[发明专利]高能X射线CT设备的同步数据采集和校准方法及控制系统

说明书

本发明提供了一种高能X射线CT设备的同步数据采集和校准方法，该方法包括如下步骤：S1.对高能X射线CT设备的射线源的输出脉冲信号进行检测；S2.在检测到脉冲信号时执行脉冲信号的数据采集，获得脉冲信号数据；S3.在执行完步骤S2之后并且在检测到来自射线源的下一次脉冲信号之前，执行对环境的数据采集，获得环境信号数据；以及S4.通过对脉冲信号数据和环境信号数据进行对比，获得待检测对象的数据信息。该方法简化了标定校准过程，缩短了测量总时间，同时能够有效降低系统探测器本底漂移带来的影响，尤其是对高辐射样品测量时，改善效果更加显著。还提出了相应的同步数据采集和校准的控制系统。

技术领域

本发明涉及计算机断层成像(CT)设备领域，更具体地，涉及一种高能X射线CT设备的数据校准的方法以及相关控制系统。

背景技术

随着国防工业和民用工业技术的快速发展，需要进行检测的工件的尺寸越来越大、且结构越来越复杂，对检测精度的要求也越来越高。为了满足大工件及复杂环境下的检测要求，高能X射线计算机断层成像(CT)技术逐渐得到重视和关注，并不断得到发展和完善。高能X射线CT设备通常采用加速器装置作为射线源，同时包含转台机械装置和探测系统等部件，能直观、清晰且准确地呈现被测大工件的断面内部的结构、密度变化以及缺陷的性质、位置和大小，在航天航空、军工等敏感领域发挥着无可替代的作用。

然而，由于高能X射线CT设备体积较大，射线源的稳定性、旋转台的跳动和偏摆、与探测器的相对位姿关系、机械振动以及复杂的背景环境等因素均会对高能X射线CT设备的整体系统造成影响。尤其是在用于对放射性工件进行检测成像时，被检测对象自身的放射性对测量本底的影响是无法避免的。这些因素的存在最终将导致成像质量的下降，并由此影响检测效果。为了解决上述问题，高能X射线CT设备通常在出厂时和每次使用之前，需要花费大量时间进行标定和校准工作，这样就需要通过扫描特定材料的工件，将重建图像数值和工件真实值进行比较，以确定标定参数。

现有技术中提出了通过使运动系统与数据采集同步的方法来实现射线脉冲、数据采集和平台运动的匹配与耦合的相关技术方案，还提出了利用脉冲技术实现面阵探测器数据采集、加速器射线脉冲发射和机械系统运动三者的严格同步，由此提高图像质量的相关方案。但是，现有技术中未出现过通过数据采集与数据标定同步执行的方式来提高检测准确度的相关方案。

发明内容

针对现有技术中存在的高能X射线断层成像标定和使用过程中的各种不稳定因素的干扰问题，尤其是高辐射环境下的成像研究中待检测对象的高放射性对测量结果影响的问题，本发明提出一种高能X射线CT设备的动态校准和数据采集方法，其可以简化标定校准过程，缩短测量总时间，同时能够有效降低系统探测器本底漂移带来的影响，尤其是对高辐射样品测量时，该方案的改善效果更加显著。

根据本发明的一个方面，提供一种高能X射线CT设备的同步数据采集和校准方法，该方法包括如下步骤：

S1.对高能X射线CT设备的射线源的输出脉冲信号进行检测；

S2.在检测到脉冲信号时执行脉冲信号的数据采集，获得脉冲信号数据；

S3.在执行完步骤S2之后并且在检测到来自射线源的下一次脉冲信号之前，执行对环境的数据采集，获得环境信号数据；以及

S4.通过对脉冲信号数据和环境信号数据进行对比，获得待检测对象的数据信息。

根据本发明的高能X射线CT设备的同步数据采集和校准方法在有脉冲剂量输出时进行成像数据的采集，利用加速器无脉冲输出的空闲时间进行本底数据的采集，如此既节省了测量时间，又使得成像数据与相应的本底数据一一对应，以进行数据的合成，保证了测量数据的真实性和准确性。

根据本发明的高能X射线CT设备的同步数据采集和校准方法的一个优选的实施例，步骤S1包括检测输出脉冲信号的上升沿。