[发明专利]用于消除串扰的线段形模块CT探测器和方法

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及医学CT成像和工业CT成像领域，更具体地说，本发明涉及用于消除串扰的线段形模块CT探测器和方法。

背景技术

CT探测器能将照射在其上的x射线转换成电信号，它是CT装置中最重要的部分。CT探测器由很多探测器模块构成。常规的CT探测器模块具有较少的x-方向上的通道(即像素)，例如16通道，以便使探测器的像素更好地形成在一弧形上。这种呈弧形或准弧形设置的探测器具有等像素间距。并相对于x射线管焦点，各个像素具有相等的张角角度。常规CT弧形或准弧形探测器表面上方装有多个准直器板将射线管发出的x射线束导向探测器模块的相应像素上。这些多个准直器板相对于x射线管焦点具有相等的张角角度，其特征在于每一块准直器板的中心平面都对齐到相应的像素之间的缝隙的中心。通常说成：等像素宽度、等张角准直器CT探测器。

x射线通过人体或物体后，产生透射线和散射线。现在的CT是利用透射线(线束)重构图像的。散射线对重构图像是有害的，需要消除掉。这些多个准直器板通过吸收作用，能减少或消除散射x射线，阻止散射x射线到达模块的像素上。

当使用这种弧形或准弧形的CT探测器时，使用标准滤波反投影(FBP)图像重建方法或例如迭代重建(IR)的其他图像重建方法等来重建图像。为了降低成本，人们使用呈线段形设置的探测器模块的CT探测器。在这种线段形设置的CT探测器中，每个模块在x-方向上类似直线段形状，多个线段形模块拼接形成部分多边形的形状。每个线段形模块表面的中心点都在以x-射线球管焦点为圆心、半径为D的弧上。线段形模块在x方向上可以包括多个像素阵列(大于32通道，例如64通道或大于等于128通道)。但是，在这种线段形探测器模块中，等像素间距(即相邻像素中心之间的距离)将不再形成对x射线球管焦点的等张角。换句话说，等张角的准直器板之间的x射线束将不再对称地照射在探测器模块的每个像素上，而会产生一些偏移，从而导致x射线束能够到达相邻像素而产生串扰。串扰会导致图像有伪影。各个等张角的准直器板的中心平面将不再对齐到相应的像素之间的缝隙的中心。而会产生一些偏移量.这个偏移量在不同通道位置是不同的。

图1示出在相同x射线管照射情况下的常规弧形或准弧形探测器和线段形模块探测器在x方向上的比较。其中，标号110表示线段形模块探测器，其包括5个探测器模块，每个模块具有128个通道。标号120表示弧形探测器，其包括40个窄模块，每个模块只具有16个通道。从图1可见，弧形探测器120中的所有通道几乎都位于弧上。在弧形探测器中(见图7)，从探测器表面到x射线管焦点FS具有几乎相同的距离(等于弧的半径)R。所有通道都具有相同的像素间距P以及相同的张角Alpha，其中Alpha＝P/R。总而言之，常规弧形探测器呈等像素间距和等张角的几何形状。

与上述弧形探测器具有窄模块不同的是，线段形模块探测器110的模块表面更宽更平，形成多个直线段，具有更多的通道数，一般大于等于32通道。在这种线段形的探测器中，不同的像素表面到FS的距离不同。线段形模块探测器110的模块表面中心点到FS的距离是D，则模块表面边缘到FS的距离将是D/cos(theta)，其中theta是FS到模块边缘与FS到模块表面中心之间的夹角。显然，模块中的相同像素间距不再对应相同的张角，或者换句话说，x射线以相同张角度照射在探测器模块表面上时，在x方向上的照射不再具有相同的宽度。

从附图2中可更清楚的理解上述弧形探测器和线段形模块探测器在x方向上的不同。标号200表示x射线管的焦点。标号290表示准直器板。标号220表示准直器板间张角alpha，即x射线照射张角。标号230表示上述的线段形模块探测器。标号240表示上述的弧形探测器，其包括的各个探测器窄模块几乎都在同一弧上。标号250表示探测器模块中的像素。标号260表示像素之间的缝隙(kerf)。标号270表示两个相邻像素中心之间的距离，即像素间距P。标号280表示x射线束，x射线束不能够到达其相邻像素。从图2清楚可知，由于准直器板的屏蔽作用，x射线束照射到相应像素上，并不能够到达相邻像素，从而没有串扰问题出现。