Ct系統(tǒng)和用于ct系統(tǒng)的探測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種CT系統(tǒng)和用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，該探測(cè)裝置包括：低能探測(cè)器組件；以及設(shè)置在所述低能探測(cè)器組件之下的高能探測(cè)器組件，其中所述高能探測(cè)器組件包括；多排高能探測(cè)器，所述高能探測(cè)器之間具有預(yù)定間距。該探測(cè)裝置大大減少了探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集單元，既獲得了高分辨率的三維CT圖像，又實(shí)現(xiàn)了高準(zhǔn)確度的危險(xiǎn)品報(bào)警。在保證高的系統(tǒng)性能下，大大降低了系統(tǒng)的制造成本。
【專利說(shuō)明】CT系統(tǒng)和用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種CT系統(tǒng)以及一種用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決CT系統(tǒng)掃描速度問(wèn)題，常規(guī)的方法就是使用面陣列探測(cè)器，每次可以同時(shí)采集多排數(shù)據(jù)來(lái)提高掃描速度。隨著安檢領(lǐng)域?qū)ξｋU(xiǎn)品識(shí)別的高準(zhǔn)確度的要求，雙能技術(shù)需求越來(lái)越迫切。要實(shí)現(xiàn)高速掃描和高分辨率三維雙能圖像，常規(guī)方法是高低探測(cè)器都采用面陣列排布方法，這種系統(tǒng)所需探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集單元數(shù)量龐大，系統(tǒng)制造成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種CT系統(tǒng)和一種用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，由此在保證高的危險(xiǎn)品識(shí)別性能的情況下降低成本。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，該探測(cè)裝置包括:低能探測(cè)器組件；以及設(shè)置在所述低能探測(cè)器組件之下的高能探測(cè)器組件，其中所述高能探測(cè)器組件包括；多排高能探測(cè)器，所述高能探測(cè)器之間具有預(yù)定間距。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述探測(cè)裝置還包括濾波片，所述濾波片設(shè)置在低能探測(cè)器組件與所述高能探測(cè)器組件之間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述CT系統(tǒng)在傳送方向上傳送被檢查物體,并且所述多排高能探測(cè)器大致在傳送方向上排列。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述低能探測(cè)器組件包括面陣列的低能探測(cè)器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述面陣列的低能探測(cè)器大致分布在圓柱面上。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述高能探測(cè)器中的每一個(gè)的朝向所述低能探測(cè)器組件的表面大體在圓柱面上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述高能探測(cè)器之間的預(yù)定間距是5至80毫米。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述高能探測(cè)器之間的預(yù)定間距是30至50毫米。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述探測(cè)裝置還包括設(shè)置在相鄰的所述高能探測(cè)器之間的部件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述部件由射線吸收材料制成。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述部件由鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種或鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種的合金制成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分構(gòu)造成獲得雙能CT圖像。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種CT系統(tǒng)，該CT系統(tǒng)包括:在傳送方向上傳送被檢查物體的傳送裝置；滑環(huán)；與滑環(huán)連接的射線源；以及與射線源相對(duì)并連接在滑環(huán)上的探測(cè)裝置，其中所述探測(cè)裝置包括:低能探測(cè)器組件；以及設(shè)置在所述低能探測(cè)器組件之下的高能探測(cè)器組件，其中所述高能探測(cè)器組件包括；多排高能探測(cè)器，所述高能探測(cè)器之間具有預(yù)定間距。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述多排高能探測(cè)器大致在傳送方向上排列。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述滑環(huán)每旋轉(zhuǎn)360度/N，傳送裝置將被檢查物體移動(dòng)的距離為相鄰兩排探測(cè)器的中心距，其中N為高能探測(cè)器的排數(shù)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一方面，N為高能探測(cè)器的排數(shù)，所述滑環(huán)每旋轉(zhuǎn)360度/N，傳送裝置將被檢查物體移動(dòng)的距離為相鄰兩排探測(cè)器的中心距，由此所述探測(cè)裝置輸出數(shù)據(jù)，并基于輸出的所述數(shù)據(jù)，來(lái)重建被檢查物體的圖像。
[0020]優(yōu)選方式是，基于輸出的所述數(shù)據(jù)，利用斷層重建方法來(lái)重建被檢查物體的圖像。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分構(gòu)造成獲得雙能CT圖像。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述低能探測(cè)器組件獲得低能CT圖像，并且高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分獲得雙能CT圖像，通過(guò)對(duì)低能CT圖像和雙能CT圖像進(jìn)行融合處理，由此獲得三維雙能CT圖像。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述低能探測(cè)器組件包括面陣列的低能探測(cè)器。
[0024]本發(fā)明提出了低能探測(cè)器面陣列排布、高能探測(cè)器稀疏排布，由此大大減少了探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集單元，既獲得了高分辨率的三維CT圖像，又實(shí)現(xiàn)了高準(zhǔn)確度的危險(xiǎn)品報(bào)警。在保證聞的系統(tǒng)性能下，大大降低了系統(tǒng)的制造成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于行李安全檢查的CT系統(tǒng)的示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置的示意圖；
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于行李安全檢查的CT系統(tǒng)的示意圖；
[0028]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置的示意剖面圖；以及
[0029]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置的示意剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]如圖1和3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CT系統(tǒng)10包括:在傳送方向V上傳送被檢查物體的傳送裝置17 ;能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滑環(huán)12，旋轉(zhuǎn)軸線可以與傳送方向V大致平行；與滑環(huán)12連接的射線源11 ;與射線源11相對(duì)并連接在滑環(huán)12上的探測(cè)裝置16，探測(cè)裝置16和射線源11可以一起隨滑環(huán)12轉(zhuǎn)動(dòng)；用于控制CT系統(tǒng)10操作的控制裝置18 ；用于對(duì)探測(cè)裝置16探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理裝置15 ;以及當(dāng)被檢查物體中存在可疑物時(shí)進(jìn)行報(bào)警的報(bào)警裝置19。
[0032]射線源11可以發(fā)射X射線。射線源11可以是X光機(jī)、加速器或放射性同位素等。數(shù)據(jù)處理裝置15可以是計(jì)算機(jī)等。數(shù)據(jù)處理裝置15可以包含在控制裝置18中。
[0033]如圖2和4所示，探測(cè)裝置16包括低能探測(cè)器組件1 ;以及設(shè)置在所述低能探測(cè)器組件1之下的高能探測(cè)器組件3。
[0034]如圖2和4所示，低能探測(cè)器組件1包括面陣列的低能探測(cè)器。面陣列的低能探測(cè)器大致分布在圓柱面上，所述圓柱面的中心軸線大致通過(guò)射線源11的焦點(diǎn)，或者所述圓柱面的中心軸線大致平行于滑環(huán)12的旋轉(zhuǎn)軸線。作為選擇，面陣列的每個(gè)低能探測(cè)器的中心可以分布在以射線源11的焦點(diǎn)為圓心的圓弧上。
[0035]如圖2和4所示，高能探測(cè)器組件3包括多排高能探測(cè)器31，所述高能探測(cè)器31之間具有預(yù)定間距。多排高能探測(cè)器31大致在傳送方向V上排列。高能探測(cè)器31中的每一個(gè)的朝向所述低能探測(cè)器組件1的表面大體在圓柱面上，所述圓柱面的中心軸線大致通過(guò)射線源11的焦點(diǎn)，或者所述圓柱面的中心軸線大致平行于滑環(huán)12的旋轉(zhuǎn)軸線。此外，多排高能探測(cè)器可以采用本領(lǐng)域公知的任何合適的布置結(jié)構(gòu)。所述高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分構(gòu)造成獲得雙能CT圖像。所述低能探測(cè)器組件構(gòu)造成獲得低能CT圖像，通過(guò)對(duì)低能CT圖像和雙能CT圖像進(jìn)行融合處理，由此獲得三維雙能CT圖像。
[0036]如圖2和4所示，低能探測(cè)器組件1與高能探測(cè)器組件3之間可以設(shè)置濾波片2。濾波片的厚度根據(jù)射線源11發(fā)射的X射線的能量來(lái)決定。濾波片2吸收一部分射線能量，以有效拉開(kāi)高低能探測(cè)器探測(cè)的能量差距。濾波片2的材料可以為銅、銀或金，或者是含銅、銀或金的合金材料等。
[0037]低能探測(cè)器和高能探測(cè)器可以由同一種閃爍體材料形成，或者低能探測(cè)器和高能探測(cè)器可以由不同閃爍體材料形成。閃爍體材料可以選自下述材料中的一種:CsI(Tl)、CdW04、G0S、ZnSe、YAG。
[0038]如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，探測(cè)裝置16還包括設(shè)置在相鄰的所述高能探測(cè)器31之間的部件4。所述部件4由射線吸收材料制成。例如，所述部件4由鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種或鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種的合金制成。部件4可以抑制散射信號(hào)，并可起到一定的屏蔽輻射的作用。
[0039]如圖1和3所示，傳送裝置17可以包括傳送帶7，該傳送帶7水平放置，滑環(huán)12的旋轉(zhuǎn)面可以大致與傳送帶7的水平面垂直或者可以大致與傳送方向V垂直。
[0040]高能探測(cè)器和低能探測(cè)器在滑環(huán)12的旋轉(zhuǎn)面上的分布可以是圓弧狀，可以是多個(gè)平板探測(cè)器拼接成的圓弧。高能探測(cè)器和低能探測(cè)器在旋轉(zhuǎn)面內(nèi)的分布可以采用符合掃描通道要求和CT系統(tǒng)要求的各種形式。
[0041]作為選擇，低能探測(cè)器組件1可以包括比多排高能探測(cè)器排列更密集的多排低能探測(cè)器。該多排低能探測(cè)器的排列方向與多排高能探測(cè)器的排列方向一致，且每排高能探測(cè)器都有與之重疊的低能探測(cè)器。
[0042]安全檢查過(guò)程中，行李放置在傳送帶7上水平移動(dòng)，滑環(huán)12旋轉(zhuǎn)，滑環(huán)12帶動(dòng)射線源11和探測(cè)裝置16旋轉(zhuǎn)，滑環(huán)12的旋轉(zhuǎn)軸線可以與水平面平行，對(duì)行李的掃描過(guò)程是螺旋錐束掃描?？刂蒲b置18控制傳送帶7和滑環(huán)12的動(dòng)作，控制射線源11的出束和探測(cè)裝置16的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理裝置15獲取探測(cè)裝置16探測(cè)到的數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、用戶交互操作和通知報(bào)警裝置19。報(bào)警裝置19負(fù)責(zé)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0043]面陣列的低能探測(cè)器的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)重建可以獲得高分辨的圖像。多排高能探測(cè)器和與多排高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器一起獲得雙能投影數(shù)據(jù)，由該雙能投影數(shù)據(jù)獲得CT圖像，該CT圖像可以是大層厚的雙能CT圖像。經(jīng)過(guò)算法計(jì)算可以準(zhǔn)確獲得被檢測(cè)物體高低能衰減系數(shù)圖像、等效原子序數(shù)z值和密度D值的信息，根據(jù)爆炸物及毒品在Z-D圖中的分布，可以準(zhǔn)確判斷上述違禁物品。將高分辨率的低能CT圖像和大層厚的雙能CT圖像進(jìn)行融合處理，整個(gè)CT系統(tǒng)可以得到高分辨的三維雙能CT圖像?；诟叻直媛实膱D像，可以給出毒品、爆炸物等違禁品的位置，進(jìn)一步可以分析出違禁品的形狀、大小和質(zhì)量。該CT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高分辨率圖像、成本控制和材料識(shí)別的綜合效益。
[0044]低能探測(cè)器獲得的投影數(shù)據(jù)可以用各種重建方法，比如FDK算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。雙能探測(cè)裝置數(shù)據(jù)獲取的投影數(shù)據(jù)可以用各種經(jīng)典算法，如迭代算法、FDK算法或斷層重建來(lái)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用基材料分解或雙效應(yīng)分解方法來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)識(shí)別。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)的主要功能包括:
[0046]1.可以對(duì)箱包等物品進(jìn)行CT螺旋錐束掃描；
[0047]2.可以得到高分辨率的低能CT切片圖像和三維圖像；
[0048]3.可以獲得大層厚的雙能CT切片圖像；
[0049]4.通過(guò)圖像融合方法獲得高分辨率的雙能CT圖像；
[0050]5.可以根據(jù)三維雙能CT圖像對(duì)刀具、槍支等進(jìn)行呈現(xiàn)和識(shí)別；
[0051]6.根據(jù)雙能CT圖像數(shù)據(jù)獲得箱包的原子序數(shù)、密度和高低能衰減系數(shù)圖像數(shù)據(jù)從而可以識(shí)別被檢物是否隱藏毒品、爆炸物和其他違禁品；以及
[0052]7.可以得到毒品、爆炸物和違禁品的位置、大小、類別和重量估計(jì)。
`[0053]下面，描述根據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)的高能探測(cè)器31的具體操作方式。
[0054]設(shè)計(jì)相鄰兩排高能探測(cè)器31的中心距為t，共有N排(其中N為大于1的整數(shù))，
滑環(huán)的轉(zhuǎn)速為IV傳送帶的速度為s，則可設(shè)計(jì)滿足如下關(guān)系的掃描方式:
【權(quán)利要求】
1.一種用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，包括:低能探測(cè)器組件；以及設(shè)置在所述低能探測(cè)器組件之下的高能探測(cè)器組件，其中所述高能探測(cè)器組件包括多排高能探測(cè)器，所述高能探測(cè)器之間具有預(yù)定間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，還包括:濾波片，所述濾波片設(shè)置在低能探測(cè)器組件與所述高能探測(cè)器組件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述CT系統(tǒng)在傳送方向上傳送被檢查物體，并且所述多排高能探測(cè)器大致在傳送方向上排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述低能探測(cè)器組件包括面陣列的低能探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述面陣列的低能探測(cè)器大致分布在圓柱面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述高能探測(cè)器中的每一個(gè)的朝向所述低能探測(cè)器組件的表面大體在圓柱面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述高能探測(cè)器之間的預(yù)定間距是5至80毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述高能探測(cè)器之間的預(yù)定間距是30至50毫米。`
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，還包括設(shè)置在相鄰的所述高能探測(cè)器之間的部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述部件由射線吸收材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述部件由鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種或鋁、鐵、銅和鉛中的至少一種的合金制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于CT系統(tǒng)的探測(cè)裝置，其中所述高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分構(gòu)造成獲得雙能CT圖像。
13.—種CT系統(tǒng)，包括:在傳送方向上傳送被檢查物體的傳送裝置；滑環(huán)；與滑環(huán)連接的射線源；以及與射線源相對(duì)并連接在滑環(huán)上的探測(cè)裝置，其中所述探測(cè)裝置是根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的CT系統(tǒng)，其中所述多排高能探測(cè)器大致在傳送方向上排列。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的CT系統(tǒng)，其中所述滑環(huán)每旋轉(zhuǎn)360度/N，傳送裝置將被檢查物體移動(dòng)的距離為相鄰兩排探測(cè)器的中心距，其中N為高能探測(cè)器的排數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的CT系統(tǒng)，其中N為高能探測(cè)器的排數(shù)，所述滑環(huán)每旋轉(zhuǎn)360度/N，傳送裝置將被檢查物體移動(dòng)的距離為相鄰兩排探測(cè)器的中心距，由此所述探測(cè)裝置輸出數(shù)據(jù)，并基于輸出的所述數(shù)據(jù)，來(lái)重建被檢查物體的圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的CT系統(tǒng)，其中基于輸出的所述數(shù)據(jù)，利用斷層重建方法來(lái)重建被檢查 物體的圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的CT系統(tǒng)，其中所述高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分構(gòu)造成獲得雙能CT圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的CT系統(tǒng)，其中所述低能探測(cè)器組件獲得低能CT圖像，并且高能探測(cè)器組件以及與所述高能探測(cè)器組件的高能探測(cè)器重疊的低能探測(cè)器組件的低能探測(cè)器的部分獲得雙能CT圖像，通過(guò)對(duì)低能CT圖像和雙能CT圖像進(jìn)行融合處理，由此獲得三維雙能CT圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的CT系統(tǒng)，其中所述低能探測(cè)器組件包括面陣列的低能探測(cè)器。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK103675931SQ201210364118
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】張麗, 陳志強(qiáng), 李元景, 李明亮 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)