1.一種檢測CT光子計數(shù)型探測器準確性的方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟1、搭建第一CT掃描系統(tǒng),包括光源(1)、模體(2)和探測器(3),對模體掃描得到第一組掃描數(shù)據(jù),具體包括:
步驟101、設置光源(1)為X射線球管;
步驟102、所述模體(2)設于所述光源(1)與探測器(3)之間,所述模體(2)設置為三棱柱形雙材料模體,所述三棱柱的上下底面為全等的等腰鈍角三角形,以上下底面的底邊上的高所在的矩形切面為界,將三棱柱模體均分為兩個等大的楔形部分,一側(cè)楔形為第一種衰減材料(201),另一側(cè)楔形為第二種衰減材料(202);所述三棱柱中等腰鈍角三角形的底邊所在的矩形側(cè)面作為入射面(203),另外兩個矩形側(cè)面分別為第一出射面(204)和第二出射面(205),所述入射面(203)正對所述光源(1)放置;
步驟103、設置探測器(3)為普通平板電荷積分型X射線探測器;
步驟104、利用所述第一CT掃描系統(tǒng)掃描所述三棱柱形雙材料模體,啟動所述X射線球管發(fā)射X射線,發(fā)出的X射線從入射面(203)射入,同時穿過所述雙材料模體的兩種衰減材料,從所述第一出射面(204)和第二出射面(205)射出;
步驟105、所述探測器(3)接收穿過所述模體(2)后的X射線信號,得到第一組掃描數(shù)據(jù);
步驟2、去掉所述第一CT掃描系統(tǒng)中的模體(2),其他參數(shù)和條件不變,形成第二CT掃描系統(tǒng),啟動光源(1),進行空掃,得到第二組掃描數(shù)據(jù);
步驟3、基于衰減透射原理,進行X射線能譜測量,依據(jù)掃描得到的第一組掃描數(shù)據(jù)和第二組掃描數(shù)據(jù)對X射線能譜進行求解,得到X射線第一離散能譜;
步驟4、用待測的CT光子計數(shù)型探測器替換所述第二CT掃描系統(tǒng)中的普通平板探測器,光源(1)的設置不變,進行空掃,得到X射線第二離散能譜;
步驟5、將所述X射線第二離散能譜與所述X射線第一離散能譜進行對比,如果兩者一致或誤差在預定誤差范圍內(nèi),則CT光子計數(shù)型探測器準確性達到要求,否則,準確性不足。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種檢測CT光子計數(shù)型探測器準確性的方法,其特征在于,所述步驟1中,所述模體(2)的大小及設于所述光源(1)與探測器(3)之間的具體位置依據(jù)光源(1)與探測器(3)的距離、X射線覆蓋到的角度和探測器(3)工作面的大小設置,使所述光源(1)發(fā)射的X射線覆蓋整個模體(2),且被探測器(3)工作面接收到。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種檢測CT光子計數(shù)型探測器準確性的方法,其特征在于,所述三棱柱形雙材料模體的等腰鈍角三角形的鈍角角度依據(jù)X射線覆蓋到的角度、光源(1)與模體(2)之間的距離及衰減材料的厚度設置,既要保證X射線能覆蓋整個模體(2),又要保證模體(2)的厚度不至于使光子數(shù)衰減過于嚴重而影響探測效果。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種檢測CT光子計數(shù)型探測器準確性的方法,其特征在于,所述步驟3中,基于衰減透射原理,進行X射線能譜測量的方法具體為:
步驟301、利用兩次掃描得到的第一組掃描數(shù)據(jù)和第二組掃描數(shù)據(jù),獲得X射線透射率隨衰減材料的厚度變化的線性方程組,線性方程的公式為:
式中,xs,i(i=1,…,m,s=1,2)表示第s種衰減材料的第i種厚度,s=1表示為第一種衰減材料(201),s=2表示為第二種衰減材料(202),m表示第s種衰減材料的厚度總個數(shù),m的取值由探測器(3)上劃分的探測區(qū)域的個數(shù)決定;T(xs,i)表示離散化的X射線透射率,T(xs,i)=I(xs,i)/I(Os),I(xs,i)為第一組掃描數(shù)據(jù),表示經(jīng)過厚度為xs,i的衰減材料后的探測器接收信號強度,I(Os)為第二組掃描數(shù)據(jù),表示空掃得到的未經(jīng)衰減的探測器接收信號強度;Ej(j=1,…,n)表示離散光子能量,j表示不同離散光子能量的編號,n表示離散光子能量的總個數(shù),n的取值在實際操作中依據(jù)實際操作條件并保證方程的個數(shù)大于等于n而設定,E1=Emin,表示光子能量下限,En=Emax,表示光子能量上限;F(Ej)表示離散能譜值;μs(Ej)表示在每個離散能量下衰減材料s的質(zhì)量衰減系數(shù);ρs表示衰減材料s的密度;ΔE表示離散能量區(qū)間寬度,ΔE=(Emax-Emin)/(n-1);
步驟302、求解步驟301中的線性方程組,重建X射線能譜,利用最大期望算法求解線性方程,得到X射線第一離散能譜值F(Ej)。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的一種檢測CT光子計數(shù)型探測器準確性的方法,其特征在于,所述第一種衰減材料(201)為鐵,第二種衰減材料(202)為鋁。