Ct系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種CT系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括多平面固定式多源X射線發(fā)生裝置及其控制系統(tǒng)，用來提供行李物品檢查所使用的X射線源；每個(gè)掃描平面對(duì)應(yīng)的弧形排列單能、偽雙能或能譜型探測(cè)器系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，用來接收X射線穿透行李物品后的透視數(shù)據(jù)并傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；行李傳送裝置及其控制系統(tǒng)，用于控制行李物品前后移動(dòng)速度并進(jìn)行斷層掃描；主控及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于圖像的斷層重建并提供人機(jī)交互。本系統(tǒng)充分利用了分布式光源取代傳統(tǒng)滑環(huán)技術(shù)所帶來的速度快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，并且利用逆CT的思路，通過增加光源數(shù)量來減少探測(cè)器面積，降低成本。探測(cè)器面積小，還會(huì)使得錐束偽影減少，散射造成的杯狀偽影減少，還能減少斜射對(duì)于雙能數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的影響。
【專利說明】CT系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及輻射成像安全檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及多源靜態(tài)CT行李物品安全檢查系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CT技術(shù)由于能夠消除物體重疊的影響，在安全檢查中發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)的CT采用滑環(huán)裝置通過X光機(jī)和探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)來獲取不同角度上的投影數(shù)據(jù)，通過重建方法來獲取斷層圖像，從而獲得被檢測(cè)行李物品的內(nèi)部信息。配合雙能或多能成像技術(shù)，目前的行李物品檢查設(shè)備可以對(duì)被檢物質(zhì)的原子序數(shù)和電子密度進(jìn)行重建，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)種類的識(shí)另IJ，在爆炸物、危險(xiǎn)品等檢測(cè)中起到了很好的效果。
[0003]盡管如此，現(xiàn)有的安檢CT技術(shù)依然面臨一些不足。首先是掃描速度問題，較快的檢查速度有助于緩解客流、貨流帶來的壓力，而快速掃描通常需要更高轉(zhuǎn)速的滑環(huán)，由于加工精度和可靠性等問題，高速滑環(huán)造價(jià)非常昂貴，維護(hù)成本高，難以推廣。其次是誤報(bào)和漏報(bào)問題，CT技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別和報(bào)警功能難以實(shí)現(xiàn)100%準(zhǔn)確，違禁品檢查依然需要人工輔助判斷，甚至開包檢查，通常一次開包檢查需要耗時(shí)幾分鐘甚至十幾分鐘，這大大增加了人力和時(shí)間成本，嚴(yán)重制約了安檢效率的提高。而為了減輕這一問題，目前市場(chǎng)上有使用二次掃描技術(shù)的設(shè)備，通過對(duì)可疑箱包進(jìn)行二次高精度掃描來提高CT圖像質(zhì)量，減少開箱檢查次數(shù)，然而這種二次掃描的方式也存在占用更多掃描時(shí)間、中斷安檢流程等問題。
[0004]近些年，碳納米管X光管技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用領(lǐng)域。與傳統(tǒng)光源不同，它無須利用高溫來產(chǎn)生射線，而是根據(jù)碳納米管尖端放電原理產(chǎn)生陰極射線，打靶產(chǎn)生X光。其優(yōu)點(diǎn)是可以快速開啟和關(guān)閉，且體積更小。把這種X光源排布成環(huán)狀，進(jìn)行不同角度下對(duì)物體的照射，就可以制成無需旋轉(zhuǎn)的“靜態(tài)CT”，大大提高了射線成像的速度，同時(shí)由于省去了滑環(huán)的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了大量的成本。所以對(duì)于安全檢查等領(lǐng)域具有十分重要的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題，提出了一種CT系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，提出了一種CT系統(tǒng)，包括:傳送機(jī)構(gòu)，承載被檢查物體直線運(yùn)動(dòng)；第一掃描級(jí)，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第一數(shù)據(jù)采集裝置，對(duì)所述被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布；第二掃描級(jí)，沿著所述被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定距離設(shè)置，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第二數(shù)據(jù)采集裝置，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布；控制裝置，與第一掃描級(jí)和第二掃描級(jí)連接，控制所述第一掃描級(jí)和所述第二掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得第一掃描級(jí)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)；處理裝置，與第一掃描級(jí)、第二掃描級(jí)和控制裝置連接，基于所述第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。[0007]優(yōu)選地，所述的CT系統(tǒng)還包括第三掃描級(jí)，所述第三掃描級(jí)包括多段射線源、多段探測(cè)器和第三數(shù)據(jù)采集裝置，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布，所述控制裝置還與第三掃描級(jí)連接，控制第三掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得所述第三掃描級(jí)輸出第三數(shù)字信號(hào)，所述處理裝置與第三掃描級(jí)連接，至少基于所述第一、第二和第三數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。
[0008]優(yōu)選地，所述第一掃描級(jí)中的多個(gè)射線源、所述第二掃描級(jí)中的多個(gè)射線源和所述第三掃描級(jí)中的多個(gè)射線源，設(shè)置在與被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直的多個(gè)掃描平面上，每個(gè)掃描平面中，源點(diǎn)分布為連續(xù)或不連續(xù)的一段或多段直線或弧線。
[0009]優(yōu)選地，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明需要更高的穿透性以看清金屬物體及其臨近區(qū)域時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更高電壓以提高射線能量。
[0010]優(yōu)選地，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明需要看清更多細(xì)小物體時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更多光源數(shù)目以提聞空間分辨率。
[0011]優(yōu)選地，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成掃描時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)數(shù)目調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)的激活光源數(shù)目。
[0012]優(yōu)選地，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)處理裝置的分析結(jié)果表明要更準(zhǔn)的材料識(shí)別時(shí)，調(diào)節(jié)第二掃描級(jí)的源點(diǎn)的出束能譜。
[0013]優(yōu)選地，所述第一掃描級(jí)、所述第二掃描級(jí)和所述第三掃描級(jí)中的源點(diǎn)的流強(qiáng)可以根據(jù)源點(diǎn)所在平面預(yù)設(shè)光源數(shù)目來調(diào)整。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)源點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)提高流強(qiáng)以縮短每個(gè)源點(diǎn)的出束時(shí)間以保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成掃描，或當(dāng)激活源點(diǎn)數(shù)目較少時(shí)使用較大流強(qiáng)來提高掃描數(shù)據(jù)的信噪比。實(shí)用新型
[0015]利用上述實(shí)施例的方案，在單次掃描流程中實(shí)現(xiàn)了基于多掃描平面，加快了掃描過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更好的理解本實(shí)用新型，將根據(jù)以下附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行描述:
[0017]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的CT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的CT系統(tǒng)中各個(gè)掃描級(jí)的構(gòu)成示意圖；
[0019]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的CT系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0020]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的CT系統(tǒng)中一個(gè)掃描級(jí)的掃描方式的示意圖。
[0021]附圖沒有對(duì)實(shí)施例的所有部件或結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0023]在整個(gè)說明書中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0024]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例提出一種多X射線源靜態(tài)CT系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，各個(gè)掃描級(jí)中的探測(cè)器和射線源設(shè)置為逆CT形式。例如，多個(gè)源點(diǎn)對(duì)應(yīng)一小塊探測(cè)器。在傳送機(jī)構(gòu)承載被檢查物體直線運(yùn)動(dòng)過程中，第一掃描級(jí)和第二掃描級(jí)對(duì)物體進(jìn)行掃描，分別產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)，然后通過處理裝置進(jìn)行重建。
[0025]例如，第一掃描級(jí)包括多段射線源、多段探測(cè)器和第一數(shù)據(jù)采集裝置，對(duì)被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)。該多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，該多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布。第二掃描級(jí)沿著所述被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定距離設(shè)置，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第二數(shù)據(jù)采集裝置，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布。控制裝置與第一掃描級(jí)和第二掃描級(jí)連接，控制所述第一掃描級(jí)和所述第二掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得第一掃描級(jí)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)。處理裝置與第一掃描級(jí)、第二掃描級(jí)和控制裝置連接，基于所述第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。這樣的方案通過分布式X射線源來避免高速滑環(huán)的使用，在提升速度的同時(shí)，降低設(shè)備制造和維護(hù)成本，而多掃描平面和逆CT相結(jié)合的掃描方式則能夠在提高速度的同時(shí)，省去了大量的探測(cè)器，并且消除了斜射造成的問題以及杯狀偽影。
[0026]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的CT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示實(shí)施例的多源靜態(tài)CT行李物品安全檢查系統(tǒng)包括多個(gè)掃描級(jí)(例如，第一掃描級(jí)A、第二掃描級(jí)B、第三掃描級(jí)C、……)、傳送機(jī)構(gòu)110、控制裝置140和處理裝置130。各個(gè)掃描級(jí)沿著被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向上按照預(yù)定的距離間隔設(shè)置，并且均包括射線源、探測(cè)器和采集裝置。這里的射線源具體包括多個(gè)分布式X射線源點(diǎn)。
[0027]在圖示的實(shí)施例中，傳送機(jī)構(gòu)110承載被檢查物體120直線運(yùn)動(dòng)。第一掃描級(jí)A包括多段射線源、多段探測(cè)器和第一數(shù)據(jù)采集裝置，對(duì)所述被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布。第二掃 描級(jí)B沿著所述被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定距離設(shè)置，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第二數(shù)據(jù)采集裝置。，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布。
[0028]控制裝置140與各個(gè)掃描級(jí)連接，控制第一掃描級(jí)和第二掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得第一掃描級(jí)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)。處理裝置130基于所述第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。
[0029]在其他實(shí)施例中，處理裝置130與各個(gè)掃描級(jí)以及控制裝置140聯(lián)機(jī)額，基于所述第一數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的第一像質(zhì)的CT圖像，并且對(duì)所述CT圖像進(jìn)行分析。然后，控制裝置140基于所述處理裝置130的分析結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)所述第二掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得所述第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)，所述處理裝置130至少基于所述第二數(shù)字信號(hào)(例如，第二數(shù)字信號(hào)或第二數(shù)字信號(hào)和第一數(shù)字信號(hào))重建所述被檢查物體的第二像質(zhì)的CT圖像，其中所述第二像質(zhì)高于第一像質(zhì)。
[0030]根據(jù)一些實(shí)施例，在第二掃描級(jí)掃描到該物體的相應(yīng)部分時(shí)，基于所述處理裝置的分析結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)所述第二掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得所述第二掃描級(jí)輸出所述第二數(shù)字信號(hào)。例如，在目標(biāo)箱包需要重建100個(gè)切片(斷層)的情況下，第一掃描級(jí)掃描完第8個(gè)切片以后，諸如計(jì)算機(jī)之類的處理裝置對(duì)該切片進(jìn)行重建，并對(duì)該切片進(jìn)行分析，估計(jì)第二和后續(xù)掃描級(jí)掃描物體這個(gè)切片的掃描所需采用的掃描參數(shù)。當(dāng)物體的第8個(gè)切片部分通過第二個(gè)掃描級(jí)時(shí)，第二掃描級(jí)根據(jù)剛才的分析結(jié)果調(diào)節(jié)參數(shù)，進(jìn)行掃描。當(dāng)物體的不同切片部分通過第二掃描級(jí)時(shí)，掃描參數(shù)將對(duì)應(yīng)地加以調(diào)節(jié)。
[0031]在其他實(shí)施例中，多個(gè)平面中分布式光源所針對(duì)的角度不同，也就是每個(gè)掃描級(jí)中源點(diǎn)集中排布在圓周上某一區(qū)間的情況。例如，第一掃描級(jí)對(duì)物體-30° -30°的角度范圍進(jìn)行掃描，這時(shí)運(yùn)用有限角重建算法，獲得粗略的切片信息，計(jì)算掃描參數(shù)。當(dāng)在物體第一個(gè)切片通過第二掃描級(jí)時(shí)，根據(jù)前面的分析結(jié)果調(diào)節(jié)參數(shù)，掃描30° -90°的角度范圍。
[0032]類似地，第三掃描級(jí)C包括第三射線源、第三探測(cè)器和第三數(shù)據(jù)采集裝置，所述控制裝置140基于所述第一分辨率的CT圖像相應(yīng)調(diào)節(jié)所述第三掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得所述第三掃描級(jí)輸出第三數(shù)字信號(hào)，所述處理裝置至少基于所述第三數(shù)字信號(hào)(例如，第三數(shù)字信號(hào)、或者第三數(shù)字信號(hào)和第一與第二數(shù)字信號(hào)的至少之一)重建所述被檢查物體的第三像質(zhì)的CT圖像，其中所述第三像質(zhì)高于第一像質(zhì)。類似地，在第三掃描級(jí)掃描到該物體的相應(yīng)部分時(shí)，基于處理裝置的分析結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)第三掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得第三掃描級(jí)輸出所述第三數(shù)字信號(hào)。
[0033]例如，每個(gè)多點(diǎn)分布式的X光源模塊上具有一個(gè)或多個(gè)源點(diǎn)，源點(diǎn)的能量可設(shè)定，源點(diǎn)激活的順序可設(shè)置。在系統(tǒng)中，源點(diǎn)分布在多個(gè)掃描平面上(例如，掃描平面垂直于通道前進(jìn)方向)。每個(gè)平面中，源點(diǎn)分布可以為連續(xù)或不連續(xù)的一段或多段直線或弧線。由于源點(diǎn)能量可設(shè)，在出束過程中可以實(shí)現(xiàn)不同源點(diǎn)具有不同能譜，或位于不同平面的源點(diǎn)能量有區(qū)別等多種掃描方式?？梢詫?duì)源點(diǎn)進(jìn)行分組設(shè)計(jì)，比如每個(gè)模塊的源點(diǎn)作為一組，或是每個(gè)平面的源點(diǎn)作為一組，同一組內(nèi)的源點(diǎn)電子打靶的順序可調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)順序出束、交替出束，不同組內(nèi)的源點(diǎn)可以同時(shí)激活進(jìn)行掃描，以加快掃描速度。
[0034]每個(gè)掃描級(jí)都包括完整的面陣X射線探測(cè)器及讀出電路、采集觸發(fā)信號(hào)電路及數(shù)據(jù)傳輸電路。由于光源分布在多個(gè)平面內(nèi)，因此對(duì)于每個(gè)平面都有對(duì)應(yīng)的探測(cè)器陣列。探測(cè)器陣列以圓形或者弧形排列，探測(cè)器中心列所在平面可以和光源共面(當(dāng)源點(diǎn)集中排布在圓周上某一區(qū)間時(shí)，圓周剩余區(qū)間可以排布探測(cè)器)，也可以和光源所在平面平行(當(dāng)源點(diǎn)分散排布在圓周上時(shí)，圓周無剩余空間)，為減輕光源和源點(diǎn)不在同一平面帶來的斜射效應(yīng)，應(yīng)保持光源和探測(cè)器所述兩個(gè)平面之間距離盡可能小。探測(cè)器陣列可以是單排或多排，探測(cè)器類型可以是單能、雙能或者能譜型探測(cè)器。
[0035]傳送機(jī)構(gòu)110包括載物臺(tái)或傳輸皮帶，控制裝置140控制X光機(jī)及探測(cè)器的機(jī)架，通過控制分布式光源的出束方式和物體的直線平移運(yùn)動(dòng)或者兩者的組合，可以實(shí)現(xiàn)螺旋掃描軌跡或者圓周掃描軌跡或其他特殊軌跡的掃描。
[0036]控制裝置140負(fù)責(zé)完成CT系統(tǒng)運(yùn)行過程的控制，包括機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、電氣控制、安全聯(lián)鎖控制，特別是負(fù)責(zé)控制光源的出束能量和出束順序，控制探測(cè)器的數(shù)據(jù)讀出與數(shù)據(jù)重建。
[0037]圖2示出了如圖1所述的CT系統(tǒng)中各個(gè)掃描級(jí)的構(gòu)成。如圖2所示，各個(gè)掃描級(jí)包括排布成逆CT形式的多段射線源和對(duì)應(yīng)的幾段探測(cè)器，其中每段射線源都具有多個(gè)源點(diǎn)。在圖示的實(shí)施例中，每個(gè)掃描級(jí)具有多段射線源21、22和23以及相應(yīng)的幾段探測(cè)器24和25。每段射線源都包括多個(gè)源點(diǎn)，例如射線源21包括多個(gè)源點(diǎn)211。
[0038]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的方法的流程圖。如圖3所示，一種CT系統(tǒng)的方法，所述CT系統(tǒng)包括第一掃描級(jí)和沿著被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定距離設(shè)置的第二掃描級(jí)，各個(gè)掃描級(jí)均設(shè)置為逆CT形式。例如，每個(gè)掃描級(jí)均包括多段射線源和多段探測(cè)器，其中所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布。
[0039]如圖3所示，在步驟S310，在被檢查物體運(yùn)動(dòng)過程中控制第一掃描級(jí)對(duì)被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)。
[0040]在步驟S320，在被檢查物體運(yùn)動(dòng)過程中控制第二掃描級(jí)對(duì)被檢查物體進(jìn)行掃描，
產(chǎn)生第二數(shù)字信號(hào)。
[0041]在步驟S330，基于所述第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。
[0042]例如，控制裝置控制各個(gè)掃描級(jí)在多個(gè)光束不影響時(shí)同時(shí)出束，提高成像效率。再如，如果在初次掃描中(例如第一掃描級(jí)的掃描過程中)，發(fā)現(xiàn)可疑物質(zhì)，就只需要重建物體內(nèi)一部分，還可以只使用一部分光源便可獲得足夠的數(shù)據(jù)，可以降低劑量，提高成像效率。
[0043]如圖4所示，當(dāng)ROI位于左下側(cè)的時(shí)候，圖中標(biāo)注的光源221對(duì)于這個(gè)區(qū)域的重建沒有貢獻(xiàn)，可以不進(jìn)行掃描，從而可以提升掃描速度。
[0044]根據(jù)該實(shí)施例，在重建時(shí)，不同光源的數(shù)據(jù)之間不連續(xù)且有冗余。這一可以采用重排的方式克服，也就是把一個(gè)個(gè)錐束數(shù)據(jù)，重排成平行光的數(shù)據(jù)再進(jìn)行重建。對(duì)于冗余數(shù)據(jù)，采取加權(quán)平均的方法可以使之歸一化。
[0045]在采用逆CT的上述實(shí)施例中，省去了傳統(tǒng)行李CT系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)裝置，降低了系統(tǒng)成本，提高了檢測(cè)精度，多平面的掃描方式也進(jìn)一步提高了掃描速度。利用分布式光源具有靈活性的特點(diǎn)，根據(jù)預(yù)處理結(jié)果來調(diào)整光源的能量和結(jié)合多能譜射線檢查技術(shù)，可以對(duì)危險(xiǎn)可疑物品，如易燃物及爆炸物、毒品等有很好的識(shí)別效果，適應(yīng)不同情況下的安全檢查需求。
[0046]此外，該實(shí)施例的方案中，由于探測(cè)器面積成倍減少，增加探測(cè)器分辨率的成本也會(huì)成倍數(shù)降低，分辯率可以極大提高。此外，探測(cè)器面積小，也會(huì)使得錐束偽影減少，散射造成的杯狀偽影減少，還能減少斜射對(duì)于雙能數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的影響。[0047]在其他的實(shí)施例中，還可以采用與圖3所示方法不同的檢查過程。例如，在被檢查物體運(yùn)動(dòng)過程中通過第一掃描級(jí)對(duì)被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)。例如，當(dāng)有諸如箱包之類的被檢查對(duì)象120通過傳送機(jī)構(gòu)110進(jìn)入設(shè)備時(shí)，由設(shè)備第一個(gè)平面A的光源和探測(cè)器對(duì)箱包進(jìn)行掃描，并將掃描數(shù)據(jù)傳入處理裝置130進(jìn)行相應(yīng)的CT重建。同時(shí)系統(tǒng)記錄下該箱包所掃描區(qū)域經(jīng)過第一個(gè)平面的時(shí)刻和位置，根據(jù)皮帶速度和編碼可以求得該斷層通過后續(xù)平面的時(shí)刻。
[0048]然后，基于所述第一數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的第一像質(zhì)的CT圖像，并且對(duì)所述CT圖像進(jìn)行分析。
[0049]例如，處理裝置130根據(jù)CT重建結(jié)果判斷箱包所掃描區(qū)域的整體特性，包括高密度材料是否較多(如金屬)、零碎件(細(xì)小物品)是否較多以及是否存在可疑物體。
[0050]接下來，基于所述處理裝置的分析結(jié)果調(diào)節(jié)所述第二掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得所述第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)。
[0051]控制裝置140根據(jù)分析結(jié)果對(duì)后續(xù)平面的掃描參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)定(光源電壓、電流、激活的光源數(shù)目等等)。例如:當(dāng)需要更高的穿透性以看清金屬物體及其臨近區(qū)域時(shí)，后續(xù)平面的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更高電壓以提高射線能量；當(dāng)需要看清更多細(xì)小物體時(shí)，后續(xù)平面的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更多光源數(shù)目以提高空間分辨率等。而每個(gè)源點(diǎn)的流強(qiáng)也可以根據(jù)源點(diǎn)所在平面預(yù)設(shè)的激活光源數(shù)目來相應(yīng)調(diào)整，以保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成掃描，如當(dāng)源點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)提高流強(qiáng)以縮短每個(gè)源點(diǎn)的出束時(shí)間，又如當(dāng)激活源點(diǎn)數(shù)目較少時(shí)使用較大流強(qiáng)則能夠提高掃描數(shù)據(jù)的信噪比，改善重建圖像的噪聲水平。
[0052]然后，至少基于所述第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的第二像質(zhì)的CT圖像，其中所述第二像質(zhì)高于第一像質(zhì)。
[0053]例如，當(dāng)被檢查對(duì)象120對(duì)應(yīng)區(qū)域通過后續(xù)掃描平面時(shí)，控制裝置140控制掃描平面按照針對(duì)該區(qū)域預(yù)設(shè)的掃描參數(shù)進(jìn)行掃描，得到掃描數(shù)據(jù)。
[0054]在一些實(shí)施例中，在第二掃描級(jí)掃描到該物體的相應(yīng)部分時(shí)，基于處理裝置的分析結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)第二掃描級(jí)的掃描參數(shù)，使得第二掃描級(jí)輸出該第二數(shù)字信號(hào)。
[0055]這樣，當(dāng)被檢查對(duì)象120對(duì)應(yīng)區(qū)域通過全部掃描平面后，系統(tǒng)綜合所有掃描數(shù)據(jù)，利用單能或能譜CT重建算法對(duì)物體進(jìn)行重建，得到最終的三維CT重建結(jié)果，并對(duì)違禁品進(jìn)行識(shí)別、報(bào)警。
[0056]在一些實(shí)施例中，分布式光源與探測(cè)器分布三個(gè)間隔的圓環(huán)上，其中A平面為第一掃描平面，B、C平面為第二、第三掃描平面，如圖1所示。每個(gè)平面上的源可以是稀疏排布，也可以是在有限角度內(nèi)密集排布。
[0057]上述實(shí)施例的方案使用多源X射線發(fā)生裝置從不同角度對(duì)行李物品進(jìn)行照射，省去了傳統(tǒng)行李CT系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)裝置，降低了系統(tǒng)成本，提高了檢測(cè)精度，多平面的掃描方式也進(jìn)一步提高了掃描速度。利用分布式光源具有靈活性的特點(diǎn)，根據(jù)預(yù)處理結(jié)果來調(diào)整光源的能量和結(jié)合多能譜射線檢查技術(shù)，可以對(duì)危險(xiǎn)可疑物品，如易燃物及爆炸物、毒品等有很好的識(shí)別效果，適應(yīng)不同情況下的安全檢查需求。
[0058]該實(shí)施方案充分利用分布式光源的特點(diǎn)，發(fā)展了新的控制方式。通過把光源分散布置在多個(gè)掃描平面內(nèi)，使得根據(jù)物體特點(diǎn)調(diào)節(jié)光源能譜、流強(qiáng)與數(shù)目成為了可能。在物體經(jīng)過第一個(gè)平面的時(shí)候，我們就可以用稀疏角度重建或有限角重建方法獲得預(yù)重建結(jié)果，從而根據(jù)相應(yīng)分析結(jié)論、指標(biāo)來改變后兩個(gè)平面光源的能譜、流強(qiáng)和數(shù)目，這樣一方面可以獲得最佳的重建結(jié)果，另一方面也可以獲得不同能量下的重建結(jié)果，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)識(shí)別。
[0059]在一些實(shí)施例中，當(dāng)光源和探測(cè)器分布在多個(gè)位置上的時(shí)候，需要解決不同平面上的數(shù)據(jù)同步的問題:可以使用皮帶編碼的方式來觸發(fā)X光源出束，從而保證不同平面探測(cè)器采集的是物體同一個(gè)平面的數(shù)據(jù)。也可以根據(jù)幾個(gè)探測(cè)器平面之間的固定位置，來確定物體依次經(jīng)過這幾個(gè)平面的時(shí)間差，從而提取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0060]其次，在一些實(shí)施例中，為了將不同能量不同視角的數(shù)據(jù)聯(lián)合重建，先把所有角度的數(shù)據(jù)用傳統(tǒng)的單能CT重建算法進(jìn)行重建，這個(gè)結(jié)果保有準(zhǔn)確的幾何結(jié)構(gòu)，再把該幾何信息用作先驗(yàn)知識(shí)，將掃描數(shù)據(jù)按源點(diǎn)出束能量分組分別重建，得到不同X射線能量的重建結(jié)果。
[0061]以上的詳細(xì)描述通過使用方框圖、流程圖和/或示例，已經(jīng)闡述了成像系統(tǒng)和方法置的眾多實(shí)施例。在這種方框圖、流程圖和/或示例包含一個(gè)或多個(gè)功能和/或操作的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，這種方框圖、流程圖或示例中的每一功能和/或操作可以通過各種硬件、軟件、固件或?qū)嵸|(zhì)上它們的任意組合來單獨(dú)和/或共同實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的實(shí)施例所述主題的若干部分可以通過專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、或其他集成格式來實(shí)現(xiàn)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這里所公開的實(shí)施例的一些方面在整體上或部分地可以等同地實(shí)現(xiàn)在集成電路中，實(shí)現(xiàn)為在一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序(例如，實(shí)現(xiàn)為在一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)，實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)處理器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序(例如，實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)微處理器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)，實(shí)現(xiàn)為固件，或者實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)為上述方式的任意組合，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本公開，將具備設(shè)計(jì)電路和/或?qū)懭胲浖?或固件代碼的能力。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本公開所述主題的機(jī)制能夠作為多種形式的程序產(chǎn)品進(jìn)行分發(fā)，并且無論實(shí)際用來執(zhí)行分發(fā)的信號(hào)承載介質(zhì)的具體類型如何，本公開所述主題的示例性實(shí)施例均適用。信號(hào)承載介質(zhì)的示例包括但不限于:可記錄型介質(zhì)，如軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、緊致盤(⑶)、數(shù)字通用盤(DVD)、數(shù)字磁帶、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等；以及傳輸型介質(zhì)，如數(shù)字和/或模擬通信介質(zhì)(例如，光纖光纜、波導(dǎo)、有線通信鏈路、無線通信鏈路等)。
[0062]雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本實(shí)用新型能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離實(shí)用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種CT系統(tǒng)，其特征在于，包括: 傳送機(jī)構(gòu),承載被檢查物體直線運(yùn)動(dòng)； 第一掃描級(jí)，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第一數(shù)據(jù)采集裝置，對(duì)所述被檢查物體進(jìn)行掃描，產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布； 第二掃描級(jí)，沿著所述被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定距離設(shè)置，包括多段射線源、多段探測(cè)器和第二數(shù)據(jù)采集裝置，所述多段射線源的每一個(gè)均包括多個(gè)源點(diǎn)，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布； 控制裝置，與第一掃描級(jí)和第二掃描級(jí)連接，控制所述第一掃描級(jí)和所述第二掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得第一掃描級(jí)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，第二掃描級(jí)輸出第二數(shù)字信號(hào)； 處理裝置，與第一掃描級(jí)、第二掃描級(jí)和控制裝置連接，基于所述第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三掃描級(jí)，所述第三掃描級(jí)包括多段射線源、多段探測(cè)器和第三數(shù)據(jù)采集裝置，所述多段探測(cè)器和所述多段射線源按照逆CT方式排布， 所述控制裝置還與第三掃描級(jí)連接，控制第三掃描級(jí)中的源點(diǎn)的出束順序，使得所述第三掃描級(jí)輸出第三數(shù)字信號(hào)，所述處理裝置與第三掃描級(jí)連接，至少基于所述第一、第二和第三數(shù)字信號(hào)重建所述被檢查物體的CT圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述第一掃描級(jí)中的多個(gè)射線源、所述第二掃描級(jí)中的多個(gè)射線源和所述第三掃描級(jí)中的多個(gè)射線源，設(shè)置在與被檢查物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直的多個(gè)掃描平面上，每個(gè)掃描平面中，源點(diǎn)分布為連續(xù)或不連續(xù)的一段或多段直線或弧線。
4.如權(quán)利要求1所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明需要更高的穿透性以看清金屬物體及其臨近區(qū)域時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更高電壓以提高射線能量。
5.如權(quán)利要求1所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明需要看清更多細(xì)小物體時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)預(yù)設(shè)成使用更多光源數(shù)目以提高空間分辨率。
6.如權(quán)利要求1所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)所述處理裝置的分析結(jié)果表明要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成掃描時(shí)，將第二掃描級(jí)的源點(diǎn)數(shù)目調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)的激活光源數(shù)目。
7.如權(quán)利要求1所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置根據(jù)第一數(shù)字信號(hào)對(duì)被檢查物體進(jìn)行分析，當(dāng)處理裝置的分析結(jié)果表明要更準(zhǔn)的材料識(shí)別時(shí)，調(diào)節(jié)第二掃描級(jí)的源點(diǎn)的出束能譜。
8.如權(quán)利要求2所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，所述第一掃描級(jí)、所述第二掃描級(jí)和所述第三掃描級(jí)中的源點(diǎn)的流強(qiáng)可以根據(jù)源點(diǎn)所在平面預(yù)設(shè)光源數(shù)目來調(diào)整。
9.如權(quán)利要求8所述的CT系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)源點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)提高流強(qiáng)以縮短每個(gè)源點(diǎn)的出束時(shí)間以保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成掃描，或當(dāng)激活源點(diǎn)數(shù)目較少時(shí)使用較大流強(qiáng)來提高掃描數(shù)據(jù)的信噪比。
【文檔編號(hào)】G01N23/10GK203643369SQ201320877483
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陳志強(qiáng), 張麗, 趙驥, 黃清萍, 金鑫 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 同方威視技術(shù)股份有限公司