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分立辐射探测器(DDA)的响应校正和坏像素修正方法

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:分立辐射探测器的响应校正,包括对探测器各单元本底噪声的偏置校正和对探测器各单元的增益校正。经过严格、优良的响应校正后,分立辐射探测器可以在很大的曝光剂量范围内,获得信噪比与曝光剂量的平方根间的线性响应关系。此外,使用分立辐射探测器还应进行坏像素修正。

分立辐射探测器(DDA)的响应校正和坏像素修正方法

分立辐射探测器(DDA)是由多个探测单元矩阵构成的探测器。各个单元的本底噪声可能不同,不同单元对射线的响应特性可能不同。这导致在无射线信号时,由于各个单元的本底噪声不同,也会显示某个不均匀的图像。即使在同样的曝光量下,由于各个单元的增益不同,可以做出不同响应,给出不同检测信号,造成虚假检测图像。也就是,由于分立辐射探测器本身结构的不均匀特性,可以形成噪声信号,称为结构噪声。如果不校正这种结构不均匀性,DDA探测器很难完成正确的检测。

由于DDA辐射探测器由分立探测单元构成的结构特点,对各个探测单元的差异可以进行严格、准确的测量,因此可以采用软件补偿各个单元的差异,使它们对同一检测信号做出同样的响应。这称为分立辐射探测器(DDA)响应校正。分立辐射探测器的响应校正,包括对探测器各单元本底噪声的偏置校正和对探测器各单元的增益校正。

偏置校正是通过适当过程对获得的像素值减去一个特定的像素平均值,使得无射线信号时像素显示为0值。增益校正是通过适当过程利用软件使探测器各个单元对射线信号以相同增益做出相同的响应。图2-7显示的是一个探测器的多点响应校正。图2-7a中,A曲线是未校正时探测器单元输出信号,B曲线是多点增益校正曲线,R曲线是理想的增益校正后探测器单元输出信号,S曲线是对R曲线又进行偏置校正后探测器单元理想的输出信号。图2-7b中,A曲线是在某透照电压、曝光量下未进行响应校正时探测器各单元给出的响应(灰度值),B曲线是进行响应校正后探测器各单元给出的响应(灰度值)。

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图2-7 探测器的多点响应校正

a)响应校正的基本方法 b)响应校正的结果

通过分立辐射探测器响应校正,可以使探测器的信噪比与曝光剂量的平方根线性关系。经过严格、优良的响应校正后,分立辐射探测器可以在很大的曝光剂量范围内,获得信噪比与曝光剂量的平方根间的线性响应关系。图2-8显示了某个探测器经过严格、优良的响应校正后的规格化信噪比与曝光剂量的平方根间的线性响应关系。

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图2-8 DDA探测器的规格化信噪比与曝光剂量关系

对于分立辐射探测器(DDA),常定义规格化信噪比与剂量平方根间的线性关系曲线的斜率,也即曝光剂量平方根值为1mGy对应的规格化信噪比值为探测器效率。其用于测定探测器对不同射线能量(线质)的响应特性。(www.xing528.com)

探测器制造厂提供的实际响应校正程序,主要可分为单点增益偏置校正和多点增益偏置校正。单点增益偏置校正是采用探测器输出信号一个点的数据进行的响应校正,多点增益偏置校正是采用探测器输出信号多个点(常为4点)的数据进行的响应校正。图2-9显示的是实际探测器响应校正的信噪比与剂量关系。可见,不同的响应校正程序效果存在差别。探测器响应校正后的信噪比与剂量平方根间的(近似)线性关系,将限定在一定的剂量范围内。

响应校正是DDA探测器获得高信噪比的关键技术措施。

探测器响应校正(偏置校正和增益校正)应按探测器制造厂规定的方法和步骤进行。即,采用探测器制造厂提供的软件和规定的程序进行。一般说,一次校正可适用于某种材料一定能量范围内(某个厚度范围)的检测工作。

此外,使用分立辐射探测器(DDA)还应进行坏像素修正。探测器的坏像素是指性能超出规范要求的像素单元,显然它们不能正确地给出检测图像信号(可能给出伪信号)。为获得正确的检测结果,必须消除它们的影响,这就需要进行坏像素修正。在探测器中,原来就可能存在不符合探测器技术条件的坏像素单元(它们被限定在规定范围),随着使用可能出现新的坏像素单元,因此需要进行坏像素修正。

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图2-9 实际探测器响应校正的信噪比与剂量关系

A—单点增益偏置校正 B—多点增益偏置校正

坏像素修正应采用探测器(DDA)制造厂提供的软件和规定的程序进行。

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