多能譜靜態ct設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及輻射成像檢測技術領域，尤其涉及多能譜靜態CT設備。
【背景技術】
[0002] CT技術由于能夠消除物體重疊的影響，在安全檢查等場合中發揮了重要作用。傳 統的CT采用滑環裝置通過X光源和探測器的旋轉來獲取不同角度上的投影數據，通過重建 方法來獲取斷層圖像，從而獲得被檢測行李物品的內部信息。多能譜分析是指利用某種材 料對不同能量的X射線吸收性能上的差異來分辨該材料。CT技術配合多能譜分析技術，使 得目前的行李物品檢查設備可以對被檢物質內部任意位置的原子序數和電子密度進行重 建，實現物質種類的識別，在爆炸物、毒品等檢測中起到了較好的效果。
[0003] 但是，由于現有的CT裝置在數據采集過程中通常采用滑環旋轉，不但掃描速度有 限、體積龐大，而且機械加工精度要求高，成本較高，限制了其在實際中的廣泛應用。近些 年，碳納米管X光管技術進入了實用領域。與傳統光源不同，它無須利用高溫來產生射線， 而是根據碳納米管尖端放電原理產生陰極射線，打靶產生X光。其優點是可以快速開啟和 關閉，且體積更小。把這種X光源排布成環狀，進行不同角度下對物體的照射，就可以制成 無需旋轉的"靜態CT"，大大提高了射線成像的速度，同時由于省去了滑環的結構，節省了成 本，對于安全檢查等領域具有十分重要的意義。
[0004] 經過對文獻及專利的查詢，目前尚未發現在輻射成像系統中綜合應用靜態CT技 術與多能譜分析技術的報告。現有靜態CT系統均為單能系統，僅能重建出被檢物質內部的 線性衰減系數，極大限制了其識別能力。而如果采用多能譜技術，實現多能譜的靜態CT系 統則面臨著一些實際困難。一方面，現有的CT裝置為了實現多能譜分析常采用單一能量X 光源加多能探測器，將探測不同能量X射線的探測器前后放置，射線先進入探測較低能量X 射線的探測器，經過能譜整形后進入探測較高能量X射線的探測器。圖1示意了滑環CT采 用單一能量X光源110加前后放置的雙能探測器120和130實現能譜分析的方法，光源和 探測器可以隨滑環旋轉，探測器不需要覆蓋很大角度，任意一條射線穿過的低能探測器120 和高能探測器130都是一一對應的，易于進行準確的多能譜分析。而靜態CT取消了滑環結 構采用分布式光源210,探測器220和230需要覆蓋很大的角度范圍甚至排布成圓環的形 式，如圖2所示。這樣如果采用前后放置的多能探測器220和230將會導致射線斜射問題， 且不同角度的射線斜射程度各不相同。斜射不僅帶來了高低能數據配準的困難，還會加劇 相鄰探測器之間的串擾，造成重建圖像的分辨率下降。
[0005] 另一方面，現有CT實現多能譜分析的也常使用另一類方法，即采用多能X光源加 單能探測器，通過滑環旋轉過程中X光源在多個能量之間高速切換來獲取不同能量下的掃 描，然而這種方法也存在固有的不足。X光源在多個能量之間切換時滑環在高速旋轉，導致 高低能數據之間存在著投影角度的偏差，當X光源能量切換的頻率較高時，這個偏差一般 較小可以忽略，而如果把這種方法應用到靜態CT，則需要將多點源中相鄰的X光源設置為 不同的能量，出于成本、工藝等因素的考慮X光源的數量不可能非常多，因此高低能數據之 間的投影角度偏差將無法忽略，影響了多能譜分析的精度。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中的一個或多個問題，提出了一種多能譜靜態CT設備。
[0007] 在本發明的一個方面，提出了一種多能譜靜態CT設備，包括：傳送機構，承載被檢 查物體直線運動；分布式射線源，包括多個射線源點，所述多個射線源點設置在與被檢查 物體的運動方向垂直的平面上，至少部分環繞所述被檢查物體，并且向著所述被檢查物體 發出X射線；探測裝置，包括第一排探測器和在所述被檢查物體的運動方向上與所述第一 排探測器相鄰的第二排探測器，所述第一排探測器包括具有第一種能量響應的多個探測單 元，設置在與所述分布式射線源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被檢查物體的X 射線，所述第二排探測器包括具有第二種能量響應的多個探測單元，設置在與所述分布式 射線源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被檢查物體的X射線；采集裝置，與所述探 測裝置連接，將所述第一排探測器探測的X射線轉換為第一數字信號，將所述第二排探測 器探測的X射線轉換為第二數字信號；處理裝置，與所述采集裝置連接，基于所述第一數字 信號和所述第二數字信號重建被檢查物體的CT圖像。
[0008] 優選地，所述第一排探測器和所述第二排探測器中的至少之一具有濾波片。
[0009] 優選地，每個射線源點具體為碳納米管X射線管。
[0010] 優選地，第一種能量響應主要響應X射線中的低能成分，第二種能量響應主要響 應X射線中的高能成分，并且所述處理裝置基于所述第一數字信號和所述第二數字信號重 建所述被檢查物體的高能衰減系數圖像和低能衰減系數圖像。
[0011] 優選地，所述處理裝置基于所述第一數字信號和第二數字信號重建所述被檢查物 體的原子序數值和電子密度值。
[0012] 優選地，所述探測裝置還包括在所述被檢查物體的運動方向上與所述第二排探測 器相鄰的第三排探測器，所述第三排探測器包括具有第三種能量響應的多個探測單元，設 置在與所述分布式射線源的平面平行的第三平面上，接收穿透所述被檢查物體的X射線； 所述采集裝置將所述第三排探測器探測的X射線轉換為第三數字信號，將所述第三排探測 器探測的X射線轉換為第三數字信號；所述處理裝置基于所述第一數字信號、所述第二數 字信號和所述第三數字信號重建被檢查物體的CT圖像。
[0013] 在本發明的另一方面，提出了一種多能譜靜態CT設備，包括：傳送機構，承載被檢 查物體直線運動；第一掃描級，包括：第一分布式射線源，包括多個射線源點，所述多個射 線源點設置在與被檢查物體的運動方向垂直的平面上，至少部分環繞所述被檢查物體，并 且向著所述被檢查物體發出X射線；第一排探測器，包括具有第一種能量響應的多個探測 單元，設置在與所述第一分布式射線源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被檢查物 體的X射線；第二掃描級，沿著所述被檢查物體的運動方向與所述第一掃描級串聯設置，所 述第二掃描級包括：第二分布式射線源，包括多個射線源點，所述多個射線源點設置在與被 檢查物體的運動方向垂直的平面上，至少部分環繞所述被檢查物體，并且向著所述被檢查 物體發出X射線；第二排探測器，包括具有第二種能量響應的多個探測單元，設置在與所述 第二分布式射線源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被檢查物體的X射線；采集裝 置，與所述第一排探測器和所述第二排探測器連接，將所述第一排探測器探測的X射線轉 換為第一數字信號，將所述第二排探測器探測的X射線轉換為第二數字信號；處理裝置，與 所述采集裝置連接，基于所述第一數字信號和所述第二數字信號重建被檢查物體的CT圖 像。
[0014] 優選地，所述第一分布式射線源產生的射線的能譜與第二分布式射線源產生的射 線的能譜不同。
[0015] 在本發明的再一方面，提出了一種多能譜靜態CT設備，包括：傳送機構，承載被檢 查物體直線運動；第一掃描級，包括：第一分布式射線源，包括多個射線源點，所述多個射 線源點設置在與被檢查物體的運動方向垂直的平面上，至少部分環繞所述被檢查物體，并 且向著所述被檢查物體發出X射線；第一排探測器，包括具有第一種能量響應的多個探測 單元，設置在與所述第一分布式射線源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被檢查物 體的X射線；第二排探測器，包括具有第二種能量響應的多個探測單元，設置在與所述第一 分布式射線源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被檢查物體的X射線；第二掃描級， 沿著所述被檢查物體的運動方向與所述第一掃描級串聯設置，所述第二掃描級包括：第二 分布式射線源，包括多個射線源點，所述多個射線源點設置在與被檢查物體的運動方向垂 直的平面上，至少部分環繞所述被檢查物體，并且向著所述被檢查物體發出X射線；第三排 探測器，包括具有第一種能量響應的多個探測單元，設置在與