本發(fā)明屬探測(cè)器，涉及一種雙層平板探測(cè)器，特別是涉及一種雙層平板探測(cè)器及基于雙層平板探測(cè)器的x射線成像方法。

背景技術(shù)：

1、雙層平板探測(cè)器是一種先進(jìn)的x射線成像設(shè)備，因其能夠一次性獲取多能級(jí)圖像而在醫(yī)療影像和工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其核心原理是利用兩層探測(cè)器的疊層結(jié)構(gòu)分離不同能量的x射線信號(hào)、上層探測(cè)器：吸收低能x射線并生成低能圖像，捕獲物體細(xì)節(jié)和軟組織信息。下層探測(cè)器接收穿透上層后的剩余高能x射線，生成高能圖像，用于識(shí)別高密度結(jié)構(gòu)或較厚物體。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于一次曝光即可獲得低能和高能兩種圖像，不僅提高了檢查效率，還避免了傳統(tǒng)多次成像中由于設(shè)備或患者移動(dòng)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影。這種特性使雙層平板探測(cè)器在醫(yī)療領(lǐng)域(例如胸部影像、骨密度分析)和工業(yè)檢測(cè)(例如焊縫無損檢測(cè)、材料分辨)中表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)中的雙層平板探測(cè)器仍存在明顯的性能缺陷：其一，高能圖像信噪比低。上層非晶硅探測(cè)器對(duì)x射線的吸收較為高效，尤其是對(duì)低能x射線，這種高效吸收使得穿透到下層的x射線數(shù)量大幅減少，導(dǎo)致下層探測(cè)器接收到的x射線信號(hào)較弱和信號(hào)被探測(cè)器內(nèi)部電子噪聲所掩蓋，從而導(dǎo)致高能圖像的量子轉(zhuǎn)換效率(dqe)低，信噪比(snr)差。其二，分辨率下降。由于下層非晶硅探測(cè)器的噪聲較高且接收信號(hào)較弱，圖像細(xì)節(jié)容易模糊，難以精確分辨高密度物質(zhì)，在醫(yī)療影像中，這可能導(dǎo)致病灶區(qū)域顯示不清，影響診斷準(zhǔn)確性。其三，圖像殘影增加。為了彌補(bǔ)下層探測(cè)器信噪比的不足，一種方式是通過增大閃爍體厚度來提高信號(hào)強(qiáng)度，然而閃爍體厚度的增加會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)在材料內(nèi)的散射路徑變長(zhǎng)和造成像素之間的光干擾，因此圖像產(chǎn)生明顯的殘影，尤其是在快速切換成像時(shí)會(huì)影響整體圖像質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙層平板探測(cè)器及基于雙層平板探測(cè)器的x射線成像方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中雙層平板探測(cè)器獲取的圖像性能低的技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種雙層平板探測(cè)器，包括上層探測(cè)器單元、下層探測(cè)器單元、以及所述上層探測(cè)器單元和下層探測(cè)器單元之間的濾過層；

3、所述上層探測(cè)器單元，被配置為接收x射線，并基于吸收的x射線生成第一圖像電信號(hào)和將未吸收的x射線作為剩余射線通過所述濾過層傳輸至所述下層探測(cè)器單元；

4、所述下層探測(cè)器單元，被配置為接收所述剩余射線以生成第二圖像電信號(hào)；

5、其中，在相同預(yù)設(shè)劑量下，所述下層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比大于所述上層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比；所述預(yù)設(shè)劑量低于劑量閾值。

6、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述上層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型為非晶硅探測(cè)器，所述下層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體探測(cè)器。

7、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述非晶硅探測(cè)器包括第一閃爍體和薄膜晶體管；

8、所述第一閃爍體用于接收x射線以獲取吸收的x射線，并將所述吸收的x射線轉(zhuǎn)換成可見光以作為第一光信號(hào)；

9、所述薄膜晶體管，用于將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一圖像電信號(hào)并傳輸至外圍電路。

10、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體探測(cè)器包括第二閃爍體和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體光敏元件；

11、所述第二閃爍體用于將接收到的剩余射線轉(zhuǎn)換成可見光以作為第二光信號(hào)；

12、所述互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體光敏元件用于將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二圖像電信號(hào)并傳輸至外圍電路。

13、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述上層探測(cè)器單元和所述下層探測(cè)器單元之間還設(shè)置有濾過層。

14、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述濾過層的材料為金屬。

15、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述濾過層的材料為空氣。

16、第二方面，本發(fā)明提供一種基于雙層平板探測(cè)器的x射線成像方法，包括：

17、利用上層探測(cè)器單元接收x射線，并基于吸收的x射線生成第一圖像電信號(hào)和將未吸收的x射線作為剩余射線通過濾過層傳輸至下層探測(cè)器單元；

18、利用所述下層探測(cè)器單元接收所述剩余射線以生成第二圖像電信號(hào)；

19、其中，所述上層探測(cè)器單元和所述下層探測(cè)器單元之間設(shè)置有濾過層；在相同預(yù)設(shè)劑量下，所述下層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比大于所述上層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比；所述預(yù)設(shè)劑量低于劑量閾值。

20、如上所述，本發(fā)明所述的雙層平板探測(cè)器及基于雙層平板探測(cè)器的x射線成像方法，具有以下有益效果：

21、本發(fā)明通過將兩種不同信噪比的探測(cè)器單元進(jìn)行結(jié)合，以相對(duì)高信噪比的探測(cè)器單元作為下層探測(cè)器單元，以相對(duì)低信噪比的探測(cè)器單元作為上層探測(cè)器單元，利用上下兩層探測(cè)器單元分別捕捉不同能量的x射線，獲取低能圖像對(duì)應(yīng)的第一圖像電信號(hào)和高能圖像對(duì)應(yīng)的第二圖像電信號(hào)，有效解決了高能圖像信噪比差的問題，使高能圖像性能得到提升，更好的滿足臨床要求。此外，本發(fā)明于兩個(gè)探測(cè)器單元之間還設(shè)置有濾過層以對(duì)剩余x射線進(jìn)行過濾，能夠進(jìn)一步地提高高能圖像的圖像性能。

技術(shù)特征：

1.一種雙層平板探測(cè)器，包括上層探測(cè)器單元、下層探測(cè)器單元、以及所述上層探測(cè)器單元和下層探測(cè)器單元之間的濾過層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層平板探測(cè)器，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層平板探測(cè)器，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層平板探測(cè)器，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層平板探測(cè)器，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層平板探測(cè)器，其特征在于，

7.一種基于雙層平板探測(cè)器的x射線成像方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種雙層平板探測(cè)器及基于雙層平板探測(cè)器的X射線成像方法，其中雙層平板探測(cè)器，包括上層探測(cè)器單元和下層探測(cè)器單元；所述上層探測(cè)器單元，被配置為接收X射線，并基于吸收的X射線生成第一圖像電信號(hào)和將未吸收的X射線作為剩余射線傳輸至所述下層探測(cè)器單元；所述下層探測(cè)器單元，被配置為接收所述剩余射線以生成第二圖像電信號(hào)；其中，在相同預(yù)設(shè)劑量下，所述下層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比大于所述上層探測(cè)器單元所使用的探測(cè)器類型的信噪比；所述預(yù)設(shè)劑量低于劑量閾值。本發(fā)明有效解決了高能圖像信噪比差的問題，使高能圖像性能得到提升。

技術(shù)研發(fā)人員：石丹,董佳賓,黃翌敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：奕瑞電子科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15