[发明专利]一种能量分辨CT探测器的校准方法

权利要求书

1.一种能量分辨CT探测器的校准方法，其为基于CT探测器各像素对商用X射线发生器的同一发射能谱的各响应能谱图之间的形状差异来进行的，包括以下步骤：

步骤1)构建探测器的校准系统，将探测器的能量接收面划分为由若干个像素组成的阵列，所述阵列覆盖设置在X射线发生器的出射线束中，将所述阵列通过读出电路与显示终端连接；

步骤2)对探测器每个像素接收到的光子进行计数，以一定的电压间隔逐渐改变每个像素对应读出电路中比较器的阈值电压，作每个像素累计接收光子数对所述阈值电压的函数，即得到每个像素对X射线响应的能谱图；

步骤3)通过递归拟合的方法对每个像素对应能谱图形状的特征值进行提取，并设定一个基准能谱图；

步骤4)根据特征值的大小和增益值正比于阈值电压的关系，相应调整读出电路的增益值使得每个像素对应能谱图进行放缩，同时调整本底噪声使得每个像素对应能谱图平移，最后使得每个像素对应的能谱图与基准能谱图一致，从而使得探测器每个像素间的响应一致；

其中，所述递归拟合方法具体包括以下步骤：

步骤A)在[-0.2,0.2V]电压区间内、以0.01V为步进梯度选取一个阈值电压作为能谱图的预设偏移参数shift；

步骤B)根据该shift值计算归一化参数C＝1-erf(-shift)；

步骤C)对累计光子数b进行归一化b_norm＝b/max(b)*C；

步骤D)对b_norm进行erfinv变换，同时拟合能谱图的拉伸参数S和偏移参数δ；

步骤E)拟合的偏移参数δ与预设偏移参数shift值对比，采用递归的方式选择|δ-shift|最小的预设偏移参数shift值，该shift值和对应的拉伸参数S即为最佳拟合特征值参数。

2.如权利要求1所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，所述读出电路包括依次连接的电荷放大器、可调增益放大器、比较器、计数器，电荷放大器的输入端与探测器像素的信号输出端连接，计数器的输出端与显示终端连接。

3.如权利要求2所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，所述步骤2)中，以0.01V的电压间隔从0V开始逐渐增加所述比较器的阈值电压，同时通过计数器读取每个像素接收到的累计光子数，作累计光子数对阈值电压变化的函数，得到像素响应的能谱图，所述能谱图呈高斯分布。

4.如权利要求3所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，

所述步骤3)中，所述特征值包括平均值和方差，通过递归拟合的方法提取能谱图的平均值和方差，所述平均值是能谱图峰位对应的阈值电压，即能谱图的偏移参数δ，其与本底噪声相关，所述方差即为能谱图的拉伸参数S，其正比于能谱图的宽度，拉伸参数S越大，能谱图宽度越大，像素分辨率越高。

5.如权利要求4所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，根据步骤E)中得到的最佳shift值，调整每个像素对应的本底噪声，使能谱图平移到与基准能谱图的平移值一致的位置。

6.如权利要求5所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，根据拉伸参数S的大小调整所述可调增益放大器的增益值，能谱图得到放缩，使得能谱图与基准能谱图的形状一致，最终每个像素完成调整，探测器校准完毕。

7.如权利要求6所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，当待校准像素对应能谱图的拉伸参数S小于基准能谱图拉伸参数时，增大所述可调增益放大器的增益值，使得待校准像素对应能谱图变宽，当待校准像素对应能谱图的拉伸参数S大于基准能谱图拉伸参数时，减小所述可调增益放大器的增益值，使得待校准像素对应能谱图变窄。

8.如权利要求1所述的能量分辨CT探测器的校准方法，其特征在于，本底噪声和增益值的调整同步进行。