即射线源和单层探测器随带有滑环的机架旋转，扫描对象则平行移动，如图2所示。
[0045]本实用新型所述的改进的双能CT成像装置，包括射线源1、射线源控制器2、带有滑环的机架32、运动控制器4、单层探测器5、金属过滤片6、数据采集控制器7、主控制计算机8，所述主控制计算机8分别与射线源控制器2、运动控制器4、数据采集控制器7相连，所述射线源控制器2与所述射线源I相连，所述运动控制器4与所述带有滑环的机架32相连，所述数据采集控制器7与所述单层探测器5相连，所述单层探测器5包括左半部分51和右半部分52，所述金属过滤片6位于所述单层探测器5的右半部分52与所述射线源I之间且与所述单层探测器5的右半部分52互相平行。
[0046]所述单层探测器5的左半部分51包括低能探元(图中未示)和第一数据采集电路板(图中未示)，所述单层探测器5的右半部分52包括高能探元(图中未示)和第二数据采集电路板(图中未示)。
[0047]所述低能探元包括低能晶体和第一二极管，所述高能探元包括高能晶体和第二二极管。
[0048]所述第一数据采集电路板和第二数据采集电路板均与所述数据采集控制器7相连。
[0049]所述高能晶体比低能晶体厚。
[0050]所述高能晶体和低能晶体为闪烁晶体Gd202S、Cs1、CdWO4中的任一种。
[0051]所述单层探测器5的左半部分51和右半部分52的分界线位于所述射线源I的中心射束经过带有滑环的机架32的旋转中心的直线上。
[0052]所述金属过滤片6在所述射线源I的射线的投影下覆盖所述单层探测器5的右半部分52。
[0053]所述金属过滤片6的材料为铜或钨。
[0054]所述单层探测器5为弧型，所述单层探测器5的布置方式为面阵。
[0055]本实施例中，所述射线源I与单层探测器5相对固定于带有滑环的机架32上，所述射线源I与单层探测器5围绕一个公共轴心随带有滑环的机架32 —起旋转。
[0056]本实施例中，扫描对象的传送装置也与运动控制器4相连。
[0057]图3-图4示出了本实用新型所述改进的双能CT成像装置的原理图，图3和图4均以二维扇束扫描为例。
[0058]图3示出了 CT扇束扫描原理示意图，图中，所述旋转方向为顺时针旋转，Sm为最大投影地址，在视角β和视角β + JT-2 γ下:
[0059]等角扇束扫描过程中投影之间有如下的关系:
[0060]P (β , γ ) = Ρ(β + π-2γ,-γ)
[0061]其中β为射线源的旋转角度，γ为等角探测器上的投影(角度)地址。Ρ(β, γ),Ρ(β + 3?-2γ,-γ)被称为共轭投影。类似的可以推导出扇束等距的情形，有:
[0062]P ( β , s) = Ρ(β + π-2γ, _s)
[0063]s为等距探测器的投影地址，Y为投影地址为s的射线与中心射束的夹角。
[0064]图4示出了 CT扇束扫描正弦图表示原理示意图，图中COR(Center of Rotat1n)为测量投影旋转中心，其中S1,^为探测器左右两边界最大投影地址，γ ml，分别为探测器左右两边界对应的射线束相对中心射束的最大偏角。根据共轭投影的几何关系可知，梯形区域A和C内虚线部分投影值自上而下对应相等，梯形区域B和D内虚线部分投影值自上而下对应相等。因此区域A和C是数据对应相等的两个区域，区域B和D也是数据对应相等的两个区域。因此，扇束扫描的投影数据不但是冗余的，且恰恰冗余了一半。
[0065]本实用新型所述的改进的双能CT成像装置的工作过程如下:主控制计算机通过运动控制器控制旋转机构的旋转，同时通过射线源控制器控制射线源的开启与关闭，通过数据采集控制器采集单层探测器的左半部分的低能投影数据和右半部分的高能投影数据；根据共轭投影原理，由单层探测器的左半部分采集到的低能投影数据得到等效的右半部分的低能投影数据，由单层探测器的右半部分采集到的高能投影数据得到等效的左半部分的高能投影数据，从而得到整个单层探测器的高能投影数据和低能投影数据，依据双能CT图像重建算法，进行图像重建，得到扫描对象的密度、原子序数、衰减系数等物理参数。
[0066]本实用新型并不限于上述实施方式，在不违背本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种改进的双能CT成像装置，其特征在于，包括射线源、射线源控制器、旋转机构、运动控制器、单层探测器、金属过滤片、数据采集控制器、主控制计算机，所述主控制计算机分别与射线源控制器、运动控制器、数据采集控制器相连，所述射线源控制器与所述射线源相连，所述运动控制器与所述旋转机构相连，所述数据采集控制器与所述单层探测器相连，所述单层探测器包括左半部分和右半部分，所述金属过滤片位于所述单层探测器的右半部分与所述射线源之间且与所述单层探测器的右半部分互相平行。
2.根据权利要求1所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述单层探测器的左半部分包括低能探元和第一数据采集电路板，所述单层探测器的右半部分包括高能探元和第二数据采集电路板。
3.根据权利要求2所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述低能探元包括低能晶体和第一二极管，所述高能探元包括高能晶体和第二二极管。
4.根据权利要求2所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述第一数据采集电路板和第二数据采集电路板均与所述数据采集控制器相连。
5.根据权利要求3所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述高能晶体比低能晶体厚，所述尚能晶体和低能晶体为闪烁晶体Gd202S、Csl、CdWO4中的任一种。
6.根据权利要求1所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述单层探测器的左半部分和右半部分的分界线位于所述射线源的中心射束经过旋转机构的旋转中心的直线上。
7.根据权利要求1所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述金属过滤片在所述射线源的射线的投影下覆盖所述单层探测器的右半部分。
8.根据权利要求1所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述旋转机构为转台或带有滑环的机架。
9.根据权利要求1所述的改进的双能CT成像装置，其特征在于，所述单层探测器为直线型或弧型，所述单层探测器的布置方式为线阵或面阵。
【专利摘要】本实用新型涉及一种改进的双能CT成像装置，属于CT成像领域，所述装置包括射线源、射线源控制器、旋转机构、运动控制器、单层探测器、金属过滤片、数据采集控制器、主控制计算机，所述主控制计算机分别与射线源控制器、运动控制器、数据采集控制器相连，所述射线源控制器与所述射线源相连，所述运动控制器与所述旋转机构相连，所述数据采集控制器与所述单层探测器相连，所述单层探测器包括左半部分和右半部分，所述金属过滤片位于所述单层探测器的右半部分与所述射线源之间且与所述单层探测器的右半部分互相平行，单层探测器左半部分包括低能探元和第一数据采集电路板，右半部分包括高能探元和第二数据采集电路板，本装置使探测器成本降低了近50％。
【IPC分类】G01N23-087, G01V5-00
【公开号】CN204422781
【申请号】CN201520131450
【发明人】李保磊, 张耀军, 张萍宇, 莫阳, 李斌
【申请人】公安部第一研究所, 北京中盾安民分析技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月6日...