本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，特別涉及一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備及其復(fù)合式探測(cè)器、圖像數(shù)據(jù)讀取方法。

背景技術(shù)：

1、能量積分式平板探測(cè)器(fpd)憑借工藝簡單、低成本和大視場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)(比如x射線成像)中得到廣泛應(yīng)用，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)平面射線成像，例如透視、數(shù)字減影血管造影以及錐形線束ct，以便于更好地指定治療計(jì)劃、監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

2、但是，fpd不能提供可靠的解決低對(duì)比度病變所需解析低對(duì)比度解剖特征的能力，且缺乏可視化支架扭結(jié)和變窄的等精細(xì)結(jié)構(gòu)的高分辨率能力，也缺乏醫(yī)生非常需要的光譜和定量成像的能力。主要原因是fpd的硬件的檢測(cè)原理有缺陷，比如模數(shù)轉(zhuǎn)化器的量化位數(shù)低、閃爍體材料的余暉和相關(guān)滯后效應(yīng)、非晶硅基的薄膜晶體管陣列中的電荷遷移率差，以及與這些相關(guān)的像素設(shè)計(jì)。

3、基于半導(dǎo)體的光子計(jì)數(shù)探測(cè)器(pcd)相比能量積分式的fpd具有多種優(yōu)勢(shì)，包括但不限于：pcd的能量閾值幾乎可以完全消除電子噪聲、可忽略不計(jì)的探測(cè)器滯后效應(yīng)以及有利的x射線光子能量加權(quán)帶來的低對(duì)比度解析；相比閃爍體fpd采集中需要的像素合并，pcd具有更高的空間分辨率；pcd可獲得多能級(jí)的光譜信息。

4、但是，光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的成本高昂，且成本隨著x射線感應(yīng)面積的增加而線性增加，全部面板都采用光子計(jì)數(shù)探測(cè)技術(shù)的高成本方案對(duì)臨床推廣與應(yīng)用形成阻力；大面積的光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的響應(yīng)不均勻；在低對(duì)比度情況下，x射線的散射對(duì)大面積的光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的圖像產(chǎn)生不可忽視的負(fù)面影響。

5、現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有將pcd的成像技術(shù)和fpd的成像技術(shù)融合在一起而設(shè)計(jì)的混合式探測(cè)器，混合式探測(cè)器可兼容能量積分探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)和光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的混合式探測(cè)器通常是在一塊fpd的垂直方向的一側(cè)層疊設(shè)置pcd，但是pcd的探測(cè)面通常為窄束而其體積也較大，需要加入位移裝置將pcd轉(zhuǎn)移后才可以進(jìn)行fpd圖像采集，影響fpd的使用。若在在fpd旁邊附加pcd的復(fù)合探測(cè)器方案也需要整體調(diào)整fpd的位置才可進(jìn)行pcd的成像采集，以使兩部分的成像結(jié)果無相互影響。

6、總而言之，現(xiàn)有的混合式探測(cè)器在成像采集的過程中需要移動(dòng)其中一個(gè)探測(cè)器的位置才可以進(jìn)行另一個(gè)探測(cè)器的成像采集，操作過程比較復(fù)雜，且兩種探測(cè)器不能夠同時(shí)接收射線而成像，現(xiàn)有技術(shù)中的這種層疊設(shè)置的混合式探測(cè)器體積較大、自重較大、制造工藝復(fù)雜，獲取的局部圖像的性能并不能達(dá)到最高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備及其復(fù)合式探測(cè)器，可以在有限的成本內(nèi)獲得局部高性能圖像、簡化制造工藝、減小體積，并且可以同時(shí)進(jìn)行能量積分式的射線成像和光子計(jì)數(shù)式的射線成像。

2、為解決上述技術(shù)問題，基于本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合式探測(cè)器，其包括：

3、光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組，其具有第一射線探測(cè)面，所述第一射線探測(cè)面沿第一方向延伸呈條帶狀；

4、能量積分探測(cè)模組，其具有第二射線探測(cè)面；

5、至少兩個(gè)所述能量積分探測(cè)模組沿第二方向依次排布，且相鄰的兩個(gè)所述能量積分探測(cè)模組之間設(shè)置有所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組，以使所述第一射線探測(cè)面沿第二方向的兩側(cè)均設(shè)有所述第二射線探測(cè)面，所述第二方向平行所述第一射線探測(cè)面且垂直所述第一方向。

6、可選的，所述第一射線探測(cè)面與至少一個(gè)所述第二射線探測(cè)面共面；或者，所述第一射線探測(cè)面與所述第二射線探測(cè)面異面。

7、可選的，所述第二射線探測(cè)面的邊緣呈弧面狀，或者所述第二射線探測(cè)面呈曲面狀，或者所述第二射線探測(cè)面呈平面狀。

8、可選的，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組包括光子探測(cè)主電路和至少一個(gè)光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元與所述光子探測(cè)主電路電連接，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元具有光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面；

9、其中：一個(gè)所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元延伸呈條帶狀以使得所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面形成所述第一射線探測(cè)面；或者，多個(gè)所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元沿所述第一方向依次排列成一排，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組包括至少一排的所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元，且所有的所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元的光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面共面以形成所述第一射線探測(cè)面。

10、可選的，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)單元包括：

11、光電轉(zhuǎn)換基板，其一端面被配置為所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面；

12、電信號(hào)采集基板，其與所述光電轉(zhuǎn)換基板電連接；

13、光子計(jì)數(shù)探測(cè)電路，其與所述電信號(hào)采集基板電連接，并與所述光子探測(cè)主電路電連接。

14、可選的，所述能量積分探測(cè)模組包括能量積分基板以及與所述能量積分基板電性連接的能量積分探測(cè)電路，所述能量積分基板的一端面被配置為所述第二射線探測(cè)面。

15、可選的，所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組與所述能量積分探測(cè)模組之間的設(shè)置方式為拼接，所述第一射線探測(cè)面和所述第二射線探測(cè)面各自具有均勻排布的多個(gè)像元；最靠近所述能量積分探測(cè)模組的所述第一射線探測(cè)面的像元和最靠近所述光子數(shù)探測(cè)模組的所述第二射線探測(cè)面的像元沿所述第二方向的拼接縫隙小于或等于兩個(gè)所述像元的尺寸。

16、可選的，所述拼接縫隙等于一個(gè)所述像元的尺寸或者等于兩個(gè)所述像元的尺寸。

17、為解決上述技術(shù)問題，基于本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于上述復(fù)合式探測(cè)器的圖像數(shù)據(jù)讀取方法，所述第一射線探測(cè)面包括沿所述第一方向依次排布的多個(gè)光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面，所述第二射線探測(cè)面包括沿所述第二方向依次排布的多個(gè)能量積分探測(cè)基準(zhǔn)面；所述圖像數(shù)據(jù)讀取方法包括：

18、依次通過所述第二數(shù)據(jù)讀取模式讀取其中一個(gè)所述能量積分探測(cè)模組，通過所述第一數(shù)據(jù)讀取模式讀取所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組以及通過所述第三數(shù)據(jù)讀取模式讀取另一個(gè)所述能量積分探測(cè)模組；

19、和/或，通過所述第一數(shù)據(jù)讀取模式讀取所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組的同時(shí)同步通過所述第三數(shù)據(jù)讀取模式讀取兩個(gè)所述能量積分探測(cè)模組

20、其中，所述復(fù)合式探測(cè)器的數(shù)據(jù)讀取模式包括第一數(shù)據(jù)讀取模式、第二數(shù)據(jù)讀取模式和第三數(shù)據(jù)讀取模式；

21、所述第一數(shù)據(jù)讀取模式被配置為：沿所述第一方向依次讀出各個(gè)所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)基準(zhǔn)面的圖像數(shù)據(jù)；

22、所述第二數(shù)據(jù)讀取模式被配置為：沿所述第二方向且靠近所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組的方向依次讀出所述能量積分探測(cè)模組中各個(gè)所述能量積分探測(cè)基準(zhǔn)面的圖像數(shù)據(jù)；

23、所述第三數(shù)據(jù)讀取模式被配置為：沿所述第二方向且遠(yuǎn)離所述光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組的方向依次讀出所述能量積分探測(cè)模組中各個(gè)所述能量積分探測(cè)基準(zhǔn)面的圖像數(shù)據(jù)。

24、為解決上述技術(shù)問題，基于本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有可被讀寫的程序，且所述程序執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的圖像數(shù)據(jù)讀取方法。

25、為解決上述技術(shù)問題，基于本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，其包括：

26、c形臂，其具有相對(duì)的兩端；

27、射線源，其設(shè)于所述c形臂的其中一端上；

28、如上所述的復(fù)合式探測(cè)器，其設(shè)于所述c形臂的另一端上，且所述第一射線探測(cè)面和所述第二射線探測(cè)面朝向所述射線源；

29、限束器，其設(shè)于所述射線源上，以將所述射線源發(fā)出的射線限定為預(yù)定形狀的線束。

30、可選的，所述c形臂圍繞第一基準(zhǔn)線可轉(zhuǎn)動(dòng)；和/或，所述c形臂圍繞所述第二基準(zhǔn)線可轉(zhuǎn)動(dòng)；和/或，所述復(fù)合式探測(cè)器圍繞所述第二基準(zhǔn)線可轉(zhuǎn)動(dòng)；其中，所述第二基準(zhǔn)線為所述c形臂的兩端之間的連線，所述第一基準(zhǔn)線平行所述c形臂所在的平面且垂直所述第二基準(zhǔn)線。

31、如上的復(fù)合式探測(cè)器，通過在兩個(gè)能量積分探測(cè)模組之間設(shè)置光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組，以實(shí)現(xiàn)第一射線探測(cè)面和第二射線探測(cè)面的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)能量積分成像和光子計(jì)數(shù)成像的兩種射線成像方式的結(jié)合。相比較于傳統(tǒng)的能量積分平板探測(cè)器，本發(fā)明可在有限的成本情況下，局部采用光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組，可減少電子噪聲、提高對(duì)比度、提高空間分辨率和多能級(jí)成像，條帶狀的第一射線探測(cè)面設(shè)置在兩個(gè)第二射線探測(cè)面之間的復(fù)合方式可使用面積更小的光子計(jì)數(shù)探測(cè)模組獲得探測(cè)器全幅圖像中單方向上的局部高性能探測(cè)信息。帶有條帶狀高性能信息的復(fù)合平板探測(cè)器在2d成像方面可通過圖像處理傳統(tǒng)或者人工智能算法為條帶周圍乃至整個(gè)探測(cè)器信息提供降噪、增強(qiáng)等作用。與局部方形分布的復(fù)合探測(cè)方法相比，可減少至一維方法進(jìn)行局部條帶降性能處理或者全幅降噪、增強(qiáng)等處理。

32、需說明的是，本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備包括上述的復(fù)合式探測(cè)器，故也具有復(fù)合式探測(cè)器帶來的有益技術(shù)效果，這里不再重復(fù)說明。