[发明专利]一种静态CT扫描仪及其散射X光子校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种静态CT扫描仪及其散射X光子校正方法。

背景技术

计算机体层摄影(computed tomography，CT)扫描仪是一种功能强大的医学影像诊断设备，其利用X射线对人体某一范围进行逐层横断扫描，获取投影信息，再由计算机进行数据处理和图像重建。X射线的成像过程主要为：X射线源产生X光子，X光子在X射线源的焦点处以直线路径向各个方向发射。在进入成像物体的X光子中，一部分被成像物体的原子直接吸收；一部分则直接穿透成像物体到达与X射线源相对的探测器，这部分X光子即直射X光子，它们的信息也正是成像所需的。然而，实际过程中，还有一部分X光子会与成像物体的原子发生碰撞，而改变运动方向，并损失部分能量，这部分X光子即散射X光子。由于这部分X光子不符合图像重建，因此即使这部分X光子到达探测器，也无法对成像作出贡献，因此，如果不能剔除这部分X光子，反而将增加重建图像的噪声。

如图1所示，对于图像重建来说，为获得较佳质量的CT图像，一般均希望由X射线源1发射的X光子只有直射部分到达探测器2，由此，根据X射线源1的焦点和探测器2上的入射点即可以确定X光子的路径；但是，在实际成像过程中，部分散射X光子也能进入探测器，由此导致难于准确地确定X光子的路径，从而影响CT图像的质量。

为解决X光子散射的问题，目前使用的一种传统CT扫描仪中，探测器2以X射线源1的焦点为圆心，在X射线源1朝向探测器2的一侧设置前准直器3，并在探测器2朝向X射线源1的一侧设置指向所述X射线源1的焦点的后准直器4，探测器2和X射线源1围绕人体旋转扫描，以获取投影信息，如图2所示。这种CT扫描仪通过所述前准直器3来限制X射线的范围，并通过所述后准直器4进一步吸收与其方向不一致的散射X光子，以抑制散射X光子的干扰，提高信噪比，实现较准确的断层图像重建。

但是，这种传统CT扫描仪通常存在辐射剂量偏高、成像时间较长、系统结构复杂、运营成本高等缺点。为此，公布号为CN102379716A的中国发明专利申请公开了一种静态CT扫描仪及其扫描方法，该静态CT扫描仪提出了采用基于碳纳米管场发射阴极X射线管的环形X射线源和基于碲锌镉能量分辨探测器的环形探测器系统研制医用静态能量分辨CT扫描仪的方案，用于解决上述问题。然而，在该方案中，由于每个X射线管对应的弧形探测器难于以该X射线管为圆心，因此，难于采用传统的准直器来抑制散射X光子对成像的影响，进而导致CT图像质量较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种静态CT扫描仪及其散射X光子校正方法，以提高探测器采集的投影数据的信噪比，减少散射X光子对CT扫描仪成像质量的影响。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：提供一种静态CT扫描仪，其包括：X射线源系统、探测器系统、数据采集系统、计算机及电源系统。所述X射线源系统包括一个环形X射线源及一个设置于所述环形X射线源出口处的环形前准直器，所述环形X射线源包括若干个基于碳纳米管的X射线源模块，所述环形前准直器上分布有若干个用于对X射线的出射范围进行限制的准直器狭缝，每个所述X射线源模块对应一个所述准直器狭缝；所述探测器系统用于接收所述X射线源系统发射的X射线束，所述探测器系统包括位于所述环形前准直器内侧的两个环形探测器，所述两个环形探测器之间具有对应所述准直器狭缝的夹缝，每个所述环形探测器由若干个探测器模块组成；所述数据采集系统连接所述探测器系统，用于对所述探测器系统输出的数据进行采集；所述计算机和所述数据采集系统相连接；所述电源系统分别连接所述X射线源系统、所述探测器系统和所述数据采集系统，以提供所需的高压和普通电源。每个所述探测器模块均包括相互连接的探测区和非探测区，所述探测区靠近所述夹缝，所述非探测区远离所述夹缝，所述环形前准直器的照射范围完全覆盖其内侧的所述探测器模块的探测区，以避免非探测区被X射线照射，降低扫描物体所接收的吸收剂量；所述探测器系统进一步包括两个环形后准直器及两个环形监测探测器，所述两个环形后准直器设置于所述两个环形探测器的内侧，且分别位于对应探测器模块的探测区和非探测区的连接处，用于对X射线中的散射X光子进行限制；所述两个环形监测探测器和所述数据采集系统相连接，且分别对应地设置于所述两个环形后准直器背离所述探测器模块的探测区的一侧；所述计算机对所述数据采集系统采集的数据进行处理后进行图像重建。

本发明一较佳实施例中，每一所述环形监测探测器均由若干个监测探测器模块组成。