不同准直角双轴闪光照相

　　闪光照相的过程中,很多X光光子与客体发生了相互作用,包括康普顿散射、电子对生成和光电吸收等。在这些作用过程中产生了大量的散射光子,严重影响了X光照相后重建客体的结果[1-12]。为了减小这些散射X光,闪光照相中引进了很多降散射器件,使用最多的就是准直器。大量的闪光照相实验和模拟已经表明,不同准直角下散射也不同,且准直角越小,散射越小[4-5]。对于FTO,当准直器准直到客体以外时,散射非常严重,它是直穿的几十倍[2,5,12]。散射将光程缩短了一半左右[8]。这种情形下重建出的FTO芯部的密度精度很差。为了重建出较高精度的芯部密度,必须减少散射。小角准直具有降低散射的能力,提供了获取可靠芯部信息的途径。但是小角准直损失了外部客体的信息。因而,从信息融合的观点出发,构想了使用不同准直角双轴闪光照相方案来重建出较高精度的FTO客体。不同准直角双轴闪光照相是建立在轴对称客体基础上的,目的是利用准直器降低散射的影响,并利用不同准直角双轴闪光照相结果融合成一幅图像,并从这幅图像重建出高密度精度的轴对称客体,即提高轴对称密度提取的精度。

　　1　理　论

　　闪光照相中一次散射照射量Is(rf)的表达式为[13]

　　本文的保护窗属于纵向等厚散射体。纵向等厚散射体的特点是沿照相轴方向厚度相等和散射体各点到记录点距离近似相等。

　　虽然闪光照相中散射很严重,但是不同准直角下能得到一部分精度较高的客体信息。大准直角得到客体外部信息,小准直角得到客体芯部信息。再结合信息融合技术融合上述外部信息和芯部信息,从而得到整个客体信息。因而,不同准直角多轴照相能够获得较高精度对称客体全部的密度信息,而有别于传统意义上的多轴照相,其是为了多角度重建而获得不对称客体的立体信息。

　　2　模　拟

　　图1是概念性的不同准直角双轴闪光照相示意图。闪光照相的主要器件包括加速器、轫致辐射靶、准直器、容器、保护窗、客体和探测器等[14-15]。x闪光照相轴和y闪光照相轴除了准直角大小不同以外,其它的布局条件完全相同。x轴的准直角小,y轴的准直角大。x轴闪光照相用于获得小散射下的客体芯部的弱信号,y轴闪光照相用于获得大散射下的客体外部区域的强信号。虽然y轴闪光照相的散射较大,但是客体外部区域信号较强,散射的影响并不大,它与降散射的小角准直x轴闪光照相的散射影响差不多。这两幅图像的融合降低了散射影响的图像,从它可以重建出更高精度的密度分布。

　　对不同准直角双轴闪光照相系统进行了MC模拟。客体是FTO[12],采用了常见的照相布局。靶到客体中心的距离是200.0 cm,客体中心到探测器的距离是100.0 cm。