[发明专利]X射线多能成像系统及其成像控制方法

说明书

技术领域

本发明属于X射线成像技术领域，涉及基于不同能谱的X射线动态地获得双能图像。

背景技术

多能成像是以多种不同能谱的X射线对受验者进行辐射投影，受验者体内的物质对不同能谱的X射线具有不同的X射线吸收系数，从而能获得相应的差别，基于该差别可以使受验者内的物质区分得以加强并在最后的成像图像以明显体现。

多能成像通常也称为“双能成像”，其本质是基于两种不同能谱的X射线成像，两种X射线的能谱区分度较好，也相对更容易获得受验者内的物质差别信息，也即物质区分能力更好，因此，双能成像技术已经在诸如双能CT成像领域广泛应用。

中国专利申请号为CN200910211325.3、名称为“用于双能量的快速KVP切换的系统和方法”的专利中，揭示了常见的双能成像及其成像控制方法。

双能成像对两种不同物质的区分能力，一方面取决于两种物质本身原子序数的差别，另一方面取决于“双能”的X射线的两种能谱本身的重叠程度或差异程度，也即能谱区分度。理论上两种X射线的能量峰值相差越远，重叠成分越少，能谱区分度就越强，物质区分能力就越强，哪怕原子序数相对接近的两种物质，也能够被区分出来。

目前，在诸如CT成像领域，为获得较好的物质区分能力，常见的办法是通过控制X射线源来扩大X射线源的产生的两种X射线的能谱差异，例如，扩大低能谱X射线与高能谱X射线之前的能谱差异，具体通过增大X射线源产生高能谱X射线时的工作电压。

但是，这种方法明显具有以下缺点：

一方面，这种方法提高了X射线源的工作电压，对X射线源的性能要求大大提高，例如对X射线源的热容量要求提高，因此，某种程度上使X射线源的成本大大提高，并且可能降低X射线源的使用寿命。

另一方面，这种方法提高了X射线源的工作电压，也提高了在高能谱X射线情况下的辐射剂量，这在医疗成像领域变得越来越不适用，例如，在CT成像中，X射线源的最大工作电压被限制在150kV。

并且，目前的双能CT成像技术中，在成像控制过程中，控制成像机台相对受验者转动的过程中，基于成像机台的转动角度信号来控制X射线源来使用低能谱X射线辐射成像还是使用高能谱X射线辐射成像，也即，基于成像机台的转动角度来触发控制双能X射线的投射或曝光。

发明内容

本发明的目的之一在于，提高多能X射线成像系统的物质区分能力的同时降低对X射线源的要求。

本发明的又一目的在于，提高多能X射线成像系统的成像效果。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案：

按照本发明的一方面，提供一种X射线多能成像系统，其包括：

X射线源，其至少用于可切换地产生具有第一能谱的第一X射线和具有第二能谱的第二X射线，所述第二X射线相对所述第一X射线具有较高的平均能量；

射线源控制模块，用于控制切换产生所述第一X射线和所述第二X射线；

探测器，其用于至少接收从所述X射线源投射过来的第一X射线和第二X射线并分别进行成像数据采集；和

成像机台，其上至少固定设置有所述X射线源和所述探测器；

并且还包括：

过滤转盘，其至少设置有分别对应于第一X射线和第二X射线的第一模块和第二模块，其中，所述第二模块用于对所述第二X射线进行能谱过滤；

转盘驱动模块，其用于驱动所述过滤转盘转动以使所述第一模块置于所述第一X射线的投射路径上或者使第二模块置于所述第二X射线的投射路径上；以及

信号同步模块，其与所述转盘驱动模块和所述射线源控制模块控制装置耦接，并且至少用于在所述第一模块置于所述第一X射线的投射路径上时触发所述射线源控制模块同步地控制所述X射线源产生第一X射线、在所述第二模块置于所述第二X射线的投射路径上时触发所述射线源控制模块同步地控制所述X射线源产生第二X射线。

根据本发明一实施例的X射线多能成像系统，其还包括：

成像机台驱动模块，其用于驱动所述成像机台以及所述成像机台上的所述X射线源和所述探测器相对受验者转动；

其中，所述成像机台驱动模块与所述信号同步模块耦接，所述信号同步模块在所述第一模块置于所述第一X射线的投射路径上时以及在所述第二模块置于所述第二X射线的投射路径上时分别触发所述成像机台驱动模块采集所述成像机台相对所述受验者的当前转动角度。

根据本发明一实施例的X射线多能成像系统，其还包括：