[发明专利]一种稀疏角度采样的CT扫描装置及方法

说明书

本发明涉及一种稀疏角度采样的CT扫描装置，包括旋转机架、辐射源、探测器、图像重建单元；辐射源安装在旋转机架上，辐射源发射的X射线穿透扫描对象至探测器生成X射线投影，图像重建单元将探测器生成的X射线投影重建为CT图像；装置还包括挡板和驱动机构，挡板位于辐射源与探测器之间，驱动机构用于驱动挡板，以使挡板间歇性阻挡X射线的照射路径。本发明的设备通过间歇性遮挡旋转照射的X射线，实现了稀疏角度采样。在扫描过程中辐射源处于连续发射的状态，不需要反复快速开关辐射源，避免了电压和电流的控制问题。

技术领域

本发明属于CT扫描领域，具体涉及一种稀疏角度采样的CT扫描装置及方法。

背景技术

CT成像技术在医学领域获得了非常广泛的应用，已经成为了极其常见的诊断方式，随CT扫描的使用频率增高，患者在诊疗过程中接受的X射线辐射剂量也不断增高。过高的辐射剂量会增加患者罹患癌症或其它严重疾病的风险，因此，低剂量CT扫描的重要性日渐提升。降低CT扫描辐射剂量的方案可以分为两大类：一种是通过调节辐射源的电压和电流，降低患者受到的辐射剂量，电流/电压越低，患者受到的辐射剂量越低；另一种是减少CT扫描中的采样角度，也即稀疏角度采样方法，通过稀疏角度采样降低患者受到的辐射剂量。其中稀疏角度采样方案想降低患者受到的辐射剂量需要在扫描过程中控制X射线在特定的扫描角度照射患者，并被探测器采集；在非特定扫描角度的其它时刻没有X射线穿过患者。如此降低了患者在扫描过程中承受X射线辐射的时间，从而降低辐射剂量。因此，稀疏角度采样的关键是控制X射线在何时照射患者。

为了控制X射线在特定角度照射患者而在其它角度不照射，现有的解决方案是反复开关辐射源，即在特定角度，给辐射源迅速加载需要的电压和电流，使辐射源发射X射线，完成投影采集。然后迅速关闭所施加的电压和电流，使辐射源不再发出X射线。该方案存在的问题是，反复的迅速施加和关闭所需电压和电流对于辐射源的电压和电流控制要求非常高，想要实现控制需要付出较大成本。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种稀疏角度采样的CT扫描装置及方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀疏角度采样的CT扫描装置，包括旋转机架、辐射源、探测器、图像重建单元；辐射源安装在旋转机架上，辐射源发射的X射线穿透扫描对象至探测器生成X射线投影，图像重建单元将探测器生成的X射线投影重建为CT图像；

装置还包括挡板和驱动机构，挡板位于辐射源与探测器之间，驱动机构用于驱动挡板，以使挡板间歇性阻挡X射线的照射路径。

作为优选方案，驱动机构驱动挡板旋转，挡板具有透射窗，透射窗与挡板的旋转中心错位；挡板的透射窗用于X射线的透过。

作为进一步优选的方案，挡板为圆形，旋转中心为挡板的圆心。

作为优选方案，图像重建单元中包括筛选模块，筛选模块用于筛选并删除挡板阻挡X射线时，X射线泄露而在探测器生成的无效X射线投影。

作为进一步优选的方案，筛选模块根据探测器接收X射线的照射面积筛选无效X射线投影；若照射面积小于挡板不阻挡X射线时的照射面积，则所生成的X射线投影为无效X射线投影。

作为优选方案，挡板的厚度能阻挡辐射源发射的最高剂量X射线穿透。

作为优选方案，辐射源和挡板之间还设有准直器和过滤板，准直器用于限制X射线以指定宽度和厚度的扇角出射，过滤板用于过滤X射线中的低能量部分。

另一方面，本发明还提供一种稀疏角度采样的CT扫描方法，应用于如前述任一项的装置，包括：

辐射源发射X射线；

驱动挡板间歇性阻挡X射线的照射路径，生成若干X射线投影；