[发明专利]多层X射线计算机断层扫描系统的探测系统的反散射准直器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层X射线计算机断层扫描(CT)系统。

背景技术

在X射线CT系统中，X射线被用于对一主体的局部或一对象的内部结构和特性进行成像。术语“主体”和“对象”包括任何可以被成像的物体。所述成像由X射线CT系统实现，利用X射线对内部结构和特性成像形成一组薄层平面切片或者对象的一个区域的3D图像。对于医学应用来说，成像对象包括人体。

X射线CT系统通常包括一提供锥形X射线束的X射线源，以及面对X射线源设置的紧密排列的一组X射线探测器阵列。X射线源和探测器阵列被安状在一环形支架上，使用CT系统成像的病人通常躺在一合适的支撑垫上，被定位在环形支架内，位于X射线源和探测器阵列之间。所述环形支架和支撑垫可以相对运动，使得X射线源和探测器阵列能够沿病人的轴向被定位在所设定的位置。

环形支架包括一可称为定子的固定结构，以及一称为转子的转动结构，所述转子被安装在定子上并可绕轴向转动。在第三代CT系统中，X射线源和探测器阵列被安装在转子上。转子相对于轴向的角度位置是可控的，从而X射线源能够被定位到环绕病人的所需的角度，即视角。

为了对病人的局部进行一个层的成像，X射线源被设置在该层的轴向位置并绕该层转动以便用X射线从一组不同的视角照射该层。在每个视角，探测器阵列中的探测器产生与从X射线源穿越该层的X射线的强度相关的信号。该信号被处理以确定X射线从X射线源经过不同的路径长度穿越成像的层导致的衰减的数值。利用该X射线衰减的数值，确定该层的材料的X射线吸收系数与该层的位置的函数关系。吸收系数被用来生成该层的图像，确定该层的组织的组成和密度。

包括在CT系统的探测器阵列中的X射线探测器通常被分为几个模块，此后称之为CT探测器模块，每一模块包括一组X射线探测器。现代大部分的CT系统设计成对病人的多个层同时成像的多层CT系统。在多层CT系统中的每个探测器模块中的X射线探测元件被设置成由行和列构成的矩阵。在一个CT系统中的任意两个CT探测器模块中的X射线探测器矩阵是实质相同的，包括相同行数和相同列数的探测元件。模块被相邻连续布置，各行的探测器端部相邻，使得X射线探测元件形成一组长的平行设置的X射线探测元件多行排列。

多层X射线CT系统通常以其能够同时成像的最多层数命名，例如，8层CT系统即是指能够同时成像最多8个层的系统；16层CT系统能够同时成像至多16个层。

探测阵列中每一长行的X射线探测元件设置在以CT系统的X射线源的焦点为圆心的一圆弧上，这些探测元件和探测器模块的设计依赖于圆的半径，此后将该半径称为聚焦距离。因此，根据一个CT系统的聚焦距离设计的圆弧的X射线探测器系统不能被应用于另一个不同聚焦距离的CT系统。

在一闪烁体阵列中的每一探测器元件包括一使用X射线直接转换材料的限定的敏感区域，用于探测X射线光子，并产生第二能量光子或者电子。探测器元件被非敏感区域包围，此后称为沟槽，其对X射线光子不产生响应。

典型的X射线探测器包括一用以校准探测器接收到的X射线束的具有多个反散射板的准直器，与准直器相邻设置的用以将X射线转换成光能的闪烁体，以及用于从耦合的闪烁体接收光能并产生电子的光电二极管。准直器上的反散射板被设置在探测器阵列的沟槽，并应当具有严格限定的公差。由于具有严格精准的要求，对探测器模块和准直器的反散射板的对准固定代价很大。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于多层X射线计算机断层扫描系统的探测系统。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于多层X射线计算机断层扫描（CT）系统的探测系统，该多层X射线CT系统包括至少一个X射线源，探测系统包括：用于探测X射线光子的多个X射线探测器模块；其中每个所述探测器模块被分为以元件行和元件列的矩阵形式组织的单个的探测元件，用以探测X射线光子，行方向为Z轴方向，列方向为X轴方向；所述单个的探测元件被沟槽分隔，所述沟槽为不探测射线的区域，且所述沟槽也由沟槽行和沟槽列构成矩阵形式；以及一反散射准直器，包括多个设置在所述探测模块上并对准X射线源的焦点的反散射板；其中部分或全部所述反散射板被设置在探测元件上方，设置在所述探测元件上方的反散射板阻挡散射的X射线光子以及部分来自所述X射线源的初级X射线光子，使其不能到达所述探测元件。