X射線斷層掃描方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種X射線斷層掃描方法，所述方法包括：通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描；利用平板探測器接收透過所述被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像；采集所述X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到所述被檢測對象的斷層圖像。采用該方法，既能提高空間分辨率又能提高掃描速度。此外，還提供一種X射線斷層掃描系統(tǒng)。
【專利說明】X射線斷層掃描方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及X射線斷層掃描【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種X射線斷層掃描方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]乳腺癌是危險女性健康的最常見疾病之一，鑰靶片X射線檢查是目前乳腺癌早期篩查的最常規(guī)手段。由于鑰靶片X射線檢查獲得的是重疊的二維圖像，缺少深度方向的信息，導(dǎo)致產(chǎn)生較多的假陽性或假陰性。X射線斷層掃描作為一種新的成像技術(shù)，可以獲得三維的圖像信息，有效避免了組織重疊導(dǎo)致的誤診。
[0003]現(xiàn)有的X射線斷層掃描系統(tǒng)，為了能夠進(jìn)行多視角的X射線掃描，將一個X射線管安裝在一個旋轉(zhuǎn)機(jī)架上，并且使得該X射線管沿著一個預(yù)設(shè)的弧形運動。X射線管工作在間歇運動模式時，X射線管每到一個新的投影位置后會停下并進(jìn)行X線曝光，曝光結(jié)束后繼續(xù)運動至下一個投影位置。由于X射線管的加速與減速會引起機(jī)械的不穩(wěn)定，從而限制了X射線管的運動速度，使得掃描時間較長。若想縮短掃描時間，提高掃描速度，可以使X射線管工作在連續(xù)運動模式。但是，由于掃描速度越高，X射線管在曝光時間窗口內(nèi)運動的距離就越大，由此引起的焦斑模糊面積也就越大，由此使得掃描系統(tǒng)的空間分辨率降低。如果降低掃描速度，可以減小焦斑模糊面積，但較長的掃描時間又容易引起病人運動，同樣導(dǎo)致圖像的模糊。因此，在X射線斷層掃描技術(shù)中如何實現(xiàn)既能提高空間分辨率又能提高掃描速度，成為目前急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種既能提高空間分辨率又能提高掃描速度的X射線斷層掃描方法和系統(tǒng)。
[0005]一種X射線斷層掃描方法，所述方法包括:
[0006]通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描；
[0007]利用平板探測器接收透過所述被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像；
[0008]采集所述X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到所述被檢測對象的斷層圖像。
[0009]一種X射線斷層掃描系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0010]掃描模塊，用于通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描；
[0011]圖像獲取模塊，用于利用平板探測器接收透過所述被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像；
[0012]成像模塊，用于采集所述X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到所述被檢測對象的斷層圖像。
[0013]上述X射線斷層掃描方法和系統(tǒng)，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，來控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描，利用平板探測器接收透過被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像，采集X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到被檢測對象的斷層圖像。由于采用多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置發(fā)射X射線，消除了由于單焦斑X射線源的機(jī)械運動而引入的焦斑模糊，由此提高了空間分辨率，而且X射線管無需從一個位置運動至另一個位置，節(jié)省了掃描時間，從而提高了掃描速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為一個實施例中X射線斷層掃描方法的流程圖；
[0015]圖2為一個實施例中X射線斷層掃描方法的應(yīng)用環(huán)境圖；
[0016]圖3為一個實施例中多焦斑X射線源正面方向示意圖；
[0017]圖4為一個實施例中掃描模式示意圖；
[0018]圖5為一個實施例中多焦斑X射線源陰極分布示意圖；
[0019]圖6為一個實施例中多焦斑X射線源側(cè)面視圖；
[0020]圖7為一個實施例中跟效應(yīng)影響結(jié)果圖；
[0021]圖8為一個實施例中X射線斷層掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9為又一個實施例中X射線斷層掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10為再一個實施例中X射線斷層掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11為另一個實施例中X射線斷層掃描系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]在一個實施例中，如圖1所示，提供了一種X射線斷層掃描方法，該方法包括:
[0027]步驟102，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描。
[0028]多焦斑X射線源為線陣排列的多個場發(fā)射單元，具體的可采用線陣的多焦斑碳納米管X射線源。場發(fā)射單元中包含陰極、柵極和陽極，若陰極與柵極間的電壓高于預(yù)設(shè)閾值，陰極產(chǎn)生電子發(fā)射，通過陽極高壓對發(fā)射的電子束加速，電子束轟擊陽極的靶面也就是陽極靶，即可產(chǎn)生X射線。若陰極與柵極間的電壓低于預(yù)設(shè)閾值，電子發(fā)射停止，也就不再產(chǎn)生X射線。這種基于場致發(fā)射的冷陰極X射線源形成發(fā)射源點。陽極高壓可根據(jù)被檢測對象來決定，例如產(chǎn)生乳腺成像用的X射線，陽極高壓為10?50kV。陽極可采用多種形狀，優(yōu)選條形陽極，所有發(fā)射源點可共用陽極，陽極通過電極引線連接至高壓源。
[0029]對每一個場發(fā)射單元的陰極與柵極間施加不同的電壓，即可控制不同發(fā)射源點的發(fā)射與關(guān)閉，從而實現(xiàn)發(fā)射源點位置的改變。例如，欲使第η個發(fā)射源點位置處發(fā)射X射線，只需使得第η個發(fā)射源點位置的陰極與柵極間的電壓大于預(yù)設(shè)閾值電壓，而其它發(fā)射源點位置的陰極與柵極間的電壓都小于預(yù)設(shè)閾值電壓即可。可采用MOS場效應(yīng)管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor,簡稱 M0SFET,即金屬氧化物合成半導(dǎo)體的場效應(yīng)晶體管)來控制發(fā)射源點的發(fā)射與關(guān)閉。通過預(yù)設(shè)每個發(fā)射源點的工作時間，多個發(fā)射源點可分時工作，由此降低了陽極靶的熱負(fù)荷，能夠延長X射線管的使用壽命O
[0030]步驟104，利用平板探測器接收透過被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像。
[0031]平板探測器位于多焦斑X射線源下方，接收透過被檢測對象的X射線，由于多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線，由此使得接收到的X射線形成多角度的X射線投影圖像。如圖2所示，為一個實施例中的X射線斷層掃描方法的應(yīng)用環(huán)境。多焦斑X射線源202向被檢測對象206發(fā)射X射線進(jìn)行掃描，被檢測對象206通過壓迫板204進(jìn)行固定，平板探測器208位于被檢測對象206下方，接收透過壓迫版和被檢測對象的X射線，形成多角度X射線投影圖像。多焦斑X射線源202、壓迫板204和平板探測器208之間通過立柱210進(jìn)行固定，并根據(jù)不同被檢測對象的高度進(jìn)行垂直移動。
[0032]步驟106，采集X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到被檢測對象的斷層圖像。
[0033]采集X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，可根據(jù)X射線在被檢測對象的輻射劑量，調(diào)整采集視角圖像的數(shù)目。例如，在乳腺斷層成像中，可采集10?20個視角圖像的數(shù)據(jù)。對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)重建，得到被檢測對象的斷層圖像。
[0034]本實施例中，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，來控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描，利用平板探測器接收透過被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像，采集X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到被檢測對象的斷層圖像。由于采用多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置發(fā)射X射線，消除了由于單焦斑X射線源的機(jī)械運動而引入的焦斑模糊，由此提高了空間分辨率，而且X射線管無需從一個位置運動至另一個位置，節(jié)省了掃描時間，從而提高了掃描速度。此外，多個發(fā)射源點可分時工作，由此降低了陽極靶的熱負(fù)荷，能夠延長X射線管的使用壽命。
[0035]在一個實施例中，多焦斑X射線源包含多個發(fā)射源點，在掃描過程中使用部分發(fā)射源點，掃描模式包括均勻模式和非均勻模式。
[0036]本實施例中，多焦斑X射線源包含多個發(fā)射源點，發(fā)射源點呈直線分布，平行于平板探測器的平面，并且相對掃描中心點為等角度分布，也就是相鄰發(fā)射源點之間相對掃描中心點的角度相同。如圖3所示，為一個實施例中多焦斑X射線源正面方向示意圖。多焦斑X射線源302包括N個發(fā)射源點，其中N>30。每個發(fā)射源點發(fā)射的X射線均為光束即X射線束，每束X射線束均有一條光軸，N條光軸交匯在平板探測器304的正上方形成掃描中心點O。相鄰發(fā)射源點之間相對掃描中心點的角度為Λ Θ，N個發(fā)射源點相對掃描中心點O的總跨角為Θ，如Λ Θ為1°，Θ為N。。發(fā)射源點到平板探測器304的距離為SDDjB65?70mm，發(fā)射源點到掃描中心點的距離為SODjn 60?65mm。
[0037]在每次掃描過程中僅使用部分發(fā)射源點，也就是多焦斑X射線源的發(fā)射源點數(shù)目多于實際掃描過程中使用到的發(fā)射源點數(shù)目。所使用的部分發(fā)射源點的數(shù)目由被檢測對象的平均密度決定。由于掃描過程中使用的X射線的輻射總劑量保持不變，被檢測對象的平均密度越大，單個發(fā)射源點發(fā)射出的X射線劑量就越大，所使用的部分發(fā)射源點的數(shù)目就隨之減少，即投影數(shù)隨之減少。
[0038]多焦斑X射線源的掃描模式包括均勻模式和非均勻模式，其中，非均勻模式包括中間密兩邊稀疏非均勻模式和中間稀疏兩邊密非均勻模式。如圖4所示，為一個實施例中為掃描模式的示意圖。其中，黑色圓點為中心發(fā)射源點，白色圓點為發(fā)射源點，發(fā)射源點相對中心發(fā)射源點呈對稱分布。其中，掃描模式I為均勻模式，相對掃描中心點，每隔預(yù)設(shè)角度的發(fā)射源點進(jìn)行掃描，并預(yù)設(shè)掃描次數(shù)。如預(yù)設(shè)角度為2°，掃描次數(shù)為15次。掃描模式2為中間密兩邊稀疏非均勻模式，相對掃描中心點，發(fā)射源點之間的角度間隔從一側(cè)的發(fā)射源點到中心發(fā)射源點依次預(yù)設(shè)由大到小的角度，角度間隔可部分相同，并預(yù)設(shè)掃描次數(shù)。例如，預(yù)設(shè)由大到小的角度依次為4°、3°、2°、2°、1°、1°、1°，掃描次數(shù)為15次。掃描模式3為中間疏兩邊密模式，相對掃描中心點，發(fā)射源點之間的角度間隔從一側(cè)的其他發(fā)射源點到中心發(fā)射源點依次預(yù)設(shè)由小到大的角度，角度間隔可部分相同，并預(yù)設(shè)掃描次數(shù)。例如，預(yù)設(shè)由大到小的角度依次為1°、1°、1°、2°、2°、3°、4°，掃描次數(shù)為15次。掃描模式2在橫向平面內(nèi)，即平行于平板探測器的平面內(nèi)，比掃描模式I和掃描模式3具有更高的空間分辨率。掃描模式3在縱向平面內(nèi)，即垂直與平板探測器的平面內(nèi)，比掃描模式I和掃描模式2具有更高的空間分辨率。掃描模式I的成像性能介于掃描模式2和掃描模式3之間。因此，對應(yīng)不同的掃描模式，可滿足不同的成像需求。
[0039]在一個實施例中，多焦斑X射線源還包括陰極和陽極靶，其中所述陰極對應(yīng)所在位置具有旋轉(zhuǎn)角度，所述陽極靶的多個靶面分別與對應(yīng)的陰極方向相同且所有靶面傾角相同，所述發(fā)射源點發(fā)射出的X射線光軸朝向掃描中心點。
[0040]本實施例中，多焦斑X射線源還包括多個陰極和陽極靶。多焦斑X射線源包括多個發(fā)射源點，每個發(fā)射源點包含一個可獨立控制的陰極，陰極可采用整體式結(jié)構(gòu)或多段式結(jié)構(gòu)，如3段式結(jié)構(gòu)。每個陰極具有一定形狀的發(fā)射面積，如橢圓形。每個陰極對應(yīng)其所在的位置旋轉(zhuǎn)一定角度，陰極的旋轉(zhuǎn)角度可不同，中心發(fā)射源點對應(yīng)的陰極即中心陰極不旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，為一個實施例中多焦斑X射線源陰極分布圖。其中每個陰極對應(yīng)所在的位置具有旋轉(zhuǎn)角度β，中心陰極不旋轉(zhuǎn)。以中心陰極為中心，兩側(cè)陰極呈對稱分布。中心陰極兩側(cè)的第一順位陰極旋轉(zhuǎn)1°，中心陰極兩側(cè)的第二順位陰極旋轉(zhuǎn)2°，以此類推，中心陰極兩側(cè)的第N順位陰極旋轉(zhuǎn)N°。
[0041]陽極靶為多個分離的靶片嵌入一個條形的陽極座中，確保每個靶面與其對應(yīng)的陰極方向相同且所有靶面傾角相同。由此使得所有發(fā)射源點發(fā)出的X射線束的光軸都朝向掃描中心點，提聞了 X射線分布的均勻性，進(jìn)而提聞了空間分辨率。
[0042]此外，多焦斑X射線源還包括柵極與聚焦極，柵極與聚焦極均為整體式結(jié)構(gòu)，具體的可以是多個圓孔陣列的整體式結(jié)構(gòu)，圓孔數(shù)目等于陰極數(shù)目。陰極發(fā)射的電子束經(jīng)過聚焦后在陽極靶上的轟擊面積稱作焦點。焦點越小，成像效果越好。通過調(diào)整施加到聚焦極上的電壓可改變陰極、柵極、聚焦極與陽極這些電極之間的電場分布，從而改變焦點的大小和形狀。
[0043]在一個實施例中，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之后，還包括:根據(jù)發(fā)射源點與掃描中心點之間的距離調(diào)節(jié)發(fā)射源點的HlAs值。
[0044]本實施例中，mAs值即管電流每秒，也就是X射線的輻射劑量，mAs值越高，x射線的輻射劑量就越大。發(fā)射源點到掃描中心點的距離可用SOD來表示。由于發(fā)射源點到掃描中心點的距離的平方與mAs值成反比，即S0D2*mAs = K，其中K為預(yù)設(shè)值。SOD增大，mAs值即減小，反之SOD減小，mAs值即增大。由此可調(diào)節(jié)X射線的輻射劑量。
[0045]在一個實施例中，多焦斑X射線源還包括限束器，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之后，還包括:通過限束器控制發(fā)射源點發(fā)射出的X射線覆蓋平板探測器成像區(qū)域，且限束后的X射線邊界在被檢測對象的邊緣。
[0046]本實施例中，多焦斑X射線源的焦點下方，X射線出射窗上方設(shè)置有限束器，具體的可采用多孔限束器，每個發(fā)射源點出射的X射線通過限束器上的限束孔向外發(fā)射，通過對限束器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使得從每個發(fā)射源點發(fā)射出的X射線覆蓋平板探測器的成像區(qū)域，并且限束后的X射線邊界在被檢測對象的邊緣，由此最大限度地減少了對被檢測對象非必要的輻射。
[0047]在另一個實施例中，多孔限束器上的開有限束孔，限束孔可采用不同的形狀，如小的長方形。限束孔的形狀和尺寸決定了限束器的效果。多焦斑X射線源采用線陣結(jié)構(gòu)，線陣的焦點位于平板探測器邊界正上方，使得限束后的X射線邊界在被檢測對象的邊緣垂直向下，避免了 X射線斜入射對被檢測對象非必要的輻射。
[0048]如圖6所示，為多焦斑X射線源的側(cè)面視圖。從側(cè)面看，線陣焦點位于平板探測器邊界正上方，使得線束后的X射線邊界在被檢測對象的邊緣垂直向下。多焦斑X射線源602相對于平板探測器606的平面具有旋轉(zhuǎn)角度α，α可以在5°?15°之間，通過限束器604限束后使得陰極側(cè)602a的X射線比陽極側(cè)602b的X射線更多的覆蓋于平板探測器606的成像區(qū)域，由此克服了足跟效應(yīng)的影響，獲得了更好的X射線光強分布均勻性。足跟效應(yīng)又稱陽極效應(yīng)，是指高速電子轟擊陽極靶時會進(jìn)入一定的深度，產(chǎn)生的X射線在不同的出射方位會經(jīng)歷不同的衰減，使得不同方位的X射線強度不一致。有效焦點小，X射線量少，成像質(zhì)量就好，反之，有效焦點大，X射線量多，成像質(zhì)量就差。
[0049]如圖7所示，描述了足跟效應(yīng)的影響?？筷帢O側(cè)的X射線由于在掃描過程中比陽極側(cè)的X射線經(jīng)歷的路徑短，因此出射強度更大，X射線的均勻性更好。
[0050]在一個實施例中，多焦斑X射線源通過金屬腔體封裝，通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之前，還包括:通過控制機(jī)械泵與分子泵將金屬腔體內(nèi)抽至高真空；檢測金屬腔體內(nèi)的真空度是否小于預(yù)設(shè)值；若是，則關(guān)閉金屬腔體的閘板閥，開啟離子泵，維持金屬腔體內(nèi)的真空度。
[0051]本實施例中，多焦斑X射線源通過金屬腔體封裝，可進(jìn)行拆卸。只有當(dāng)金屬腔體內(nèi)的真空度達(dá)到一定程度，多焦斑X射線源才能開啟工作。金屬腔體內(nèi)包含機(jī)械泵、分子泵和離子泵等部件，金屬腔體首次關(guān)閉時，通過控制機(jī)械泵與分子泵將金屬腔體內(nèi)抽至高真空，若檢測金屬腔體內(nèi)的真空度小于預(yù)設(shè)值，如小于1-7毫米汞柱的真空度，則關(guān)閉金屬腔體的閘板閥，開啟離子泵，維持金屬腔體內(nèi)的真空度，為多焦斑X射線源發(fā)射X射線做好準(zhǔn)備。當(dāng)金屬腔體打開時，通過控制放氣閥對金屬腔體進(jìn)行充氣。
[0052]在一個實施例中，如圖8所示，提供了一種X射線斷層掃描系統(tǒng)，包括:掃描模塊802、圖像獲取模塊804和成像模塊806，其中:
[0053]掃描模塊802，用于通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描。
[0054]圖像獲取模塊804，用于利用平板探測器接收透過被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像。
[0055]成像模塊806，用于采集X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到被檢測對象的斷層圖像。
[0056]在一個實施例中，多焦斑X射線源包含多個發(fā)射源點，在掃描過程中使用部分發(fā)射源點，掃描模式包括均勻模式和非均勻模式。
[0057]在一個實施例中，多焦斑X射線源還包括陰極和陽極靶，其中陰極對應(yīng)所在位置具有旋轉(zhuǎn)角度，陽極靶的多個靶面分別與對應(yīng)的陰極方向相同且所有靶面傾角相同，發(fā)射源點發(fā)射出的X射線光軸朝向掃描中心點。
[0058]在一個實施例中，如圖9所示，X射線斷層掃描系統(tǒng)還包括:調(diào)節(jié)模塊808，用于根據(jù)發(fā)射源點與掃描中心點之間的距離調(diào)節(jié)發(fā)射源點的mAs值。
[0059]在一個實施例中，如圖10所示，多焦斑X射線源還包括限束器，X射線斷層掃描系統(tǒng)還包括:限束模塊810，用于通過限束器控制發(fā)射源點發(fā)射出的X射線覆蓋平板探測器成像區(qū)域，且限束后的X射線邊界在被檢測對象的邊緣。
[0060]在一個實施例中，多焦斑X射線源通過金屬腔體封裝，如圖11所示，X射線斷層掃描系統(tǒng)還包括:真空控制模塊812和檢測模塊814，其中:
[0061]真空控制模塊812，用于通過控制機(jī)械泵與分子泵將金屬腔體內(nèi)抽至高真空。
[0062]檢測模塊814，用于檢測金屬腔體內(nèi)的真空度是否小于預(yù)設(shè)值。
[0063]真空控制模塊812還用于若金屬腔體內(nèi)的真空度小于預(yù)設(shè)值，則關(guān)閉金屬腔體的閘板閥，開啟離子泵，維持金屬腔體內(nèi)的真空度。
[0064]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線斷層掃描方法，所述方法包括: 通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描； 利用平板探測器接收透過所述被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像； 采集所述X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到所述被檢測對象的斷層圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多焦斑X射線源包含多個發(fā)射源點，在掃描過程中使用部分發(fā)射源點，掃描模式包括均勻模式和非均勻模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多焦斑X射線源還包括陰極和陽極靶，其中所述陰極對應(yīng)所在位置具有旋轉(zhuǎn)角度，所述陽極靶的多個靶面分別與對應(yīng)的陰極方向相同且所有靶面傾角相同，所述發(fā)射源點發(fā)射出的X射線光軸朝向掃描中心點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之后，還包括: 根據(jù)所述發(fā)射源點與所述掃描中心點之間的距離調(diào)節(jié)所述發(fā)射源點的mAs值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述多焦斑X射線源還包括限束器，所述通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之后，還包括: 通過所述限束器控制所述發(fā)射源點發(fā)射出的X射線覆蓋所述平板探測器的成像區(qū)域，且限束后的X射線邊界在所述被檢測對象的邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多焦斑X射線源通過金屬腔體封裝；所述通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描的步驟之前，還包括: 通過控制機(jī)械泵與分子泵將所述金屬腔體內(nèi)抽至高真空； 檢測所述金屬腔體內(nèi)的真空度是否小于預(yù)設(shè)值； 若是，則關(guān)閉所述金屬腔體的閘板閥，開啟離子泵，維持所述金屬腔體內(nèi)的真空度。
7.—種X射線斷層掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 掃描模塊，用于通過控制多焦斑X射線源的場發(fā)射單元的陰極與柵極間的電壓，控制所述多焦斑X射線源從不同發(fā)射源點位置向被檢測對象發(fā)射X射線進(jìn)行掃描； 圖像獲取模塊，用于利用平板探測器接收透過所述被檢測對象的X射線，獲得多角度的X射線投影圖像； 成像模塊，用于采集所述X射線投影圖像的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到所述被檢測對象的斷層圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多焦斑X射線源包含多個發(fā)射源點，在掃描過程中使用部分發(fā)射源點，掃描模式包括均勻模式和非均勻模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多焦斑X射線源還包括陰極和陽極靶，其中所述陰極對應(yīng)所在位置具有旋轉(zhuǎn)角度，所述陽極靶的多個靶面分別與對應(yīng)的陰極方向相同且所有靶面傾角相同，所述發(fā)射源點發(fā)射出的X射線光軸朝向掃描中心點。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述發(fā)射源點與所述掃描中心點之間的距離調(diào)節(jié)所述發(fā)射源點的mAs 值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多焦斑X射線源還包括限束器，所述系統(tǒng)還包括: 限束模塊，用于通過所述限束器控制所述發(fā)射源點發(fā)射出的X射線覆蓋所述平板探測器成像區(qū)域，且限束后的X射線邊界在所述被檢測對象的邊緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多焦斑X射線源通過金屬腔體封裝，所述系統(tǒng)還包括: 真空控制模塊，用于通過控制機(jī)械泵與分子泵將所述金屬腔體內(nèi)抽至高真空； 檢測模塊，用于檢測所述金屬腔體內(nèi)的真空度是否小于預(yù)設(shè)值； 所述真空控制模塊還用于若所述金屬腔體內(nèi)的真空度小于預(yù)設(shè)值，則關(guān)閉所述金屬腔體的閘板閥，開啟離子泵，維持所述金屬腔體內(nèi)的真空度。
【文檔編號】A61B6/00GK104323787SQ201410572852
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】桂建保, 陳垚, 鄭海榮, 張成祥, 洪序達(dá) 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院