[发明专利]探测器装置、双能CT系统和使用该系统的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及双能CT检测领域，尤其涉及用于双能CT系统的探测器装置、包括该探测器装置的双能CT系统以及使用所述双能CT系统进行检测的方法。

背景技术

目前，基于X射线辐射成像的计算机断层扫描技术(简称“CT”技术)被广泛应用于安全检查，尤其用于检查行李物品中的可疑物品。在基于X射线辐射成像的CT技术中，通过CT数据重建可以得到断层内的被扫描物质的特征分布数据，通过对特征数据进行分析，可实现对行李中常见的嫌疑物质进行识别。一般的CT设备包含X射线源、校准装置、旋转滑环、探测部件、进行数据计算的专用计算机系统、供电及控制系统等。

在传统的双能CT结构中，探测部件通常采用两种具有不同能量响应的探测晶体单元，即，具有第一能量响应的探测晶体单元(例如，低能探测晶体单元)和具有第二能量响应的探测晶体单元(例如，高能探测晶体单元)。所述具有第一能量响应的探测晶体单元和具有第二能量响应的探测晶体单元的数量通常相等，分别设置在印刷电路板的两侧并且当从射线的入射方向观察时隔着电路板对齐(即，重叠)设置、一一对应。在进行检测时，使用采集模块采集来自探测部件的数据信号，并且采用双能分解技术将具有第一能量响应的和具有第二能量响应的数据进行分解，重建物品的不同能量的X射线扫描下的衰减系数图像、电子密度图像和原子序数图像，从而能够识别物质成分，将诸如毒品、炸药等违禁物检测出来。

对于双能CT安检而言，三维图像清晰度和物质识别准确率是其成像关键指标，但是这两个指标对于探测器模块的要求并不一致。一方面，要实现更高的三维图像清晰度，只需要提高具有第一和第二能量响应的探测器晶体其中一种的数量，然而要提高物质识别准确率，则需要同时提高两种探测晶体的数量；另一方面，三维图像清晰度对晶体数量的要求远远大于物质识别准确率对探测器晶体数量的要求。

考虑到探测器晶体价格昂贵，由此，存在一种需求，希望能够优化探测器整体成本，在满足物质识别准确率的基础上，又能确保高的CT图像重建的空间分辨率。

发明内容

鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷中的至少一个方面。

本发明的目的之一在于提供一种新颖的用于双能CT系统的探测器装置，采用具有第一能量响应的探测晶体单元与具有第二能量响应的探测晶体单元交错设置的布置方式，实现探测成本的最优化，在满足被扫描物质识别准确率的同时，又能确保高的CT图像重建的空间分辨率。该探测器装置可以应用于检查行李物品中的可疑物品。

根据本发明的一方面，提供一种用于双能CT系统的探测器装置，所述双能CT系统包括扫描通道，其中被扫描物品(例如，行李物品)沿传送方向通过所述扫描通道进出所述双能CT系统；设置在扫描通道一侧的X射线源；以及设置在所述扫描通道相对一侧的用于安装所述探测器装置的探测臂架，其中所述探测器装置包括多个探测器组件，每个探测器组件包括：沿第一方向间隔排布的至少一个具有第一能量响应的探测晶体单元(例如，低能探测晶体单元)，每个具有第一能量响应的探测晶体单元包括沿第二方向布置的至少一个具有第一能量响应的探测晶体，其中第一方向平行于传送方向，第二方向垂直于第一方向；以及沿第一方向间隔排布的至少一个具有第二能量响应的探测晶体单元(例如，高能探测晶体单元)，每个具有第二能量响应的探测晶体单元包括沿第二方向布置的至少一个具有第二能量响应的探测晶体，其中第二能量高于第一能量；其中沿X射线的入射方向观察时所述至少一个具有第一能量响应的探测晶体单元和所述至少一个具有第二能量响应的探测晶体单元沿第一方向至少部分地交错排布。

通过本发明的探测器装置，由于具有第一能量响应的探测晶体单元和具有第二能量响应的探测晶体单元沿第一方向至少部分地交错排布(即，不对齐地排布)，相比于传统的具有第二能量响应的探测晶体单元和具有第一能量响应的探测晶体单元对齐排布的方式来说，在单能处理模式中，能够用于探测X射线的探测晶体单元的数量被增多。从X射线源发出的X射线束一部分经过交错布置的具有第一能量响应的探测晶体单元或具有第二能量响应的探测晶体单元被采集，一部分经过对齐布置的具有第一能量响应的/具有第二能量响应的探测晶体单元块被采集，之后将所有采集的数据信号用于被扫描物品的CT图像重建，从而能提高空间分辨率，同时由于具有第二能量响应的探测晶体单元的数量并没有被增加，因此能够保证成本不会增大。

在一具体实施方式中，所述具有第一能量响应的探测晶体单元的数量等于所述具有第二能量响应的探测晶体单元的数量。