一種電子計算機x射線斷層掃描系統和方法

2023-05-30 11:58:31 4

專利名稱：一種電子計算機x射線斷層掃描系統和方法
技術領域：
本發明涉及電子計算機X射線斷層掃描技術領域，特別是涉及一種電子計算機X射線斷層掃描系統和方法。
背景技術：
電子計算機X射線斷層掃描(CT)圖像的空間解析度是CT系統的重要性能指標，由系統的硬體參數，包括探測器中的探測單元的直徑、X射線源的焦斑的長度、成像放大比等所決定° 根據美國 ASTME 1441 (American Society of Tool Manufacturing Engineers)對有效射束(BW，Beam Width)的定義，BW與硬體參數之間的關係為
權利要求
1.一種電子計算機X射線斷層掃描系統，其特徵在於，該系統包括:x射線源、準直器、轉臺、探測器和處理器；其中， 所述X射線源包括發射X射線的具有一定長度的焦斑和出射所述X射線的射線出口 ；所述準直器包括遮擋部分和透射部分；所述轉臺包括轉臺中心；所述轉臺的上表面承載被測物體，其中心軸穿過所述轉臺中心；所述探測器包括直線排列的一個以上的探測單元； 所述準直器位於所述射線出口與所述被測物體之間，其遮擋部分對所述焦斑的一部分所發射的X射線具有遮擋作用，其透射部分對所述焦斑的另一部分所發射的X射線具有透射作用； 所述探測器位於所述被測物體相對於所述準直器的另一側，各探測單元均與所述處理器相連；各所述探測單元用於檢測X射線，並將與其接收的X射線的強度成正比的計數值作為該探測單元的投影數據發送到所述處理器； 所述處理器根據所述準直器的吸收參數以及各探測單元送來的所述投影數據，構建所述被測物體的電子計算機X射線斷層掃描圖像。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述遮擋部分為一個以上由鎢或鉛製成的遮擋體，所述透射部分為一個以上的狹縫，且所述遮擋體與所述狹縫間隔排列。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述遮擋體與所述狹縫等間隔排列。
4.根據權利要求1、2或3所述的系統，其特徵在於，所述準直器為扇形，所述焦斑位於所述準直器的球心所在的一側。
5.一種電子計算機X射線斷層掃描方法，該方法基於權利要求1所述的系統；其特徵在於，該方法包括: 步驟1:將具有一定長度的所述焦斑劃分為連續的K段虛擬焦斑；啟動所述X射線源和所述探測器；確定所述準直器的吸收參數A ； 步驟2:依次穿過射線出口和透射部分的X射線對所述被測物體進行掃描；各探測單元將與其接收的X射線的強度成正比的計數值In作為該探測單元的投影數據發送到所述處理器；其中的η為掃描次數，其初始值為I ; 步驟3:η值加1，判斷η是否不超過預定的掃描總次數N，是則切換所述被測物體的掃描方位，返回執行步驟2，否則，執行步驟4 ; 步驟4:所述處理器根據像素值迭代公式組來確定所述被測物體的電子計算機X射線斷層掃描圖像中各像素的像素值fj的迭代值，並將滿足迭代結束關係的fj的第t+Ι次迭代值//_作為其終值； 所述像素值迭代公式組包括如下兩個公式
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述步驟I中，確定所述準直器的吸收參數A的方法包括: 步驟1-1:依次穿過所述射線出口、所述透射部分的X射線對結構已知的實驗模體進行掃描；各探測單元將與其接收的X射線的強度成正比的計數值Im作為該探測單元的投影數據發送到所述處理器；其中的m為掃描次數，其初始值為I ; 步驟1-2:m值加1，判斷m是否不超過預定的掃描總次數M，是則切換所述實驗模體的掃描方位，返回執行步驟1-1，否則，執行步驟1-3 ； 步驟1-3:針對同一探測單元，對吸收參數確定方程組進行求解，確定所述準直器的吸收參數A ;其中,所述吸收參數確定方程組包括:
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述步驟1-2中，所述切換所述實驗模體的掃描方位的方法為:繞所述中心軸旋轉所述轉臺中心以使所述實驗模體繞所述中心軸旋轉，或在所述轉臺的上表面上平移所述被測物體。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，所述實驗模體為密度測試塊或水模。
9.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述步驟3中，所述切換所述被測物體的掃描方位的方法為:繞所述中心軸旋轉所述轉臺中心以使所述被測物體繞所述中心軸旋轉，或在所述轉臺的上表面上平移所述被測物體。
全文摘要
本發明涉及一種電子計算機X射線斷層掃描系統和方法。該系統包括X射線源、準直器、轉臺、探測器和處理器；其中，X射線源包括具有一定長度的焦斑和射線出口；準直器包括遮擋部分和透射部分；轉臺上表面承載被測物體，其中心軸穿過轉臺中心；探測器包括直線排列的一個以上的探測單元；準直器位於射線出口與被測物體之間，遮擋部分對部分焦斑發射的X射線具有遮擋作用，透射部分對另一部分焦斑發射的X射線具有透射作用；各探測單元均與處理器相連，將與其接收的X射線強度成正比的計數值作為投影數據送到處理器，供其根據準直器的吸收參數及各投影數據來構建被測物體的CT圖像。本發明能提高CT系統的空間解析度。
文檔編號G01N23/04GK103175854SQ201110436170
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者張朋, 朱溢佞, 張慧滔 申請人:首都師範大學