及衰减系数运算而获得厚度特征曲线。其中，运算包含离散(discrete)后各自相乘所得结果，再将各结果加总的运算。
于一实施例中，某一造影参数(包含X射线源能量与X射线源管电流，或可加上不同种类的滤片…等)于不放置任何物体时先空拍一张二维投影影像，尔后放上任一已知材质的物体，已知材质例如：水、实验动物、压克力…等，使用相同造影参数进行二维投影影像的物体(下述的物体可以是指第一物体或第二物体)拍摄，并由检测器DT上获得二维投影影像信号，通过下列函式(1)计算，可由检测器DT上的信号强度值推算所放置物体厚度的关系式。
Figure BDA0002402837120000061
其中，符号
Figure BDA0002402837120000062
代表取自基准强度信号任一像素的信号强度，为X射线源所输出X光能谱的特定能量i所对应的光子数量。符号μ代表为已知材质的物体的衰减系数(attenuation coefficient)，根据X光能量有不同的数值，此衰减系数可以为直线衰减系数(linear attenuation coefficient)。符号N1代表放置物体后，由检测器DT上所获得的信号强度。符号x代表像素位置的物体体厚。因此，通过从影像检测器DT获得的信号强度，处理器PC可通过厚度特征曲线转换为物体体厚信息。
更具体而言，上述函式(1)可以展开为函式(2)，图4是依照本发明一实施例示出X射线能量-光子数的示意图，处理器PC将X光能谱信息导入比尔定律(Beer's Law)。如图4所示，图4的横轴为X射线能量，纵轴为光子数，其中X光能谱信息会根据滤片材质、厚度以及X光球管最大管电压而有不同光子通量分布。如图4中实线代表X光球管最大管电压数值为50keV不附加滤片的能谱信息，虚线为最大管电压数值为50keV加上0.5mm铝滤片的能谱信息，处理器PC根据选择的参数包含X光球管能量、X光球管管电流或加装滤片的搭配，可由模拟、计算或实际测量的X光能谱推估像素的能谱分布。更具体而言，通过以下函式(2)，可得到如图5所示的物体厚度与物体强度信号的曲线(厚度特征曲线)。图5是依照本发明一实施例示出厚度特征曲线的示意图。
Figure BDA0002402837120000071
其中，符号μ代表为物体的衰减系数，根据X光能量有不同的数值。符号i代表X光能谱的特定能量(由1keV至X射线源设定的最大管电压数值)。符号x代表像素位置的物体体厚。
图5是依照本发明一实施例示出厚度特征曲线的示意图，图5中的实线为由函式(2)估算厚度特征曲线，图5的横轴为物体强度信号，纵轴为单位厚度(单位例如为公分)。因此，处理器PC从检测到的物体强度信号，可以通过厚度特征曲线换算得到物体厚度。通过函式(2)可以算出220步骤所述的物体厚度x。
请参阅图6，图6是依照本发明一实施例示出应用X射线运算物体厚度的方法600的流程图，图6中的步骤610、612、614分别与图2中的步骤210、212、214相同，因此不再赘述。
于一实施例中，处理器PC执行基于第一物体强度信号和基准强度信号，估计第一物体的第一厚度。更具体而言，于步骤620中，处理器PC根据基准强度信号的X光能谱及第一物体的第一衰减系数进行运算而获得第一厚度特征曲线，并且根据第一厚度特征曲线及物体强度信号估算第一物体的第一厚度。
于一实施例中，处理器PC执行基于第二物体强度信号和基准强度信号，估计第二物体的第二厚度。更具体而言，于步骤630中，处理器PC根据基准强度信号的X光能谱及第二物体的第二衰减系数进行运算而获得第二厚度特征曲线，并根据第二厚度特征曲线及第二物体强度信号运算获得第二物体的第二厚度。
于步骤640中，处理器PC将第二厚度减去第一厚度，以得到样本厚度x。其中，第一物体包含载台TB，第二物体包含样本OBJ及载台TB。
于一实施例中，在已知拍摄材料的物质(如样本OBJ)时，即可得知其密度od，且由上述函式获得样本OBJ的体厚x，再加上检测器DT上的像数所代表的样本大小(pixelsize)，可以通过以下函式(3)计算此拍摄样本的照影范围质量。
Wk ＝(psL*psW)*x*od (3)
Figure BDA0002402837120000081
其中，符号wk为像素k上方厚度x所代表的样本质量(weight)，单位为公斤或公克，符号psL为像素k所代表的样本长度(单位为cm或m)，符号psW为像素k所代表的样本宽度(单位为cm或m)，符号od为样本密度(density)，单位为kg/m3或g/cm3。将所有检测器DT上所有像素代表的样本质量相加后，如函式(4)，可得照影范围内所代表的样本质量。
基于上述步骤，处理器PC基于样本厚度x、样本的密度及样本在照影范围中所占的面积，以估计照影范围中的样本的质量。
举例而言，当处理器PC收到基准强度信号(空拍影像)之后，利用上述函式(1)导入X光能谱、样本的衰减系数(linear attenuation coefficient)及基准强度信号，得出样本厚度特征曲线。其中，衰减系数如图7所示，图7是依照本发明一实施例示出衰减系数的示意图，其横轴为X射线能量(keV)，纵轴为衰减系数(μ)。衰减系数的单位为cm-1。X射线照影系统通过上述步骤220的方法得到样本厚度特征曲线，并依据样本厚度特征曲线以取得对应样本强度信号的样本厚度x，将样本厚度x带入函式(3)与样本密度及影像上灰阶区块所代表的样本像素面积进行运算，可算出此像素面积代表的样本质量(样本像素面积x样本厚度x样本密度＝样本质量)，当有多个样本像素面积时，将所有样本质量相加，即为样本质量。
于一实施例中，X射线照影系统算出样本质量后，可进一步计算物体吸收剂量。下述以计算样本吸收剂量为例，然而当下述函式(5)、(6)所带入的数值为载床TB及/或样本OBJ的参数时，则会对应算出载床TB及/或样本OBJ的吸收剂量。
于一实施例中，可以由以下函式(5)～(6)计算出样本吸收光子数：
Figure BDA0002402837120000082
Figure BDA0002402837120000091
其中，
Figure BDA0002402837120000092
为X光能谱的特定能量i的X光穿过样本厚度x且被样本吸收后的剩余光子数，单位为光子数(count)。
Figure BDA0002402837120000093
为一像素(pixel)的基准强度信号，单位为光子数(count)，此像素例如为图3C中的像素k，i为X光能谱的特定能量，最大值为E单位(keV)。
Figure BDA0002402837120000094
为X光为穿过样本厚度x，于特定X光能量i该样本的吸收光子数。
Figure BDA0002402837120000095
为样本的吸收系数(absorption coefficient)，i为X光能谱的特定能量，其μen根据X光能量i有不同的数值。关于样本的吸收系数，请参阅图8，图8是依照本发明一实施例示出样本吸收系数的示意图。图8的横轴为X射线能量(keV)，纵轴为样本的吸收系数(μen)。据此，处理器PC可依据基准强度信号、样本的吸收系数及样本厚度运算得到被样本吸收后剩余光子数，将基准强度信号减去被样本吸收后剩余光子数，由此得知样本的吸收光子数。
于一实施例中，X射线照影系统计算样本强度信号的像素k(如第3C图所示)上方X光穿过样本厚度x，于此样本厚度x路径中将X光能谱的特定能量i的吸收光子数转换成吸收能量可以由函式(7)计算，再经由函式(8)可算出物体的平均吸收剂量Object Dose(单位：Gy,J/kG)：
Figure BDA0002402837120000096
Figure BDA0002402837120000097
其中，符号E为X光射源最大管电压。符号i为X光能谱的特定能量，最大值为E(单位：keV)。符号
Figure BDA0002402837120000098
为X光射源穿过样本厚度x，于X光能谱的特定能量i的吸收光子数。符号Object weight为检测器DT检测的样本质量，其单位为公斤。字串“detector pixelnumber”为第3A图中二维投影影像IMG中的灰阶区块GRY的像素数量。因此，处理器PC可依据样本的吸收光子数及X光能谱的能量范围求出样本厚度x对应的像素k的吸收能量，再计算检测器DT上所有像素上方样本厚度所吸收的能量相加后，除以样本质量即为样本的平均吸收剂量。
于一实施例中，请参阅图9，图9是依照本发明一实施例示出计算样本吸收剂量方法900的流程图。
于步骤910中，处理器PC接收基准强度信号。
于步骤920中，处理器PC根据样本厚度x以及样本吸收系数计算于X光能谱的特定能量i的X光穿过样本厚度x且被样本吸收后的剩余光子数。于一实施例中，处理器PC应用函式(3)以计算出于X光能谱的特定能量i的X光穿过样本厚度x且被样本吸收后的剩余光子数。
于步骤930中，处理器PC计算样本厚度x于X光能谱的特定能量i该样本的吸收光子数。于一实施例中，处理器PC应用函式(6)以计算出样本厚度x于X光能谱的特定能量i该样本的吸收光子数。
于步骤940中，处理器PC将X光能谱的特定能量i下的吸收光子数转换成吸收能量。于一实施例中，处理器PC应用函式(7)以计算出吸收能量。
于步骤950中，处理器PC将检测器DT上所有像素上方样本厚度所吸收的能量相加后，除以样本质量，以算出样本的平均吸收剂量。于一实施例中，处理器PC应用函式(8)以计算出样本的平均吸收剂量。
于一实施例中，X射线照影系统可通过方法900计算出X射线源SR发出的X射线剂量率，如样本模拟为辐射检测器(图未示)，辐射检测器的游离腔中例如充满空气，于函式(3)至(8)带入已知的游离腔厚度x及样本吸收系数(空气吸收系数)，据此获得辐射检测器的平均吸收剂量，即为X射线源SR发出的X射线剂量率。
本发明所示的X射线照影方法及系统，通过检测器上的信号数值进行物体体厚运算以及辐射剂量计算，通过此运算能够直接从影像上得知物体厚度、质量以及物体内所吸收的辐射剂量，此技术可以应用至即时提供当下X射线源给予的剂量率、累积剂量以及物体所吸收的平均剂量，于实际应用中操作者能够通过X光拍摄的当下得知物体体厚且无须另外加装昂贵的辐射检测器即可得知当下的X射线剂量率以及物体所吸收的平均剂量。
本发明的方法，或特定型态或其部分，可以以程序码的型态存在。程序码可以包含于实体媒体，如软盘、光盘、硬盘、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)存储媒体，亦或不限于外在形式的电脑程序产品，其中，当程序码被机器，如电脑载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序码也可以通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种X射线照影方法，包含多个步骤：
(a)执行一第一物体照影，通过检测穿过一第一物体的一X射线，获得一第一物体强度信号；
(b)执行一基准照影，通过检测该第一物体不在一照影范围时该X射线，获得一基准强度信号；以及
(c)由该第一物体强度信号、该基准强度信号及该第一物体的一第一衰减系数进行运算，获得该第一物体的一第一厚度，
其中，获得该第一厚度的步骤(c)包含：
(c-1)由该基准强度信号的一X光能谱及该第一衰减系数进行运算而获得一第一厚度特征曲线；以及
(c-2)由该第一厚度特征曲线及该第一物体强度信号进行运算，获得该第一厚度，
其中，该第一厚度特征曲线经由一函式获得，该函式包含：
Figure FDA0003779288370000011
其中，符号N1代表该第一物体强度信号，符号E为一X光射源的一最大管电压，符号μ代表为该第一衰减系数，符号i代表该X光能谱的一特定能量，符号x代表一像素位置的一物体体厚，符号Noi代表为X射线源所输出X光能谱的特定能量i所对应的光子数量。
2.如权利要求1所述的X射线照影方法，还包含多个步骤：
(d)执行一第二物体照影，通过检测穿过一第二物体的该X射线，获得一第二物体强度信号；以及
(e)由该第二物体强度信号、该基准强度信号及该第二物体的一第二衰减系数进行运算，获得该第二物体的一第二厚度。
3.如权利要求2所述的X射线照影方法，其中，获得该第二厚度的步骤(e)包含：
(e-1)由该基准强度信号的一X光能谱及该第二衰减系数进行运算而获得一第二厚度特征曲线；以及
(e-2)由该第二厚度特征曲线及该第二物体强度信号进行运算，获得该第二厚度。
4.如权利要求3所述的X射线照影方法，其中，该第二厚度特征曲线经由一函式获得，该函式为：
Figure FDA0003779288370000021
其中，符号N1代表该第二物体强度信号，符号E为一X光射源的一最大管电压，符号μ代表为该第二衰减系数，符号i代表该X光能谱的一特定能量，符号x代表一像素位置的一物体体厚。
5.如权利要求2所述的X射线照影方法，其中，该第一物体是一载台，该第二物体包含一样本及该载台，该方法还包含步骤(f)：
将该第二厚度减去该第一厚度，获得一样本厚度。
6.一种X射线照影方法，包含多个步骤：
(a)执行一第一物体照影，通过检测穿过一第一物体的一X射线，获得一第一物体强度信号；
(b)执行一基准照影，通过检测该第一物体不在一照影范围中时该X射线，获得一基准强度信号；以及
(c)执行一第二物体照影，通过检测穿过一第二物体的该X射线，获得一第二物体强度信号；
(d)由该第一物体强度信号与该第二物体强度信号进行运算，获得一样本强度信号，其中该第一物体是一载台，该第二物体包含一样本及该载台；以及
(e)由该样本强度信号、该基准强度信号及一样本衰减系数进行运算，获得一样本厚度，
其中，获得该样本厚度的步骤(e)包含：
(e-1)由该基准强度信号的一X光能谱及该样本衰减系数进行运算，获得一样本厚度特征曲线；以及
(e-2)由该样本厚度特征曲线及该样本强度信号，获得该样本厚度，
其中，该样本厚度特征曲线经由一函式获得，该函式包含：
Figure FDA0003779288370000031
其中，符号N1代表该样本强度信号，符号E为一X光射源的一最大管电压，符号μ代表为第一衰减系数，符号i代表该X光能谱的一特定能量，符号x代表一像素位置的一物体体厚，符号Noi代表为X射线源所输出X光能谱的特定能量i所对应的光子数量。
7.如权利要求6所述的X射线照影方法，还包含多个步骤：
(f)由该基准强度信号、该样本厚度及一样本吸收系数进行运算，获得一剩余光子数；以及
(g)由该基准强度信号与该剩余光子数进行运算，获得该样本的一吸收光子数。
8.如权利要求7所述的X射线照影方法，还包含步骤(h)：
该样本的该吸收光子数经由一函式运算获得该样本的一吸收能量，该函式为：
Figure FDA0003779288370000032
其中，符号E为一X光射源的一最大管电压，符号i为一X光能谱的特定能量，符号
Figure FDA0003779288370000033
为该X光射源穿过该样本厚度，于该X光能谱的特定能量i的该吸收光子数。
9.如权利要求6所述的X射线照影方法，还包含步骤(i)：
由该样本厚度、该样本的一密度及该样本在该照影范围中所占的一面积进行运算，获得该样本在该照影范围中的一质量。
10.一种X射线照影系统，包含：
一X射线源，配置以产生一X射线；
一检测器，配置以检测该X射线；以及
一处理器，耦接于该检测器，该处理器配置于执行如权利要求1-9中任一项所述的方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5528649A (en) * 1989-06-09 1996-06-18 General Electric Cgr Sa Method of calibrating a radiological system and of measuring the equivalent thickness of an object
CN107003420A (zh) * 2014-10-04 2017-08-01 Ibex创新有限责任公司 关于x射线装置中散射的改进及其使用方法
WO2018235823A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 株式会社ジョブ Ｘ線装置、ｘ線検査方法、及びデータ処理装置
CN109997029A (zh) * 2016-11-29 2019-07-09 莱特拉姆有限责任公司 对输送机上的异物进行探测的多能量x射线吸收成像

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS533262A (en) 1976-06-29 1978-01-12 Toshiba Corp Radiation thickness meter
US5309495A (en) * 1992-03-18 1994-05-03 Helmut Fischer Positioning device for an x-ray thickness measuring system
US6674835B2 (en) * 2001-10-12 2004-01-06 General Electric Co. Methods and apparatus for estimating a material composition of an imaged object
US7626175B2 (en) * 2008-02-29 2009-12-01 Teradyne, Inc. Method of and system for obtaining linear data for object scanned using non-collimated, poly-energetic X-rays
JP2010249691A (ja) 2009-04-16 2010-11-04 Nittetsu Elex Co Ltd 校正曲線の作成方法
JP2013532823A (ja) * 2010-07-28 2013-08-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 医薬品の重量を、ｘ線源を用いて測定する装置及び方法
JP5863101B2 (ja) 2011-10-26 2016-02-16 東京エレクトロン株式会社 Ｘ線非破壊検査装置
GB201308818D0 (en) * 2013-05-16 2013-07-03 Ibex Innovations Ltd X-ray detector apparatus
EP3367086A4 (en) * 2015-10-23 2019-07-10 Job Corporation X-RAY DEVICE, DATA PROCESSING DEVICE AND DATA PROCESSING METHOD
EP3627145B1 (en) * 2017-05-16 2024-01-10 Job Corporation Data processing device and data processing method for x-ray inspection, and x-ray inspecting device with said device mounted therein
EP3494889B1 (de) * 2017-12-11 2020-06-17 Siemens Healthcare GmbH Verfahren zur kalibrierung einer röntgenmesseinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5528649A (en) * 1989-06-09 1996-06-18 General Electric Cgr Sa Method of calibrating a radiological system and of measuring the equivalent thickness of an object
CN107003420A (zh) * 2014-10-04 2017-08-01 Ibex创新有限责任公司 关于x射线装置中散射的改进及其使用方法
CN109997029A (zh) * 2016-11-29 2019-07-09 莱特拉姆有限责任公司 对输送机上的异物进行探测的多能量x射线吸收成像
WO2018235823A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 株式会社ジョブ Ｘ線装置、ｘ線検査方法、及びデータ処理装置

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