[实用新型]一种改进的双能CT成像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的双能CT成像装置，属于CT(Computed Tomography，即电子计算机断层扫描)成像领域，尤其是安全检查CT成像领域。

背景技术

目前，双能CT成像模式通常有以下几种：一是通过射线源的高压切换得到两个高压下的投影数据，这种方式通常要对物体扫描两次。二是采用两个射线源、两个探测器，两个射线源设置不同的管电压，这种设备成本很高。三是通过射线源的快速切换，这种方法对射线源的要求比较高。上述三种情况均为真双能成像。四是采用双层探测器，即伪双能成像，探测器的成本相对较高。五是采用光子计数探测器，进行能谱成像，该技术当前还处于实验室研究阶段，探测器的成本还非常高。

专利申请号为201410294426.2的专利文件公开了一种伪双能X射线线阵成像系统，其在低能探测芯片和高能探测芯片之间加铝箔铜片构成伪双能探测模块，其缺点是，所需探测器多，设备成本高，且在图像重建时存在大量的数据冗余量。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种改进的双能CT成像装置。

本实用新型解决问题的技术方案是：提供一种改进的双能CT成像装置，包括射线源、射线源控制器、旋转机构、运动控制器、单层探测器、金属过滤片、数据采集控制器、主控制计算机，所述主控制计算机分别与射线源控制器、运动控制器、数据采集控制器相连，所述射线源控制器与所述射线源相连，所述运动控制器与所述旋转机构相连，所述数据采集控制器与所述单层探测器相连，所述单层探测器包括左半部分和右半部分，所述金属过滤片位于所述单层探测器的右半部分与所述射线源之间且与所述单层探测器的右半部分互相平行。

进一步地，所述单层探测器的左半部分包括低能探元和第一数据采集电路板，所述单层探测器的右半部分包括高能探元和第二数据采集电路板。

进一步地，所述低能探元包括低能晶体和第一二极管，所述高能探元包括高能晶体和第二二极管。

进一步地，所述第一数据采集电路板和第二数据采集电路板均与所述数据采集控制器相连。

进一步地，所述高能晶体比低能晶体厚。

优选地，所述高能晶体和低能晶体为闪烁晶体Gd₂O₂S、CsI、CdWO₄中的任一种。

进一步地，所述单层探测器的左半部分和右半部分的分界线位于所述射线源的中心射束经过旋转机构的旋转中心的直线上。

进一步地，所述金属过滤片在所述射线源的射线的投影下覆盖所述单层探测器的右半部分。

进一步地，所述金属过滤片的材料为铜或钨。

进一步地，所述旋转机构为转台或带有滑环的机架。

进一步地，所述单层探测器为直线型或弧型，所述单层探测器的布置方式为线阵或面阵。

本实用新型所述的改进的双能CT成像装置的原理如下：

CT扇束360度扫描得到的正弦图数据是冗余的，在等角扇束扫描过程中投影之间有如下的关系：

P(β,γ)＝P(β+π-2γ,-γ)

其中β为射线源的旋转角度，γ为等角探测器上的投影(角度)地址。P(β,γ),P(β+π-2γ,-γ)被称为共轭投影。类似地可以推导出扇束等距的情形，有：

P(β,s)＝P(β+π-2γ,-s)

s为等距探测器的投影地址，γ为投影地址为s的射线与中心射束的夹角。

基于扇束扫描的正弦图以及共轭投影的几何关系可知，扇束扫描的投影数据不但是冗余的，且恰恰冗余了一半。

基于上述分析，本实用新型所设计的改进的双能CT成像装置，根据单层探测器的左半部分采集到的低能投影数据，就能够得到等效的右半部分的低能投影数据。同理，根据单层探测器右半部分采集到的高能投影数据，就能够得到等效的左半部分的高能投影数据，因此就得到了完整的高低能投影数据。根据完成的高低能投影数据，便能够进行双能CT图像重建。

本实用新型改进的双能CT成像装置的有益效果为：本实用新型设计新颖巧妙，通过将单层探测器分为包含低能探元的左半部分和包含高能探元的右半部分，不但将冗余的投影数据简化，而且大大降低了装置成本，探测器的成本降低了近50％。

附图说明

图1是本实用新型所述的改进的双能CT成像装置的连接示意图；

图2是本实用新型所述的改进的双能CT成像装置的结构示意图；

图3是CT扇束扫描原理示意图；

图4是CT扇束扫描正弦图表示原理示意图。