一种X射线探测器及其利用探测器实现X射线成像的方法

摘要

本发明公开一种采用CCD探测器作为光电转换装置的X射线探测器及其利用探测器实现X射线成像的方法，该装置包括吸收X射线用的碳板、将X射线转换成可见光的光转换板、将光信号转换成电信号的光电转换装置，光转换板设置在碳板下方，光电转换装置设置在光转换板下方，光电转换装置为一个以上的呈矩阵形式排布的CCD探测头。本发明结构简单，其将碳板、光转换板、光电转换装置分别独立设置，使用和维修方便。本发明采用CCD探测头作为光电转换装置，造价成本低廉，能从整体上减低X射线装置的成本。

说明书

技术领域

本发明公开一种X射线探测器及其利用探测器实现X射线成像的方法，特 别是一种采用CCD探测器作为光电转换装置的X射线探测器及其利用探测器实 现X射线成像的方法。

背景技术

随着科技的发展，X射线在人们生活中的应用越来越广泛，尤其在医疗行 业中，如采用X射线照射人体，通过显影来检测人体的病灶所在，分析病情等。 目前我国广泛地使用平板式X射线和菲林胶片成像式X射线技术，在X射线数 字化成像过程中，菲林胶片成像式X射线技术将会逐步被取代现有技术中的X 射线机，X射线探测部分包括一层用于吸收X射线的碳板，碳板下面设有一层 用于将X射线转换成可见光的光转换板，目前通用的装置为闪烁体(主要材质 为碘化铯，即CsI)或者是荧光体(主要材质为硫氧化钆，即GdSO)，光转换板 下面安装有光电转换装置，将可见光转换成电信号输入计算机进行处理。现有 技术中，X射线成像技术中，光电转换装置主要是采用非晶硒成像或非晶硅成 像，大面积的使用非晶硒或非晶硅材料进行X射线成像会是设备造价昂贵。而 且，现有技术中，X射线成像装置均是采用一体式设计，如果有其中某一个元 器件损坏，不便修理，使用成本高。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的X射线成像装置一体设置，不便修理，且采 用非晶硒或非晶硅材料进行成像，设备造价昂贵等缺点，本发明提供一种新的X 射线探测器，其在上层设有用于吸收X射线用的碳板，碳板下方设有将X射线 转换成可见光的光转换板，光转换板下方设有一个以上的呈矩阵形式排布的 CCD探测头，利用矩阵排布的低成本CCD探测头进行成像。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种X射线探测器，包括吸收 X射线用的碳板、将X射线转换成可见光的光转换板、将光信号转换成电信号 的光电转换装置，光转换板设置在碳板下方，光电转换装置设置在光转换板下 方，光电转换装置为一个以上的呈矩阵形式排布的CCD探测头。

一种利用探测器实现X射线成像的方法，该方法包括如下步骤：

a)利用碳板吸收X射线，并射入光转换板；

b)利用光转换板将碳板吸收的X射线转换成可见光，并射入光电转换装 置设置；

c)光电转换装置设有一个以上的呈矩阵排布的CCD探测头；

d)光电转换装置中每个CCD探测头均采集全部的可见光；

e)每个CCD探测头将接收的可见光转换呈相应强弱的电荷量，然后根据 相应强弱的电荷量进行模拟/数字转换，将光信号转换成电信号，进而 转换成图像；

f)控制装置将各个CCD探测头摄取的图像进行裁切，保留其对应的垂直 方向上的图像；

g)将裁切后的图像进行拼接，构成一幅完整的图像。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的碳板、光转换板、光电转换装置分别独立设置，并依次固定安装在 安装架上。

所述的光电转换装置内CCD探测头的数量为50-1000个。

所述的CCD探测头为性能一致的高解像度CCD探测头。

所述的光转换板材质为碘化铯。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，其将碳板、光转换板、光电转换 装置分别独立设置，使用和维修方便。本发明采用CCD探测头作为光电转换装 置，造价成本低廉，能从整体上减低X射线装置的成本。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明分解状态结构示意图。

图2为本发明操作流程示意图。

图中，1-碳板，2-光转换板，3-CCD探测头。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相 同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图1，本发明主要包括碳板1、光转换板2、光电转换装置，碳板 1、光转换板2和光电转换装置依次排布，并分别安装在支架上，由于其分开设 置，便于安装和修理。碳板1将会吸收并透射外来的X射线光，X射线透过碳 板1后，摄入到光转换板2中，光转换板2可采用闪烁体，其主要材质成分为 碘化铯，即CsI，X射线光通过闪烁体转换成可见光，可见光入射到光电转换装 置内进行光电转换，将光信号转换成电信号后输入电脑或打印等。

本发明中的光电转换装置采用CCD探测头3，本发明中，将多个CCD探测 头3排布成矩阵形式，利用单点CCD探测头摄取其垂直上所入射的可见光，使 其进行高解像度成像后，再将大面积矩阵式排布的各个CCD探测头3所成的高 解像度成像进行合成，构成一个高解像度成像进行显示。本实施例中，光电转 换装置采用50-1000个CCD探测头3，各个CCD探测头3均为性能一致的高解 像度CCD探测头，其具体数量以使用时的实际外围矩阵尺寸需要来配合CCD 探测头应使用数量的多少。各个CCD探测头3之间的距离保持一致，以保证在 小面积内用高解像度摄取可见光的清晰度，当CCD探测头进行矩阵排列时，其 外围尺寸越大，所使用的CCD探头就越多，而高解像出的清晰面积就越大。

本发明在使用时，使人站在X射线发射器与X射线探测器之间，利用X射 线发生器发出的X射线透过人体，表层碳板1会吸收X射线发生器发出的经人 体透射过来的X射线光，并隔离人体与光转换板2之间的相互影响。X射线经 由碳板1吸收后，发射给光转换板2，光转换板2将X射线光通过闪烁体转换 成可见光照射到CCD探测头3上，控制装置会控制包括从每个CCD探测器3 收回的相应强弱的电荷量进行模拟/数字转换，将光信号转换成电信号。多个呈 矩阵形式排布的CCD探测头3各自摄取与其垂直的可见光，以保证在小面积内 用高解像度的CCD探测头3摄取可见光的清晰度，当CCD探测头3进行矩阵 排列时，其外围尺寸越大，所使用的CCD探测头3就越多，而高解像出的清晰 面积就越大。理论上，每个CCD探测头3都会摄取全部的图像，但是，由于 CCD探测头3的成像原理，其中间位置成像比较清晰，越向四周，成像越模糊， 为了保证成像后的清晰度，本发明中将各个CCD探测头3摄取的图像进行处理， 在软件中将每个CCD探测头3所摄取的图像进行裁切，裁切后保留其对应的中 间位置，然后在软件中将各个CCD探测头3所裁切后的图像进行拼接，即可成 为一幅完整而清晰的图像。附图4信号处理部份，MCU然后汇集各个数字信号 拼成一幅完整的图像，然后将图像信号进行处理并输出给电脑。

本发明可广泛地使用于医疗设备人体X射线光摄相成像当中。