一种抑制x光散射的空间滤波方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明给出一种抑制X光散射的空间滤波方法及装置，用于克服现有X光空间滤波技术存在的抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差、抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差这些缺点中的至少一种。本发明给出的方法包括：单级空间滤波方法或双级空间滤波方法。本发明实施例给出的方法及装置，可以有效抑制以较小角度入射至特定成像单元的散射X光，可以有效抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射，在保障滤波性能的前提下降低了制造复杂度。
【专利说明】
一种抑制X光散射的空间滤波方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及医疗仪器领域，尤其涉及一种抑制X光散射的空间滤波方法及装置。
【背景技术】
[0002]在X射线系统中，照射大面积的目标，成像时的射线能量中散射占了大部分比例，导致图像模糊。因此，在普通X光成像设备(模拟和DR)、X光乳腺机均使用了消除散射的滤线栅。之前，CT探测器排数较少，不使用滤线栅，或者一维滤线栅即可抵消部分散射。真正能够满足要求的，应该是呈现为二维网格状的滤线栅，特别被基于高排数CT探测器的系统所需要。
[0003]不过，2D抗散射滤线栅栅格内通道要符合X射线源点-目标点-探测器像素的传播路线，优化的设计中，常常是一个喇叭状锥形，入口比出口略小；栅格间壁壁厚较薄，但必须能够阻止X射线传播的材料，针对CT的能量谱，这个材料一般是钥和钨等材料，滤线栅一般这些材料熔点非常高，因此整体加工难度较高，成本较高。
[0004]X光源不同部位所辐射光线会在空间上产生的交叠，X光穿透物体/人体组织的过程中也会产生散射，这种散射光会于直射光在空间上产生交叠，当这些交叠出现在X光成像传感器的传感单元上时，就导致X光图像被散射光干扰。为了抑制散射光与直射光在成像传感单元处的交叠所产生的干扰，目前在业界已经采用一种栅格形X光空间滤波其结构，参见图1所示，栅格形X光空间滤波100置于X光成像传感器阵列180和被探测物体160之间，该栅格形X光空间滤波100由一组二维排列的方形导光孔组成，其中，导光孔110至120构成第一列，导光孔140至130构成最后一列,所述各列导光孔由两种方式构建，第一种方式是金属片组装而成，第二种是采用三位打印技术的金属颗粒激光烧结而成；X光源170辐射的X光172及171穿过被探测物体/人体组织160向X光成像传感器阵列180传播，X光172穿过X光空间滤波器中的导光管150到达X光成像传感器阵列180中的成像传感单元182，X光171穿过X光空间滤波器中的导光管140到达X光成像传感器阵列180中的成像传感单元181，传感单元包括一个或多个像素。栅格形X光空间滤波100抑制散射的原理如图1所示:被探测物体160包含的散射体162产生的X光散射分量173到达栅格形X光空间滤波100后，被X光空间滤波器中的导光管140的左侧壁141阻挡，使之不能达到成像单元181，被探测物体160包含的散射体161产生的X光散射分量174到达栅格形X光空间滤波100后，被X光空间滤波器中的导光管150的右侧壁151阻挡，使之不能达到成像单元182。目前的X光空间滤波器存在的缺点是:由于受导光管孔径制度及导光管长度的限制，不能对小入射角的散射分量产生有效抑制，比如，被探测物体160包含的散射体161产生的X光散射分量175到达栅格形X光空间滤波100后，由于入射角度小，不能被X光空间滤波器中的导光管140的四个侧壁中的任一个阻挡，从而导致X光散射分量175照射到成像单元181上，对直达光分量171的成像造成干扰。
[0005]专利CN 101484949 B描述了基于金属板，并使用激光烧结技术能够焊接或固定其它金属板或材料从而形成二维滤线栅结构单元，延展也就能形成整个滤线栅。但它的加工还是主要基于金属板的组合和固定。
[0006]专利US 8，265，228 B2使用了一个底座是由不吸收X射线的材料做成，将通道使用X射线非透过性的金属间隔从而形成滤线栅格。因为有底座成形，制作栅格整体比较牢固。但底座选择X射线穿透效率较高的材料，一般熔点较低，而将X射线阻断金属(如钨或合金)熔化镶嵌入底座上的间隔沟槽，要求温度很高，加工上也并不容易，同时混合加工精度也会受到影响。
[0007]总之，现有X光空间滤波技术存在的缺点是:抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差；抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差。
【发明内容】
[0008]本发明给出一种抑制X光散射的空间滤波方法及装置，用于抑制X光二维成像中抑制散射光对直达光的干扰，目的在于克服现有X光空间滤波技术存在的抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差、抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差这些缺点中的至少一种。
[0009]本发明给出一种抑制X光散射的空间滤波方法，包括单级空间滤波方法或双级空间滤波方法，其中:
单级空间滤波，包括如下步骤:
在一组构成X光散射空间滤波器的具有第一口径尺度的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于导光管内壁的宽度或内壁的直径，该散射光阻挡片的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚；
双级空间滤波，包括如下步骤:
用一组具有第一高度和第一口径的导光管构成第一级X光散射空间滤波器，用一组具有第二高度和第二口径的导光管构成第二级X光散射空间滤波器，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的构建方式包括如下之一种:
用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及
在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚；
其中， 所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。
[0010]本发明给出一种抑制X光散射的空间滤波装置，包括单级空间滤波结构或双级空间滤波结构，其中，
所述单级空间滤波结构，包括:至少一个散射光阻挡片，用于抑制在被探测物体处产生的X光散射光至成像单元的辐射，或抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；所述散射光阻挡片设置在一组构成X光散射空间滤波器的具有第一口径尺度的导光管内的至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于导光管内壁的宽度或内壁的直径，该散射光阻挡片的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚；
所述双级空间滤波结构，包括:第一级X光散射空间滤波器和第二级X光散射空间滤波器，所述第一级X光散射空间滤波器，用于抑制在被探测物体处产生的以较大角度入射至特定成像单元的散射X光，所述第二级X光散射空间滤波器，用于抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光，或用于抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；第一级X光散射空间滤波器包括一组具有第一高度和第一口径的导光管，第二级X光散射空间滤波器包括一组具有第二高度和第二口径的导光管，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的结构形式包括如下之一种:
用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及
在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚；
其中，
所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。
[0011]本发明实施例提供的抑制X光散射的空间滤波方法及装置，可以克服现有X光空间滤波技术存在的抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差、抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差这些缺点中的至少一种。
[0012]附图
图1为现有的抑制X光散射的空间滤波器结构示意图；
图2为本发明提供的实施例给出的一种抑制X光散射的空间滤波方法流程图；
图3为本发明提供的实施例给出的一种抑制X光散射的单级空间滤波装置的结构示意图；
图4为本发明提供的实施例给出的一种抑制X光散射的双级空间滤波装置的结构示意图。
实施例
[0013]本发明实施例提供抑制X光散射的空间滤波方法及装置举例，用于克服现有X光空间滤波技术存在的抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差、抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差这些缺点中的至少一种。
[0014]实施例1，一种抑制X光散射的空间滤波方法举例
参见图2所示，本发明提供的抑制X光散射的空间滤波方法实施例，包括单级空间滤波方法或双级空间滤波方法，其中:
单级空间滤波，包括如下步骤:
步骤S210，在一组构成X光散射空间滤波器的具有第一口径尺度的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于导光管内壁的宽度或内壁的直径，该散射光阻挡片的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚；
双级空间滤波，包括如下步骤:
步骤S220，用一组具有第一高度和第一口径的导光管构成第一级X光散射空间滤波器，用一组具有第二高度和第二口径的导光管构成第二级X光散射空间滤波器，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的构建方式包括如下之一种:用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及
在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚；
其中，
所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。
[0015]本实施例给出单级空间滤波的一种实现方法，参见图3所示，X光散射空间滤波器300包含由导光管310至320构成的第一列导光管,包含由导光管340至330构成的最后一列导光管，以及位于第一列与最后一列之间的多列导光管，图3中给出的导光管阵列中TK出的各导光管具有相同的第一口径尺度及壁厚，在构成X光散射空间滤波器300的具有第一口径尺度的至少一个导光管内设置至少一个散射光阻挡片，在图3中以导光管330为例设置散射光阻挡片332，334，336和338，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度小于导光管330内壁的宽度或内壁的直径，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，散射光阻挡片332，334，336和338的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成散射光阻挡片332，334，336和338的宽度的两个侧面中只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，散射光阻挡片332，334，336和338的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚，图中的侧壁331，333，335，337分别是导光管330的右壁，后壁，左壁和如壁。
[0016]本实施例给出单级空间滤波的一种实现方法，其中，所述导光管330的右壁331，后壁333，左壁335和前壁337的厚度在40微米至120微米范围内。
[0017]本实施例给出单级空间滤波的一种实现方法，其中，所述导光管330及设置在其内的散射光阻挡片332，334，336和338采用三维激光打印技术制造，使用激光烧结金属粉粒的方法制造出包含二维排列的导光管阵列的X光散射空间滤波器300的整体部件。
[0018]本实施例给出双级空间滤波的一种实现方法，参见图4所示，用一组具有第一高度hi和第一口径的导光管构成第一级X光散射空间滤波器401，用一组具有第二高度h2和第二口径的导光管构成第二级X光散射空间滤波器402，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器401与第二级X光散射空间滤波器402以串接的方式构成双级空间滤波器，串接后构成的双级X光散射空间滤波器400包含第一级X光散射空间滤波器401和第二级X光散射空间滤波器402 ;双级X光散射空间滤波器400包含由导光管410至420构成的第一列导光管，由导光管440至430构成的最后一列导光管，以及位于第一列与最后一列之间的多列导光管，图4中给出的导光管阵列中示出的各导光管在第一高度hi内具有相同的第一口径尺度及壁厚；在第二高度h2内的导光管具有与第一高度hi内的导光管相同的第一口径尺度及壁厚，或者说第二高度h2内的导光管具有的第二口径与第一高度hi内的导光管具有的第一口径在尺度、形状及壁厚上相同，并且具有第二高度h2及第二口径尺度的导光管包含子导光管或子导光腔；其中，所述具有第二口径的导光管430在第二高度h2内的构建方式包括如下之一种:
用具有第二高度的散射光阻挡片435和436在所述具有第二口径的导光管430内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，参见图4所示，所述散射光阻挡片435和436与所述具有第二口径的导光管430内壁同质连接，十字交叉布置的散射光阻挡片435和436与具有第二口径的导光管430的四壁431、432、433和434构成了四个子导光管403a, 430b，430c&430d ;所述散射光阻挡片435和436的厚度小于或等于具有第二口径的导光管430的周边壁厚；以及在具有第二高度h2和第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，在图4中所示的高度为h2的X光散射空间滤波器402中设置散射光阻挡片的方法参见图3所示，以导光管330为例来说明在具有第二高度h2和第二口径的导光管430内设置散射光阻挡片的方法，此处的导光管330相当于具有第二高度h2和第二口径的导光管430:在导光管330内设置散射光阻挡片332，334，336和338，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度小于导光管330内壁的宽度或内壁的直径，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，散射光阻挡片332，334，336和338的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成散射光阻挡片332，334，336和338的宽度的两个侧面中只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，散射光阻挡片332，334，336和338的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚，图3中的侧壁331，333，335，337分别是导光管330的右壁，后壁，左壁和前壁。图3中的侧壁331，333，335，337相当于具有第二高度h2和第二口径的导光管 430 的四壁 431、432、433 和 434。
[0019]本实施例给出的方法举例，其中，
所述双级空间滤波的实现方式为如下之一种:
分别由分立的第一级滤波器401和第二级滤波器402实现，双级滤波器由第一级滤波器401和第二级滤波器402沿X光源发出的非散射光传播方向串接实现；
由激光烧结形成的一体化的第一级滤波器401和第二级滤波器402实现；
其中，第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧；或者，第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧；
优选地，第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧。
[0020]本实施例给出的方法举例，还包括调整X光散射空间滤波器的导光管方向的方法，具体实现步骤包括:
调整所述X光散射空间滤波器面向X光源的上表面的法线方向至第一、第二、第三方向，使用与所述空间滤波器一体改变方向的成像单元阵列在所述第一、第二、第三方向上接收X光源发射的X光射线；
计算成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和，并使用在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和值进行数字信号处理中的内插估计；
使用内插估计中得出的能量总和值的峰值对应的方向作为所述X光散射空间滤波器上表面法线的取向。
[0021 ] 进一步地，所述调整X光散射空间滤波器的导光管方向的方法，还包括将调整X光散射空间滤波器的导光管方向过程中获取的信息通过通信网发送到运行维护服务器的方法，具体包括如下至少一种步骤:
判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和中的最大值是否低于第一能量门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息；若否，则不向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息；其中，所述各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和是在使用了X光散射滤波器的情况下获取的。
[0022]判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的均匀度否低于第一均匀度门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信肩、O
[0023]本实施例所述的第一能量门限，根据X光源的标称发射功率在X光成像传感阵列所在距离上的能量密度及X光成像阵列处的面积计算得出，具体计算方法包括:将X光成像阵列的面积乘以X光成像阵列处的X光直达分量的能量密度得到一个总能量值，将该总能量值的百分之八十作为第一能量门限。不同发射功率的X光源在X光成像阵列处的X光直达分量的能量密度不同，其对应的第一能量门限值也不同。
[0024]本实施例所述的均匀度，一种计算方法是:对X光成像阵列中的成像单元接收到的X光分量的能量计算平均值，使用获得的所述平均值计算成像单元接收到的X光分量的能量的方差，使用该方差值来判断均匀度，或者，使用获得的所述平均值计算成像单元接收到的X光分量相对于均值的最大偏离值，使用该最大偏离值来判断均匀度；其中，所述成像单元接收到的X光分量的能量是在使用了 X光散射滤波器的情况下获取的。
[0025]第一均匀度门限，具体确定方法为:将均值的10%作为第一均匀度门限，或者将所述X光分量的能量的方差值的加权值作为第一均匀度门限。
[0026]实施例2，一种抑制X光散射的空间滤波装置举例
参见图3和图4所示，本发明提供的抑制X光散射的空间滤波装置的结构实施例，包括单级空间滤波结构或双级空间滤波结构，其中，
所述单级空间滤波结构300，参见图3所示，包括:至少一个散射光阻挡片332至338，用于抑制在被探测物体处产生的X光散射光至成像单元的辐射，或抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；所述单级空间滤波结构300包含由导光管310至320构成的第一列导光管，包含由导光管340至330构成的最后一列导光管，以及位于第一列与最后一列之间的多列导光管，图3中给出的导光管阵列中示出的各导光管具有相同的第一口径尺度及壁厚，在构成X光散射空间滤波器300的具有第一口径尺度的至少一个导光管内设置至少一个散射光阻挡片，在图3中以导光管330为例设置散射光阻挡片332，334，336和338，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度小于导光管330内壁的宽度或内壁的直径，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，散射光阻挡片332，334，336和338的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成散射光阻挡片332，334，336和338的宽度的两个侧面中只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，散射光阻挡片332，334，336和338的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚，图中的侧壁331，333，335，337分别是导光管330的右壁，后壁，左壁和前壁。
[0027]本实施例给出单级空间滤波的一种结构，其中，所述导光管330的右壁331，后壁333，左壁335和前壁337的厚度在40微米至120微米范围内。
[0028]本实施例给出单级空间滤波的一种结构，其中，所述导光管330及设置在其内的散射光阻挡片332，334，336和338采用三维激光打印技术制造，使用激光烧结金属粉粒的方法制造出包含二维排列的导光管阵列的X光散射空间滤波器300的整体部件。
[0029]所述双级空间滤波结构400，参见图4所示，包括:第一级X光散射空间滤波器401和第二级X光散射空间滤波器402，所述第一级X光散射空间滤波器401，用于抑制在被探测物体处产生的以较大角度入射至特定成像单元的散射X光，所述第二级X光散射空间滤波器402，用于抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光，或用于抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；第一级X光散射空间滤波器包括一组具有第一高度和第一口径的导光管，第二级X光散射空间滤波器包括一组具有第二高度和第二口径的导光管，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的结构形式包括如下之一种:
用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及
在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚；
其中，
所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。
[0030]本实施例给出的双级X光散射空间滤波装置举例，参见图4，具有如下结构形式:双级X光散射空间滤波器400包含由导光管410至420构成的第一列导光管，由导光管440至430构成的最后一列导光管，以及位于第一列与最后一列之间的多列导光管，图4中给出的导光管阵列中示出的各导光管在第一高度hi内具有相同的第一口径尺度及壁厚；在第二高度h2内的导光管具有与第一高度hi内的导光管相同的第一口径尺度及壁厚，或者说第二高度h2内的导光管具有的第二口径与第一高度hi内的导光管具有的第一口径在尺度、形状及壁厚上相同，并且具有第二高度h2及第二口径尺度的导光管包含子导光管或子导光腔；其中，所述具有第二口径的导光管430在第二高度h2内的构建方式包括如下之一种:
用具有第二高度的散射光阻挡片435和436在所述具有第二口径的导光管430内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，参见图4所示，所述散射光阻挡片435和436与所述具有第二口径的导光管430内壁同质连接，十字交叉布置的散射光阻挡片435和436与具有第二口径的导光管430的四壁431、432、433和434构成了四个子导光管403a, 430b，430c&430d ;所述散射光阻挡片435和436的厚度小于或等于具有第二口径的导光管430的周边壁厚；以及
在具有第二高度h2和第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，在图4中所示的高度为h2的X光散射空间滤波器402中设置散射光阻挡片的方法参见图3所示，以导光管330为例来说明在具有第二高度h2和第二口径的导光管430内设置散射光阻挡片的方法，此处的导光管330相当于具有第二高度h2和第二口径的导光管430:在导光管330内设置散射光阻挡片332，334，336和338，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度小于导光管330内壁的宽度或内壁的直径，散射光阻挡片332，334，336和338的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，散射光阻挡片332，334，336和338的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成散射光阻挡片332，334，336和338的宽度的两个侧面中只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，散射光阻挡片332，334，336和338的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚，图3中的侧壁331，333，335，337分别是导光管330的右壁，后壁，左壁和前壁。图3中的侧壁331，333，335，337相当于具有第二高度h2和第二口径的导光管 430 的四壁 431、432、433 和 434。
[0031]本实施例给出的X光散射空间滤波装置举例，其中，
所述第一级滤波与第二级滤波的结构形式为如下之一种:
分别由分立的第一级滤波器401和第二级滤波器402实现，双级滤波器由第一级滤波器401和第二级滤波器402沿X光源发出的非散射光传播方向串接实现；
由激光烧结形成的一体化的第一级滤波器401和第二级滤波器402实现。
[0032]本实施例给出的X光散射空间滤波装置举例，还包括X光散射空间滤波器的导光管方向调整模块，该方向调整模块包括空间滤波器伺服控制机构，用于调整空间滤波器中导光管轴向使之与X光源中直射光方向保持一致，具体实现步骤包括:
调整所述X光散射空间滤波器面向X光源的上表面的法线方向至第一、第二、第三方向，使用与所述空间滤波器一体改变方向的成像单元阵列在所述第一、第二、第三方向上接收X光源发射的X光射线；
计算成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和，并使用在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和值进行数字信号处理中的内插估计；
使用内插估计中得出的能量总和值的峰值对应的方向作为所述X光散射空间滤波器上表面法线的取向。
[0033]本实施例给出的X光散射空间滤波装置举例，还包括X光检测及信息发送单元，用于将调整X光散射空间滤波器的导光管方向过程中获取的信息通过通信网发送到运行维护服务器，X光检测及信息发送单元执行如下至少一种步骤:
判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和中的最大值是否低于第一能量门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息；
判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的均匀度否低于第一均匀度门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息。
[0034]本发明提供的实施例给出的方法及装置，可以克服现有X光空间滤波技术存在的抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光的能力差、抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射的能力差这些缺点中的至少一种。
[0035]本发明实施例提供的抑制X光散射的空间滤波方法及装置可以部分或全部地使用激光烧结技术实现。
[0036] 以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种抑制X光散射的空间滤波方法，包括单级空间滤波方法或双级空间滤波方法，其中: 单级空间滤波，包括如下步骤: 在一组构成X光散射空间滤波器的具有第一口径尺度的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于导光管内壁的宽度或内壁的直径，该散射光阻挡片的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚； 双级空间滤波，包括如下步骤: 用一组具有第一高度和第一口径的导光管构成第一级X光散射空间滤波器，用一组具有第二高度和第二口径的导光管构成第二级X光散射空间滤波器，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的构建方式包括如下之一种: 用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及 在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚； 其中， 所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。2.如权利要求1所述的方法，其中， 所述双级空间滤波的实现方式为如下之一种: 分别由分立的第一级滤波器和第二级滤波器实现，双级滤波器由第一级滤波器和第二级滤波器沿X光源发出的非散射光传播方向串接实现； 由激光烧结形成的一体化的第一级滤波器和第二级滤波器实现； 其中，第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧；或者，第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧； 优选地，第一级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近X光光源一侧而第二级X光空间滤波器位于双级滤波器的靠近成像传感器一侧。3.如权利要求1所述的方法，还包括调整X光散射空间滤波器的导光管方向的方法，具体实现步骤包括: 调整所述X光散射空间滤波器面向X光源的上表面的法线方向至第一、第二、第三方向，使用与所述空间滤波器一体改变方向的成像单元阵列在所述第一、第二、第三方向上接收X光源发射的X光射线； 计算成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和，并使用在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和值进行数字信号处理中的内插估计； 使用内插估计中得出的能量总和值的峰值对应的方向作为所述X光散射空间滤波器上表面法线的取向。4.如权利要求3所述的方法，还包括将调整X光散射空间滤波器的导光管方向过程中获取的信息通过通信网发送到运行维护服务器的方法，具体包括如下至少一种步骤: 判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和中的最大值是否低于第一能量门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息； 判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的均匀度否低于第一均匀度门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息。5.一种抑制X光散射的空间滤波装置，包括单级空间滤波结构或双级空间滤波结构，其中， 所述单级空间滤波结构，包括:至少一个散射光阻挡片，用于抑制在被探测物体处产生的X光散射光至成像单元的辐射，或抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；所述散射光阻挡片设置在一组构成X光散射空间滤波器的具有第一口径尺度的导光管内的至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于导光管内壁的宽度或内壁的直径，该散射光阻挡片的宽度方向与导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第一口径尺度的导光管壁厚； 所述双级空间滤波结构，包括:第一级X光散射空间滤波器和第二级X光散射空间滤波器，所述第一级X光散射空间滤波器，用于抑制在被探测物体处产生的以较大角度入射至特定成像单元的散射X光，所述第二级X光散射空间滤波器，用于抑制在被探测物体处产生的以较小角度入射至特定成像单元的散射X光，或用于抑制在空间滤波器导光管壁上产生的X光点散射至成像单元的辐射；第一级X光散射空间滤波器包括一组具有第一高度和第一口径的导光管，第二级X光散射空间滤波器包括一组具有第二高度和第二口径的导光管，所述具有第二口径的导光管包含两个或两个以上的子导光管或子导光腔，第二 口径的周边形状及壁厚与第一口径相同，第一级X光散射空间滤波器与第二级X光散射空间滤波器以串接的方式构成双级空间滤波器；其中，所述具有第二口径的导光管的结构形式包括如下之一种: 用具有第二高度的散射光阻挡片在所述具有第二口径的导光管内构成两个或两个以上的子导光管或子导光腔，该散射光阻挡片与所述具有第二口径的导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于具有第二口径的导光管的周边壁厚；以及 在具有第二口径的导光管内设置至少一个散射光阻挡片，该散射光阻挡片的宽度小于具有第二口径的导光管内壁的宽度，该散射光阻挡片的宽度方向与所述导光管内壁的法线方向一致，该散射光阻挡片的高度方向与导光管中心线相同或平行，并且构成该散射光阻挡片宽度的两个侧面都不与所述导光管内壁同质连接或者只有一个侧面与所述导光管内壁同质连接，该散射光阻挡片的厚度小于或等于导光管壁厚； 其中， 所述散射光阻挡片采用激光烧结技术制造；所述一组构成X光散射空间滤波器的具有第一 / 二口径的导光管采用激光烧结技术制造；所述同质连接的具体实现步骤包括:散射光阻挡片与导光管使用相同的金属材料制作并通过激光烧结实现二者间的连接。6.根据权利要求5所述的装置，其中， 所所述第一级滤波与第二级滤波的结构形式为如下之一种: 分别由分立的第一级滤波器和第二级滤波器实现，双级滤波器由第一级滤波器和第二级滤波器沿X光源发出的非散射光传播方向串接实现； 由激光烧结形成的一体化的第一级滤波器和第二级滤波器实现。7.根据权利要求5所述的装置，还包括X光散射空间滤波器的导光管方向调整模块，该方向调整模块包括空间滤波器伺服控制机构，用于调整空间滤波器中导光管轴向使之与X光源中直射光方向保持一致，具体实现步骤包括: 调整所述X光散射空间滤波器面向X光源的上表面的法线方向至第一、第二、第三方向，使用与所述空间滤波器一体改变方向的成像单元阵列在所述第一、第二、第三方向上接收X光源发射的X光射线； 计算成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和，并使用在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和值进行数字信号处理中的内插估计； 使用内插估计中得出的能量总和值的峰值对应的方向作为所述X光散射空间滤波器上表面法线的取向。8.根据权利要求5所述的装置，还包括X光检测及信息发送单元，用于将调整X光散射空间滤波器的导光管方向过程中获取的信息通过通信网发送到运行维护服务器，X光检测及信息发送单元执行如下至少一种步骤: 判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的总和中的最大值是否低于第一能量门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息； 判断成像单元阵列中的各单元在第一、第二、第三方向上接收到的X光射线能量的均匀度否低于第一均匀度门限，若是，则向运行维护服务器发送相应的工作状态异常信息。
【文档编号】A61B6/00GK105852888SQ201510034798
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月24日
【发明人】钱浙滨
【申请人】钱浙滨