專利名稱：多能ct成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及斷層影像(CT)成像系統(tǒng)，特別涉及一種多能CT成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
斷層影像(CT)的圖像對比度與掃描所用的X光源能譜分布有很大關(guān)系。傳統(tǒng)CT使用具有能譜分布的一個(gè)光源進(jìn)行成像，有時(shí)會出現(xiàn)信息模糊致使兩種不同材料在CT圖像上完全相同，相對于此，雙能CT使用兩個(gè)不同分布的能譜對物體進(jìn)行成像，能夠消除單能譜情況下的信息模糊。雙能X光斷層成像技術(shù)(CT)利用物質(zhì)在不同能量下的衰減差異能夠獲得關(guān)于物體的多重物理特性參數(shù)的分布信息，例如，電子密度分布、等效原子序數(shù)分布、多個(gè)能量下的單能衰減圖像。這樣，雙能X光CT能夠被用來進(jìn)行傳統(tǒng)CT的射線硬化校正、臨床高對比度能譜圖像獲 取、工業(yè)和安檢的特殊和危險(xiǎn)物品檢測等。與傳統(tǒng)的X光CT成像技術(shù)相比，雙能CT在其成像功能上的突破對醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)、無損檢測以及安全檢查等應(yīng)用都具有重大意義，因此，在近年來得到越來越廣泛的關(guān)注。此外，相對于傳統(tǒng)的單能CT成像技術(shù)，雙能CT成像技術(shù)不僅能夠提供被檢測物體的衰減系數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)信息，還能夠提供物質(zhì)組成信息。因此，在安全檢查領(lǐng)域，雙能CT技術(shù)能夠提供被檢測物的電子密度和有效原子序數(shù)信息，從而進(jìn)行危險(xiǎn)物質(zhì)的識別，另外，在醫(yī)療領(lǐng)域，雙能CT能夠提供不同組織成分的圖像，例如骨質(zhì)、軟組織、對比度造影劑等。目前，雙能CT系統(tǒng)主要有雙源雙探測器、單源雙層探測器、快速能量切換這三種實(shí)現(xiàn)方式。關(guān)于雙源雙探測器，如圖1所示，這種系統(tǒng)由兩套X光源以及探測器組成，即，這種系統(tǒng)包括高能X光源11、高能探測器12、以及低能X光源21、低能探測器22，并且，高能X光源11以及高能探測器12與低能X光源21以及低能探測器22分別呈90°交錯(cuò)放置。在數(shù)據(jù)采集時(shí)，這兩套X光機(jī)發(fā)出不同能量(KVp)的射線，對應(yīng)的探測器獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，由此，能夠獲得高能投影數(shù)據(jù)和低能投影數(shù)據(jù)這兩組投影數(shù)據(jù)。但是，雙源雙探測器系統(tǒng)的成本十分昂貴，并且，對于旋轉(zhuǎn)機(jī)架的機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求非常高。此外，關(guān)于單源雙層探測器，如圖2所示，在這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在傳統(tǒng)的單能CT的探測器(圖2中的低能探測器)之后增加了一個(gè)低能濾波片和一個(gè)探測器(圖2中的高能探測器)，由此，組成雙能探測器。在X射線穿過第一個(gè)探測器(低能探測器)和濾波片后，低能部分的X射線被過濾除去，高能部分的X射線到達(dá)第二層探測器(高能探測器)。這兩個(gè)探測器同時(shí)進(jìn)行工作，從而能夠采集到低能投影數(shù)據(jù)以及高能投影數(shù)據(jù)這兩組投影數(shù)據(jù)。但是，這樣的單源雙層探測器的成本也較高。此外，對于快速能量切換的方式來說，這種系統(tǒng)需要選用特殊的X光機(jī)，能夠快速切換高壓，交替發(fā)射不同能量(KVp)的射線。圖3是示出用于實(shí)現(xiàn)雙能CT系統(tǒng)的能量快速切換雙能CT的示意圖。如圖3 (B)所示，通過快速切換X光機(jī)高壓值的方式能夠?qū)崿F(xiàn)高低能數(shù)據(jù)的采集方式。這種CT系統(tǒng)在掃描時(shí)機(jī)架正常旋轉(zhuǎn)，例如轉(zhuǎn)速0.5秒/圈，一圈進(jìn)行1000次采樣，則X光機(jī)的高壓在每次采樣中會切換一次，探測器則會讀取兩次數(shù)據(jù)，第一次為高能的投影數(shù)據(jù)，第二次為低能的投影數(shù)據(jù)。此時(shí)，X光機(jī)高壓在一圈即0.5秒內(nèi)切換1000次。但是，在快速能量切換系統(tǒng)中，需要搭配新型X光機(jī)，這導(dǎo)致此種方式成本變高并且也不容易普及應(yīng)用。如上所述，由于以上三種雙能CT的制造成本都遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的單能CT，所以，難以在一般的檢測需求中推廣應(yīng)用。此外，由于雙能CT不能夠準(zhǔn)確地反映X射線與物質(zhì)的真實(shí)作用過程，對某些具有特征吸收的物質(zhì)的重建結(jié)果的準(zhǔn)確性較差，相對于此，多能CT則有望部分解決這一問題。因此，多能CT成像系統(tǒng)受到廣泛關(guān)注。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種多能CT成像系統(tǒng)，能夠在一周掃描過程中分多次改變X光機(jī)高壓，從而能夠以多能進(jìn)行成像。此外，本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)的單能CT成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)上得到的，能夠在不增加硬件成本的情況下解決上述課題。此外，本實(shí)用新型在硬件上利用與傳統(tǒng)的單能CT基本相同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和圖像重建方法，提供多能成像功能，因此成本低，能夠廣泛應(yīng)用于安全檢查、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。本實(shí)用新型提供一種多能CT成像系統(tǒng)，其特征在于，具有:載物臺，用于載置受檢查物品；電壓可調(diào)的X射線發(fā)生裝置，用于發(fā)出照射所述受檢查物品的X射線；探測器，用于接收從所述X射線發(fā)生裝置發(fā)出且穿過所述受檢查物品的X射線，并且，輸出探測數(shù)據(jù)；
·[0014]機(jī)架，裝配有所述X射線發(fā)生裝置以及所述探測器；以及數(shù)據(jù)處理及控制裝置，對所述載物臺、所述X射線發(fā)生裝置、所述探測器、所述機(jī)架進(jìn)行控制，處理來自所述探測器的所述探測數(shù)據(jù)，在所述X射線發(fā)生裝置的一周掃描過程中，所述數(shù)據(jù)處理及控制裝置根據(jù)預(yù)定的能量數(shù)將所述X射線發(fā)生裝置的圓軌道平均分成預(yù)定個(gè)數(shù)的角度區(qū)間，對每一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的所述X射線發(fā)生裝置的高壓，當(dāng)所述機(jī)架從當(dāng)前的角度區(qū)間旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)角度區(qū)間時(shí)，根據(jù)來自所述數(shù)據(jù)處理及控制裝置的指令，對所述X射線發(fā)生裝置進(jìn)行控制，將所述X射線發(fā)生裝置切換為在下一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定的電壓。此外，本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于，具有如下步驟:(a)按照預(yù)定的能量數(shù)將所述多能CT成像系統(tǒng)的X射線發(fā)生裝置的圓軌道平均分成預(yù)定個(gè)數(shù)的角度區(qū)間，對每個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的所述X射線發(fā)生裝置的高壓；(b)所述X射線發(fā)生裝置沿著圓軌道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在每個(gè)角度區(qū)間以在該角度區(qū)間所設(shè)定的高壓進(jìn)行工作，發(fā)出X射線，照射受檢查物品；(c)利用所述多能CT成像系統(tǒng)的探測器采集不同能量下的投影數(shù)據(jù)；(d)利用所述多能CT成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及控制裝置得到所述不同能量下的投影數(shù)據(jù)的線積分?jǐn)?shù)據(jù)；(e)將所述不同能量下的線積分?jǐn)?shù)據(jù)依次進(jìn)行拼接，由此得到覆蓋360°的完整的線積分?jǐn)?shù)據(jù)；(f)根據(jù)所述完整的線積分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行重建，由此得到混合重建結(jié)果；[0023](g)將所述混合重建結(jié)果作為先驗(yàn)圖像，對各段不完整數(shù)據(jù)分別進(jìn)行重建，得到不同能量下的衰減系數(shù)重建結(jié)果；(h)根據(jù)所述衰減系數(shù)重建結(jié)果得到分解系數(shù)，并且，利用所述分解系數(shù)得到原子序數(shù)分布圖像和電子密度分布圖像。在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的成像方法中，在所述步驟(a)中將圓軌道分為N角度區(qū)間并且使在所述步驟(d)中得到的不同能量下的線積分?jǐn)?shù)據(jù)為P1, P2,…，Pn，并且，在所述步驟(f)中利用普通圓軌道濾波反投影法進(jìn)行重建，使得到的混合重建結(jié)果為fo，N和η是大于等于2的整數(shù)，在所述步驟(g)中，通過求解有約束條件的最小化優(yōu)化問題
argmmG(f;,f0)得到 兩足約束條件||H.f; — p, |，< ￡的裳減系數(shù)重建結(jié)果f/，其中，G Cfi,
fQ)為描述先驗(yàn)圖像與重建結(jié)果的差異的函數(shù),Hi為第i個(gè)能量下的投影算子，ε為與測量數(shù)據(jù)噪聲方差有關(guān)的參數(shù)，1 = 1,2,…，η。在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的成像方法中，在所述步驟(h)中，使用后處理基效應(yīng)分解法得到分解系數(shù)，并且，利用所述分解系數(shù)得到原子序數(shù)分布圖像和電子密度分布圖像。在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的成像方法中，在所述步驟(h)中，使用后處理基材料分解法得到分解系數(shù)，并且，利用所述分解系數(shù)得到原子序數(shù)分布圖像和電子密度分布圖像。在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的成像方法中，代替所述步驟(h)而具有如下的步驟(j):對在所述步驟(g)中得到的衰減系數(shù)重建結(jié)果f,.進(jìn)行正投影處理，從而得到補(bǔ)全后的分角度掃面缺失的投影數(shù)據(jù)，然后，利用前處理方法得到不同的基函數(shù)的系數(shù)，從而得到原子序數(shù)分布圖像和電子密度分布圖像。根據(jù)本實(shí)用新型，在不改變現(xiàn)有的傳統(tǒng)單能CT系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的前提下，將X射線發(fā)生裝置的圓軌道分為 預(yù)定的角度區(qū)間，對每個(gè)角度區(qū)間設(shè)定預(yù)定的X射線發(fā)生裝置的高壓，利用本實(shí)用新型中的重建方法提供雙能成像功能，擴(kuò)展了傳統(tǒng)CT的使用功能，并且，與現(xiàn)有的雙能CT設(shè)備相比，成本較低。

圖1是示出用于實(shí)現(xiàn)雙能CT系統(tǒng)的雙源雙探測器方式的示意圖。圖2是示出用于實(shí)現(xiàn)雙能CT系統(tǒng)的單源雙層探測器方式的示意圖。圖3是示出用于實(shí)現(xiàn)雙能CT系統(tǒng)的能量快速切換雙能CT的示意圖。圖4是示出本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的示意圖。圖5是利用本實(shí)用新型的雙能掃描得到的正弦圖。圖6是對圖5進(jìn)行卷積所得到的結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖4是本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)的示意圖，(A)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及多能掃描方式的示意圖，(B)是機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度與X光機(jī)電壓之間的關(guān)系的圖。如圖4所示，在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)中，具備:載物臺，用于載置受檢查物品(即，圖4中的待測物體);用于發(fā)出照射上述受檢查物品的X射線的電壓可調(diào)的X射線發(fā)生裝置(即，圖4中的X光源);探測器，接收從上述X射線發(fā)生裝置發(fā)出且穿過了上述受檢查物品的X射線，并且，輸出探測數(shù)據(jù)(例如，不同能量下的投影數(shù)據(jù)等)；機(jī)架；數(shù)據(jù)處理及控制裝置，對上述載物臺、上述X射線發(fā)生裝置、上述探測器、上述機(jī)架進(jìn)行控制，處理來自上述探測器的上述探測數(shù)據(jù)。此外，在本實(shí)用新型中所使用的X射線發(fā)生裝置是具有可調(diào)電壓功能的X光機(jī)，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)處理及控制裝置的控制來切換電壓，發(fā)出不同能量的X射線。此外，關(guān)于本實(shí)用新型中所使用的X射線發(fā)生裝置，并沒有特別限定，只要是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)處理及控制裝置的控制進(jìn)行電壓切換的X光源，就能夠應(yīng)用于本實(shí)用新型。此外，X射線發(fā)生裝置以及探測器裝配在環(huán)形的機(jī)架上，機(jī)架能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且，通過滑環(huán)機(jī)構(gòu)完成與X射線發(fā)生裝置的控制信號的傳遞以及探測器所采集的數(shù)據(jù)的傳輸。此外，還能夠?qū)射線發(fā)生裝置進(jìn)行供電(此處，滑環(huán)的功能與發(fā)電機(jī)電刷類似)。此外，例如，在CT成像系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中，機(jī)架始終進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如果X射線發(fā)生裝置進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)所在的平面為XY平面(此處例如為紙面)，則受檢查物品在傳送皮帶上沿著Z軸方向直線運(yùn)動(即，垂直于紙面運(yùn)動)。此外，在X射線發(fā)生裝置的一周掃描過程中，數(shù)據(jù)處理及控制裝置根據(jù)預(yù)定的能量數(shù)將圓軌道平均分成預(yù)定的N (N是大于等于2的整數(shù))個(gè)角度區(qū)間，對每一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的X射線發(fā)生裝置的高壓，當(dāng)機(jī)架從當(dāng)前的角度區(qū)間旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)角度區(qū)間時(shí)，根據(jù)來自數(shù)據(jù)處理及控制裝置的指令，對X射線發(fā)生裝置進(jìn)行控制，將電壓切換為在下一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定的電壓，由此，發(fā)射出不同能量的X射線。載物臺、機(jī)架分別做圓軌道旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線平移運(yùn)動或者兩者的組合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)螺旋掃描軌跡或者圓周掃描軌跡。具體地說，如圖4 (A)所示，本實(shí)用新型中的載物臺是放置物體的結(jié)構(gòu)。當(dāng)機(jī)架進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)而載物臺靜止、或者機(jī)架靜止而載物臺進(jìn)行圓周運(yùn)動時(shí)，能夠?qū)崍A周軌道掃描方 式，這兩者是等價(jià)的。此外，螺旋運(yùn)動能夠分解為XY平面內(nèi)的圓周運(yùn)動和沿Z方向的直線運(yùn)動的這兩個(gè)分運(yùn)動，使載物臺和機(jī)架分別完成其中的一個(gè)分運(yùn)動，將它們組合起來就是螺旋運(yùn)動，例如載物臺進(jìn)行直線運(yùn)動而機(jī)架進(jìn)行圓周運(yùn)動。此夕卜，也可以是載物臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而機(jī)架進(jìn)行平移，這種方式適用于大型的物體檢測，這是因?yàn)榇笮臀矬w平移需要太大場地空間而旋轉(zhuǎn)較容易實(shí)現(xiàn)。此外，由于載物臺與機(jī)架的運(yùn)動屬于相對運(yùn)動，所以，在本實(shí)用新型中，按照使載物臺固定并且使機(jī)架旋轉(zhuǎn)的圓周掃描軌跡進(jìn)行描述。此外，數(shù)據(jù)處理及控制裝置由例如計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，用于完成多能CT成像系統(tǒng)運(yùn)行過程的控制，這些控制包括機(jī)械轉(zhuǎn)動、電氣控制、安全聯(lián)鎖控制等。在X射線發(fā)生裝置的一周掃描過程中，根據(jù)所需要的能量數(shù)將X射線發(fā)生裝置的圓軌道平均分成多個(gè)角度區(qū)間，例如，在雙能的情況下將圓軌道分為兩個(gè)180°角度區(qū)間，即，分為0° 180°的角度區(qū)間以及180° 360°的角度區(qū)間，在三能的情況下(圖4中所示的情況)將圓軌道分為三個(gè)120°角度區(qū)間，即，分為0° 120°的角度區(qū)間、120° 240°的角度區(qū)間以及240° 360°的角度區(qū)間。對每一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的X光機(jī)高壓，例如，在將圓軌道分為兩個(gè)180°角度區(qū)間的情況下，X光機(jī)高壓分別為120KV以及80KV。此外，當(dāng)機(jī)架從當(dāng)前的角度區(qū)間旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)角度區(qū)間時(shí)，數(shù)據(jù)處理及控制裝置發(fā)送指令，對X光機(jī)進(jìn)行控制，將X光機(jī)電壓切換為在下一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定的電壓，由于此單步切換過程能夠快速完成，所以，并不會影響數(shù)據(jù)采集。此外，在本實(shí)用新型中所使用的探測器是完整的面陣X射線探測器，但是，探測器也不限于此，只要能夠完成數(shù)據(jù)探測，能夠使用任意的探測器。此外，在本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)中還具有讀出電路、采集觸發(fā)信號電路及數(shù)據(jù)傳輸電路，這些電路與面陣X射線探測器一起組成對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。以下，對本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)中的成像方法進(jìn)行說明。本實(shí)用新型的多能CT成像系統(tǒng)在X射線發(fā)生裝置的圓軌道掃描一圈角度范圍內(nèi)分不同能量來采集數(shù)據(jù)。例如，預(yù)先選定N個(gè)能量(記作E1, E2,…，En)，將圓軌道平均分為N個(gè)角度區(qū)間(也就是對N個(gè)角度區(qū)間的每一個(gè)設(shè)定預(yù)定的電壓)，N是大于等于2的整數(shù)。在此情況下，每個(gè)能量下的投影數(shù)據(jù)只覆蓋圓軌道的360° /N的范圍，從而可以看出這屬于有限角度重建的范疇。( I)首先，多能CT成像系統(tǒng)進(jìn)行工作，數(shù)據(jù)處理及控制裝置進(jìn)行控制，使X射線發(fā)生裝置沿著圓軌道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且，X射線發(fā)生裝置在由數(shù)據(jù)處理及控制裝置預(yù)先劃分的每個(gè)角度區(qū)間以在該角度區(qū)間所設(shè)定的電壓進(jìn)行工作，發(fā)射出X射線，照射受檢查物品。相應(yīng)地，利用由探測器、讀出電路、采集觸發(fā)信號電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，由此，得到不同能量E1, E2,…，En (η是大于等于2的整數(shù))下的投影數(shù)據(jù)，并且，將不同能 量E1, E2，…，En下的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行本底校正、不一致性校正、負(fù)對數(shù)運(yùn)算等操作，從而得到物體在能量E1, E2,...，En下的線積分?jǐn)?shù)據(jù)P1, P2,...，Pn0將上述的所有能量E1, E2,…，EnT的線積分?jǐn)?shù)據(jù)P1, P2,…，Pn依次進(jìn)行拼接，由此，能夠得到覆蓋X射線發(fā)生裝置的圓軌道360°的完整的線積分?jǐn)?shù)據(jù)。接著，利用普通圓軌道濾波反投影算法等的方法進(jìn)行重建，由此，能夠得到混合重建結(jié)果此外，關(guān)于混合重建結(jié)果fo，因?yàn)椴煌芰肯碌慕Y(jié)構(gòu)信息不同，也就是說fo是多個(gè)不完整信息混在一起的一個(gè)中間結(jié)果，所以沒有嚴(yán)格的物理含義。此外，雖然拼接得到的線積分?jǐn)?shù)據(jù)在角度方向上有不連續(xù)性，但是，在濾波方向上是連續(xù)的，因此，進(jìn)行反投影所得到的結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映物體(受檢查物品)的幾何結(jié)構(gòu)信息。此外，為了便于理解，如圖5所示，以二維為例進(jìn)行說明。在圖5所示的例子中，將圓軌道分為0° 180°和180° 360°這兩個(gè)角度區(qū)間(即，雙能掃描)。在此處，拼接得到的結(jié)果指的是CT中常說的正弦圖。關(guān)于上述的拼接，就是不管能量上的差異，將這些數(shù)據(jù)(線積分?jǐn)?shù)據(jù)P1, P2,…，Pn)按照單能CT的數(shù)據(jù)構(gòu)成方式按照角度的次序放到一起，所以，在圖5中可以看到，在180°時(shí)切換能量，在能量改變的地方有一個(gè)明顯的跳躍邊緣(即，在180°處會出現(xiàn)明顯的不連續(xù)現(xiàn)象)。即，在角度這個(gè)方向(圖5中的縱軸)數(shù)據(jù)是不連續(xù)的。另一方面，雖然這兩個(gè)角度區(qū)間的能量不同，但是，各部分都包含被照射物體(受檢查物品)的結(jié)構(gòu)信息。此外，由于濾波是在探測器方向上做一維濾波，即對圖5中的線積分?jǐn)?shù)據(jù)一行一行獨(dú)立地做一維卷積，所以，180°的階躍不會影響卷積結(jié)果，在圖6中示出卷積的結(jié)果。(2)為了進(jìn)行各個(gè)能量E1, E2，…，EnT的衰減系數(shù)的有限角度范圍的重建，將如上所述那樣求出的混合重建結(jié)果fo作為先驗(yàn)圖像。所謂先驗(yàn)圖像，是指與待重建的圖像之間具有一定聯(lián)系并且能夠反映出待重建圖像的某些信息(例如，結(jié)構(gòu)、邊緣、特征等)的圖像。在本實(shí)用新型中，先驗(yàn)圖像是指由圖5的線積分?jǐn)?shù)據(jù)所重建出來的圖像。此外，由于線積分?jǐn)?shù)據(jù)是由不同能量的數(shù)據(jù)拼接得到的，所以，重建結(jié)果不完全等于任何一個(gè)能量下的等效衰減系數(shù)，但是都比較接近，并且在幾何結(jié)構(gòu)上能夠完全反應(yīng)物體信息。接著，為了得到各個(gè)能量E1, E2，…，En下的衰減系數(shù)重建結(jié)果1(1 = 1,2, -,η),
構(gòu)造先驗(yàn)約束的優(yōu)化問題argmm GCfi,&),使得
權(quán)利要求1.一種多能CT成像系統(tǒng)，其特征在于，具有: 載物臺，用于載置受檢查物品； 電壓可調(diào)的X射線發(fā)生裝置，用于發(fā)出照射所述受檢查物品的X射線； 探測器，用于接收從所述X射線發(fā)生裝置發(fā)出且穿過所述受檢查物品的X射線，并且，輸出探測數(shù)據(jù)； 機(jī)架，裝配有所述X射線發(fā)生裝置以及所述探測器；以及 數(shù)據(jù)處理及控制裝置，對所述載物臺、所述X射線發(fā)生裝置、所述探測器、所述機(jī)架進(jìn)行控制，處理來自所述探測器的所述探測數(shù)據(jù)，在所述X射線發(fā)生裝置的一周掃描過程中，所述數(shù)據(jù)處理及控制裝置根據(jù)預(yù)定的能量數(shù)將所述X射線發(fā)生裝置的圓軌道平均分成預(yù)定個(gè)數(shù)的角度區(qū)間，對每一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的所述X射線發(fā)生裝置的高壓，當(dāng)所述機(jī)架從當(dāng)前的角度區(qū)間旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)角度區(qū)間時(shí)，根據(jù)來自所述數(shù)據(jù)處理及控制裝置的指令，對所述X射線發(fā)生裝置進(jìn)行控制，將所述X射線發(fā)生裝置切換為在下一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定的電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及多能CT成像系統(tǒng)。多能CT成像系統(tǒng)具有載物臺，載置受檢查物品；電壓可調(diào)的X射線發(fā)生裝置，發(fā)出X射線；探測器，接收從X射線發(fā)生裝置發(fā)出且穿過受檢查物品的X射線，輸出探測數(shù)據(jù)；機(jī)架，裝配X射線發(fā)生裝置及探測器；數(shù)據(jù)處理及控制裝置，對載物臺、X射線發(fā)生裝置、探測器及機(jī)架控制進(jìn)行，處理探測數(shù)據(jù)，在X射線發(fā)生裝置的一周掃描過程中，根據(jù)預(yù)定的能量數(shù)將X射線發(fā)生裝置的圓軌道平均分成預(yù)定個(gè)數(shù)的角度區(qū)間，對每個(gè)角度區(qū)間設(shè)定不同的X射線發(fā)生裝置的高壓，當(dāng)機(jī)架從當(dāng)前的角度區(qū)間旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)角度區(qū)間時(shí)，對X射線發(fā)生裝置進(jìn)行控制，將X射線發(fā)生裝置切換為在下一個(gè)角度區(qū)間設(shè)定的電壓。
文檔編號A61B6/03GK203149136SQ20132001198
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者沈樂, 邢宇翔, 沈琪, 曹萌, 張麗, 陳志強(qiáng) 申請人:清華大學(xué), 同方威視技術(shù)股份有限公司