[实用新型]多能CT成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及断层影像（CT）成像系统，特别涉及一种多能CT成像系统。

背景技术

断层影像(CT)的图像对比度与扫描所用的X光源能谱分布有很大关系。传统CT使用具有能谱分布的一个光源进行成像，有时会出现信息模糊致使两种不同材料在CT图像上完全相同，相对于此，双能CT使用两个不同分布的能谱对物体进行成像，能够消除单能谱情况下的信息模糊。双能X光断层成像技术（CT）利用物质在不同能量下的衰减差异能够获得关于物体的多重物理特性参数的分布信息，例如，电子密度分布、等效原子序数分布、多个能量下的单能衰减图像。这样，双能X光CT能够被用来进行传统CT的射线硬化校正、临床高对比度能谱图像获取、工业和安检的特殊和危险物品检测等。与传统的X光CT成像技术相比，双能CT在其成像功能上的突破对医学诊断技术、无损检测以及安全检查等应用都具有重大意义，因此，在近年来得到越来越广泛的关注。

此外，相对于传统的单能CT成像技术，双能CT成像技术不仅能够提供被检测物体的衰减系数和几何结构信息，还能够提供物质组成信息。因此，在安全检查领域，双能CT技术能够提供被检测物的电子密度和有效原子序数信息，从而进行危险物质的识别，另外，在医疗领域，双能CT能够提供不同组织成分的图像，例如骨质、软组织、对比度造影剂等。

目前，双能CT系统主要有双源双探测器、单源双层探测器、快速能量切换这三种实现方式。关于双源双探测器，如图1所示，这种系统由两套X光源以及探测器组成，即，这种系统包括高能X光源11、高能探测器12、以及低能X光源21、低能探测器22，并且，高能X光源11以及高能探测器12与低能X光源21以及低能探测器22分别呈90°交错放置。在数据采集时，这两套X光机发出不同能量(KVp)的射线，对应的探测器独立采集数据，由此，能够获得高能投影数据和低能投影数据这两组投影数据。但是，双源双探测器系统的成本十分昂贵，并且，对于旋转机架的机械结构的稳定性和强度的设计要求非常高。此外，关于单源双层探测器，如图2所示，在这种系统设计中，在传统的单能CT的探测器（图2中的低能探测器）之后增加了一个低能滤波片和一个探测器（图2中的高能探测器），由此，组成双能探测器。在X射线穿过第一个探测器（低能探测器）和滤波片后，低能部分的X射线被过滤除去，高能部分的X射线到达第二层探测器（高能探测器）。这两个探测器同时进行工作，从而能够采集到低能投影数据以及高能投影数据这两组投影数据。但是，这样的单源双层探测器的成本也较高。

此外，对于快速能量切换的方式来说，这种系统需要选用特殊的X光机，能够快速切换高压，交替发射不同能量(KVp)的射线。图3是示出用于实现双能CT系统的能量快速切换双能CT的示意图。如图3（B）所示，通过快速切换X光机高压值的方式能够实现高低能数据的采集方式。这种CT系统在扫描时机架正常旋转，例如转速0.5秒/圈，一圈进行1000次采样，则X光机的高压在每次采样中会切换一次，探测器则会读取两次数据，第一次为高能的投影数据，第二次为低能的投影数据。此时，X光机高压在一圈即0.5秒内切换1000次。但是，在快速能量切换系统中，需要搭配新型X光机，这导致此种方式成本变高并且也不容易普及应用。

如上所述，由于以上三种双能CT的制造成本都远大于传统的单能CT，所以，难以在一般的检测需求中推广应用。此外，由于双能CT不能够准确地反映X射线与物质的真实作用过程，对某些具有特征吸收的物质的重建结果的准确性较差，相对于此，多能CT则有望部分解决这一问题。因此，多能CT成像系统受到广泛关注。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种多能CT成像系统，能够在一周扫描过程中分多次改变X光机高压，从而能够以多能进行成像。

此外，本实用新型是在传统的单能CT成像系统的基础上得到的，能够在不增加硬件成本的情况下解决上述课题。

此外，本实用新型在硬件上利用与传统的单能CT基本相同的系统设计以及相应的数据处理和图像重建方法，提供多能成像功能，因此成本低，能够广泛应用于安全检查、医疗诊断等领域。

本实用新型提供一种多能CT成像系统，其特征在于，具有：

载物台，用于载置受检查物品；

电压可调的X射线发生装置，用于发出照射所述受检查物品的X射线；

探测器，用于接收从所述X射线发生装置发出且穿过所述受检查物品的X射线，并且，输出探测数据；

机架，装配有所述X射线发生装置以及所述探测器；以及