CT系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种CT系统及方法。该系统主要包括多平面固定式多源X射线发生装置及其控制系统，用来提供行李物品检查所使用的X射线源；每个扫描平面对应的弧形排列单能、伪双能或能谱型探测器系统及数据传输系统，用来接收X射线穿透行李物品后的透视数据并传送给计算机进行数据处理；行李传送装置及其控制系统，用于控制行李物品前后移动速度并进行断层扫描；主控及计算机系统，用于图像的断层重建并提供人机交互。本系统充分利用了分布式光源取代传统滑环技术所带来的速度快、稳定性好的特点，并且利用逆CT的思路，通过增加光源数量来减少探测器面积，降低成本。探测器面积小，还会使得锥束伪影减少，散射造成的杯状伪影减少，还能减少斜射对于双能数据配准的影响。

【技术实现步骤摘要】
CT系统及其方法
本专利技术的实施例涉及辐射成像安全检测领域，尤其涉及多源静态CT行李物品安全检查系统及其方法。
技术介绍
CT技术由于能够消除物体重叠的影响，在安全检查中发挥了重要作用。传统的CT采用滑环装置通过X光机和探测器的旋转来获取不同角度上的投影数据，通过重建方法来获取断层图像，从而获得被检测行李物品的内部信息。配合双能或多能成像技术，目前的行李物品检查设备可以对被检物质的原子序数和电子密度进行重建，从而实现物质种类的识别，在爆炸物、危险品等检测中起到了很好的效果。尽管如此，现有的安检CT技术依然面临一些不足。首先是扫描速度问题，较快的检查速度有助于缓解客流、货流带来的压力，而快速扫描通常需要更高转速的滑环，由于加工精度和可靠性等问题，高速滑环造价非常昂贵，维护成本高，难以推广。其次是误报和漏报问题，CT技术的自动识别和报警功能难以实现100%准确，违禁品检查依然需要人工辅助判断，甚至开包检查，通常一次开包检查需要耗时几分钟甚至十几分钟，这大大增加了人力和时间成本，严重制约了安检效率的提高。而为了减轻这一问题，目前市场上有使用二次扫描技术的设备，通过对可疑箱包进行二次高精度扫描来提高CT图像质量，减少开箱检查次数，然而这种二次扫描的方式也存在占用更多扫描时间、中断安检流程等问题。近些年，碳纳米管X光管技术进入了实用领域。与传统光源不同，它无须利用高温来产生射线，而是根据碳纳米管尖端放电原理产生阴极射线，打靶产生X光。其优点是可以快速开启和关闭，且体积更小。把这种X光源排布成环状，进行不同角度下对物体的照射，就可以制成无需旋转的“静态CT”，大大提高了射线成像的速度，同时由于省去了滑环的结构，节省了大量的成本。所以对于安全检查等领域具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，提出了一种CT系统及其方法。根据本专利技术的一些实施例，提出了一种CT系统，包括：传送机构，承载被检查物体直线运动；第一扫描级，包括多段射线源、多段探测器和第一数据采集装置，对所述被检查物体进行扫描，产生第一数字信号，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；第二扫描级，沿着所述被检查物体的运动方向与所述第一扫描级间隔预定距离设置，包括多段射线源、多段探测器和第二数据采集装置，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；控制装置，控制所述第一扫描级和所述第二扫描级中的源点的出束顺序，使得第一扫描级产生第一数字信号，第二扫描级输出第二数字信号；处理装置，基于所述第一数字信号和第二数字信号重建所述被检查物体的CT图像。优选地，所述的CT系统还包括第三扫描级，所述第三扫描级包括多段射线源、多段探测器和第三数据采集装置，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布，所述控制装置还控制第三扫描级中的源点的出束顺序，使得所述第三扫描级输出第三数字信号，所述处理装置至少基于所述第一、第二和第三数字信号重建所述被检查物体的CT图像。优选地，所述第一扫描级中的多个射线源、所述第二扫描级中的多个射线源和所述第三扫描级中的多个射线源，设置在与被检查物体的运动方向垂直的多个扫描平面上，每个扫描平面中，源点分布为连续或不连续的一段或多段直线或弧线。优选地，所述处理装置根据第一数字信号对被检查物体进行分析，当所述处理装置的分析结果表明需要更高的穿透性以看清金属物体及其临近区域时，将第二扫描级的源点预设成使用更高电压以提高射线能量。优选地，所述处理装置根据第一数字信号对被检查物体进行分析，当所述处理装置的分析结果表明需要看清更多细小物体时，将第二扫描级的源点预设成使用更多光源数目以提高空间分辨率。优选地，所述处理装置根据第一数字信号对被检查物体进行分析，当所述处理装置的分析结果表明要在规定时间内完成扫描时，将第二扫描级的源点数目调节为预设的激活光源数目。优选地，所述处理装置根据第一数字信号对被检查物体进行分析，当处理装置的分析结果表明要更准的材料识别时，调节第二扫描级的源点的出束能谱。优选地，所述第一扫描级、所述第二扫描级和所述第三扫描级中的源点的流强可以根据源点所在平面预设光源数目来调整。优选地，当源点数目较多时提高流强以缩短每个源点的出束时间以保证在规定时间内完成扫描，或当激活源点数目较少时使用较大流强来提高扫描数据的信噪比。根据本专利技术的另一方面，提出了一种CT系统的方法，所述CT系统包括第一扫描级和沿着被检查物体的运动方向与所述第一扫描级间隔预定距离设置的第二扫描级，各个扫描级均设置为逆CT形式，所述方法包括步骤：在被检查物体运动过程中控制第一扫描级对被检查物体进行扫描，产生第一数字信号；在被检查物体运动过程中控制第二扫描级对被检查物体进行扫描，产生第二数字信号；以及基于所述第一数字信号和第二数字信号重建所述被检查物体的CT图像。利用上述实施例的方案，在单次扫描流程中实现了基于多扫描平面，加快了扫描过程。附图说明为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术的实施例进行描述：图1为根据本专利技术实施例的CT系统的结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的CT系统中各个扫描级的构成示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的CT系统的方法的流程图；图4为根据本专利技术一实施例的CT系统中一个扫描级的扫描方式的示意图。附图没有对实施例的所有部件或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。针对现有技术中的问题，本专利技术的实施例提出一种多X射线源静态CT系统。在该系统中，各个扫描级中的探测器和射线源设置为逆CT形式。例如，多个源点对应一小块探测器。在传送机构承载被检查物体直线运动过程中，第一扫描级和第二扫描级对物体进行扫描，分别产生第一数字信号和第二数字信号，然后通过处理装置进行重建。例如，第一扫描级包括多段射线源、多段探测器和第一数据采集装置，对被检查物体进行扫描，产生第一数字信号。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CT系统，包括：传送机构，承载被检查物体直线运动；第一扫描级，包括多段射线源、多段探测器和第一数据采集装置，对所述被检查物体进行扫描，产生第一数字信号，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；第二扫描级，沿着所述被检查物体的运动方向与所述第一扫描级间隔预定距离设置，包括多段射线源、多段探测器和第二数据采集装置，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；控制装置，控制所述第一扫描级和所述第二扫描级中的源点的出束顺序，使得第一扫描级产生第一数字信号，第二扫描级输出第二数字信号；处理装置，基于所述第一数字信号和第二数字信号重建所述被检查物体的CT图像。

【技术特征摘要】
1.一种CT系统，包括：传送机构，承载被检查物体直线运动；第一扫描级，包括多段射线源、多段探测器和第一数据采集装置，所述第一扫描级对所述被检查物体进行扫描，产生第一数字信号，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；第二扫描级，沿着所述被检查物体的运动方向与所述第一扫描级间隔预定距离设置，所述第二扫描级包括多段射线源、多段探测器和第二数据采集装置，所述多段射线源的每一个均包括多个源点，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布；处理装置，基于所述第一数字信号以第一图像像质重建所述被检查物体的第一CT图像，并分析所述第一CT图像；以及控制装置，控制所述第一扫描级和所述第二扫描级中的源点的出束顺序，并根据处理装置对于第一CT图像的分析结果来调整第二扫描级的扫描参数，以使第二扫描级输出第二数字信号；其中，处理装置还基于至少第一数字信号和第二数字信号，以高于第一图像像质的第二图像像质来重建所述被检查物体的第二CT图像。2.如权利要求1所述的CT系统，还包括第三扫描级，所述第三扫描级包括多段射线源、多段探测器和第三数据采集装置，所述多段探测器和所述多段射线源按照逆CT方式排布，所述控制装置还控制第三扫描级中的源点的出束顺序，使得所述第三扫描级输出第三数字信号，所述处理装置至少基于所述第一、第二和第三数字信号重建所述被检查物体的CT图像。3.如权利要求2所述的CT系统，其中，所述第一扫描级中的多个射线源、所述第二扫描级中的多个射线源和所述第三扫描级中的多个射线源，设置在与被检查物体的运动方向垂直的多个扫描平面上，每个扫描平面中，源点分布为连续或不连续的一段或多段直线或弧线。4.如权利要求1所述的CT系统，其中所述处理装置根据第一数字信号对被检查物体进行分析，当所述处理装置的分析结果表明需...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，张丽，赵骥，黄清萍，金鑫，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11