[发明专利]用于辐射成像系统的紧凑型校正与准直装置

说明书

技术领域

本发明涉及辐射成像技术领域，更具体而言，涉及一种用于辐射成像系统的紧凑型多材质校正与准直装置。

背景技术：

辐射成像技术是将受检测对象置于由辐射源产生的射线场中，用阵列探测器接收穿过受检对象的射线强度信号，通过与探测器相连的成像系统以及相关联的计算机系统，对射线强度信号进行分析并生成反映受检对象形状的二维或三维图像。该辐射源包括加速器、X光机及放射性同位素等，所产生的射线包括X射线、γ射线。采用辐射成像技术的设备例如无损检测系统、高能CT、医疗CT、集装箱检查系统、航空托盘与行李检查等。

在上述各种类型的辐射成像系统中，辐射源发射的射线经过受检物品时主要呈现指数衰减规律，但是当辐射源所产生的射线为非单一能量时，其衰减系数为一个混合因子。因此在辐射成像系统中采用模拟物对射线的衰减特性进行校正，以便提高系统的图像质量和准确度。辐射成像系统中通常利用一准直装置将辐射源产生的射线约束成一个与探测器阵列相匹配的扇形窄束，以减小散射射线对探测效果产生的不利影响，从而提高图像质量。

早期的校正装置和准直器是分开的装置，依次沿着辐射源发出的束流放置不同位置上，使用中位置和角度需要分别进行调整，这样的两套装置存在两方面的缺点：一是占用空间较大，尤其是校正装置采用台阶式结构，加上控制系统，体积庞大、重量较重，明显不适用于对重量越来越有要求的车载移动式的辐射成像系统；二是校正装置在校正过程存在较大的瞬时散射，对附近区域或控制舱辐射剂量带来一定很大影响，操作人员安全存在隐患。近期较新的技术方案是将校正装置和准直器直接合并在一起，如中国专利申请公开号为CN1900702，题目为“一种用于集装箱检查系统的准直与校正一体装置”的文献所公开的，如图1所示，该技术方案虽然比早期的有所改进，但仍采用了台阶形的校正装置，体积和重量相对还是比较大，且材质单一。

现在随着辐射成像系统不断追求小型化和精细化，对校正装置和准直器提出了更高的要求，并且新出现的双能量物质识别技术还需要对多种基本材质进行校正的校正装置；总之现有的校正装置和准直器一方面由于体积、重量问题给安装、调整等带来诸多不便，另一方面也不能满足对多材质进行校正的要求。

发明内容

本发明主要目的是提供一种改进的用于辐射成像系统的校正与准直的装置，能克服上述缺点，其体积小、重量轻、便于安装与调整，能够对多种材质进行校正，同时能大大减少校正时的散射对四周的辐射影响，保障人员的安全。本发明提供了一种用于辐射成像系统的紧凑型多材质校正与束流准直的装置。可以对辐射成像系统辐射源产生的射线在多种基本材质中的衰减特性进行实物模拟，形成校正表，以便对辐射成像时的检测数据进行校正，从而提高图像质量。

要达到本发明的目的，采用了如下的技术方案：

紧凑型多材质校正与准直装置被安装在辐射源与探测器之间，主要由准直块、校正块和处于校正块外侧的操纵装置组成，在校正块和准直块之间构成直线窄缝。其中校正块由一系列可分离的小校正块组成，这些小校正块沿射线方向依次排列；每个小校正块由单一材质制成，不同小校正块可以是相同材质也可以是不同材质，制成校正块的基本材质包括钢、石墨、塑料等，同种材质的小校正块顺序排列在一起。

当校正与准直装置执行校正功能时，操纵装置将可分离的小校正块依次推入窄缝的主束位置上，与另一侧的准直块形成对射线不同标准厚度的阻挡，探测器阵列获得该射线穿过一种材质的不同厚度后的射线强度，可以形成该材质的厚度与射线强度之间的关系表。操纵装置还可以将另一种材质的小校正块依次推入窄缝中，此时之前被推入窄缝的不同材质能够回到初始位置，这样就可以实现对另一种材质进行校正。通过上述方式，可以获得由材质、厚度、射线强度三者构成的校正表。

当辐射成像系统对检测对象进行扫描成像时，各个小校正块复位到初始位置，与准直块一起形成一个整体，起到对射线的准直作用。射线通过准直缝对受检测对象进行扫描，透过受检测对象的射线被探测器阵列探测到。然后成像处理系统和计算机系统对射线强度进行分析并形成反映受检测对象的二维或三维图像，同时利用校正表对图像进行校正可以进一步提高图像的质量。