[發明專利]一種電子計算機X射線斷層掃描系統和方法

無效

• 申請號: 201110436170.0
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103175854A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張朋;朱溢佞;張慧滔
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及電子計算機X射線斷層掃描技術領域，特別是涉及一種電子計算機X射線斷層掃描系統和方法。

背景技術

電子計算機X射線斷層掃描(CT)圖像的空間分辨率是CT系統的重要性能指標，由系統的硬件參數，包括探測器中的探測單元的直徑、X射線源的焦斑的長度、成像放大比等所決定。根據美國ASTME?1441(American?Society?of?Tool?Manufacturing?Engineers)對有效射束(BW，Beam?Width)的定義，BW與硬件參數之間的關系為

BW=d2+[a(M-1)]2/M]]>

其中，d為探測單元的直徑，a為焦斑的長度，成像放大比M＝L/D，這里的L為焦斑到探測器的距離，D為焦斑到轉臺中心的距離。由于BW近似等于CT系統的點擴展函數的半波寬，因而可將BW/2作為CT系統在理論上能夠分辨出的最小寬度，即極限空間分辨率。

在CT系統結構確定的情況下，M即已確定，該CT系統的極限空間分辨率由d和a決定，通過減小這兩者可有效減小BW/2，從而提高CT系統的分辨率指標。由于制造工藝的限制，d最小只能達到100微米左右，并且由于工業檢測需要流強較大的X射線源，因而a必須達到毫米量級才能滿足需求。另外，在現有的CT系統上對探測器、射線源等硬件進行直接改造的技術難度也很大，因此，現有的CT系統的空間分辨率指標不高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電子計算機X射線斷層掃描系統和方法，能提高CT系統的空間分辨率指標。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種電子計算機X射線斷層掃描系統，該系統包括：X射線源、準直器、轉臺、探測器和處理器；其中，

所述X射線源包括發射X射線的具有一定長度的焦斑和出射所述X射線的射線出口；所述準直器包括遮擋部分和透射部分；所述轉臺包括轉臺中心；所述轉臺的上表面承載被測物體，其中心軸穿過所述轉臺中心；所述探測器包括直線排列的一個以上的探測單元；

所述準直器位于所述射線出口與所述被測物體之間，其遮擋部分對所述焦斑的一部分所發射的X射線具有遮擋作用，其透射部分對所述焦斑的另一部分所發射的X射線具有透射作用；

所述探測器位于所述被測物體相對于所述準直器的另一側，各探測單元均與所述處理器相連；各所述探測單元用于檢測X射線，并將與其接收的X射線的強度成正比的計數值作為該探測單元的投影數據發送到所述處理器；

所述處理器根據所述準直器的吸收參數以及各探測單元送來的所述投影數據，構建所述被測物體的電子計算機X射線斷層掃描圖像。

本發明的有益效果是：本發明在X射線源的射線出口與轉臺上的被測物體之間設置了準直器，該準直器的遮擋部分能夠對射線出口所射出的X射線具有一定的遮擋作用，將X射線源的焦斑劃分為若干段虛擬焦斑，這樣，準直器對X射線的遮擋作用使得部分虛擬焦斑所射出的X射線全部或部分未到達被測物體，從電子計算機X射線斷層掃描(CT)系統對被測物體進行掃描的角度而言，這相當于縮短了焦斑的長度，因而提高了CT系統的空間分辨率指標。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，所述遮擋部分為一個以上由鎢或鉛制成的遮擋體，所述透射部分為一個以上的狹縫，且所述遮擋體與所述狹縫間隔排列。

進一步，所述遮擋體與所述狹縫等間隔排列。

進一步，所述準直器為扇形，所述焦斑位于所述準直器的球心所在的一側。

另外，本發明還提供了一種電子計算機X射線斷層掃描方法，該方法基于上述的系統；該方法包括：

步驟1：將具有一定長度的所述焦斑劃分為連續的K段虛擬焦斑；啟動所述X射線源和所述探測器；確定所述準直器的吸收參數A；