CN108226195B - Ct检查***和ct成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及CT检测技术领域，特别涉及一种CT检查***和CT成像方法。本发明所提供的CT检查***，包括扫描装置和成像装置，其中：扫描装置具有放射源装置和探测装置并在对待检物进行扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；成像装置基于有效探测数据生成CT图像，有效探测数据为探测装置在每转动预设角度时的数据。在本发明中，CT检查***的成像装置基于探测装置在每转动预设角度时的数据生成CT图像，相对于传统的图像采集方案，可以有效减少图像形变，提高检测结果的准确性。

Description

CT检查***和CT成像方法
技术领域
本发明涉及CT检测技术领域，特别涉及一种CT检查***和CT成像方法。
背景技术
除了被应用于医疗领域，CT检查***还被广泛应用于物品检测等技术领域，且不仅能够检测行包及航空箱等较小物品，还能够检测集装箱和车辆等较大物品。工作时，CT检查***利用其产生高能X射线的辐射源和能接收穿过待检物X射线的探测装置对待检物进行扫描，根据X射线强度变化，来反映待检物密度分布变化，并将射线强度变化转换成图像灰度，获得待检物的透视图像。
现有的CT检查***，其放射源和探测装置通常对待检物进行转动扫描，并且，在转动过程中，通常存在加速度，即，通常进行非匀速转动扫描。基于目前的常规图像采集方案，重构处的CT图像存在形变，影响检测结果的准确性。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是：现有的对待检物进行非匀速转动扫描的CT检查***所重构的CT图像存在形变，检测结果准确性较差。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种CT检查***，其包括扫描装置和成像装置，其中：扫描装置具有放射源装置和探测装置并在对待检物进行扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；成像装置基于有效探测数据生成CT图像，有效探测数据为探测装置在每转动预设角度时所获取的数据。
可选地，CT检查***还包括旋转监控装置，旋转监控装置检测扫描装置的旋转角度并在探测装置每旋转预设角度时向成像装置发送信号，成像装置根据旋转监控装置所发送的信号确定有效探测数据。
可选地，旋转监控装置包括位置检测装置和旋转控制装置，位置检测装置检测扫描装置在对待检物进行扫描过程中的位置，基于位置检测装置的检测结果，旋转控制装置确定扫描装置的旋转角度并在扫描装置每旋转预设角度时向成像装置发送信号。
可选地，成像装置包括数据采选装置和图像处理装置，数据采选装置获取有效探测数据并将有效探测数据传递至图像处理装置，图像处理装置基于数据采选装置所传递的有效探测数据重构生成CT图像。
可选地，CT检查***的旋转监控装置在探测装置每旋转预设角度时向数据采选装置发送信号，数据采选装置将与旋转监控装置的信号对应的探测装置的数据作为有效探测数据传递至图像处理装置。
可选地，数据采选装置包括数据获取装置和图像采集装置，数据获取装置获取探测装置的全部数据，图像采集装置从数据获取装置所获取的探测装置的全部数据中选取有效探测数据传递至图像处理装置。
可选地，CT检查***的旋转监控装置在探测装置每旋转预设角度时向数据获取装置发送信号，数据获取装置将接收到的旋转监控装置的信号传递至图像采集装置，图像采集装置将与旋转监控装置的信号对应的探测装置的数据作为有效探测数据传递至图像处理装置。
可选地，数据采选装置包括数据获取装置和图像采集装置，数据获取装置获取有效探测数据并将有效探测数据经由图像采集装置传递至图像处理装置。
可选地，CT检查***的旋转监控装置在探测装置每旋转预设角度时向数据获取装置发送信号，数据获取装置在接收到旋转监控装置的信号时获取探测装置的数据作为有效探测数据并将有效探测数据经由图像采集装置传递至图像处理装置。
本发明第二方面还提供了一种CT成像方法，其包括以下步骤：
利用扫描装置的放射源装置和探测装置的配合对待检物进行扫描，扫描装置在扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；
利用成像装置基于探测装置在每转动预设角度时的数据生成CT图像。
本发明所提供的CT检查***，其成像装置基于探测装置在每转动预设角度时的数据生成CT图像，相对于传统的图像采集方案，可以有效减少图像形变，提高检测结果的准确性。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明一实施例的CT检查***的结构示意简图。
图2示出图1所示CT检查***的图像生成原理图。
图中：
1、放射源装置；2、探测装置；3、支架；41、位置检测装置；42、旋转控制装置；51、数据获取装置；52、图像采集装置；53、图像处理装置；a、待检物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
成像装置对图像进行重构时，需要知道所获取到的探测装置的数据是在哪个位置上获得的。现有CT检查***的成像装置，只能在扫描装置匀速转动时，根据旋转速度及起始位置，判断出每一次的探测装置数据的位置，而对于存在非匀速转动的扫描过程，却无法再有效确定所获取到的探测装置数据与实际位置的对应关系，以致于会造成CT重构图像出现形变，增加识别难度，甚至可能导致无法判图。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种CT检查***。图1-2示出了本发明CT检查***的一个实施例。
参照图1-2，本发明所提供的CT检查***包括扫描装置和成像装置，其中：扫描装置具有放射源装置1和探测装置2并在对待检物a进行扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；成像装置基于有效探测数据生成CT图像，有效探测数据为探测装置2在每转动预设角度时所获取的数据。
在本发明中，CT检查***的成像装置不再采用传统的图像采集方案，而是基于探测装置2在每转动预设角度时的数据(即有效探测数据)生成CT图像，这使得成像装置重构CT图像时所基于的探测数据都是能够准确获知实际位置的探测装置的数据，从而成像装置可以不受非匀速转动扫描过程的影响，重构生成没有形变的CT图像，进而降低识别难度，提高检测结果准确性。
作为本发明成像装置的一种实施方式，成像装置可以包括数据采选装置和图像处理装置53，数据采选装置获取有效探测数据并将有效探测数据传递至图像处理装置53，图像处理装置53则基于数据采选装置所传递的有效探测数据重构生成CT图像。这样，在数据采选装置和图像处理装置53的配合作用下，成像装置可以方便地基于有效探测数据生成CT图像。
在本发明中，为了方便成像装置识别有效探测数据，CT检查***可以还进一步包括旋转监控装置，该旋转监控装置检测扫描装置的旋转角度并在探测装置2每旋转预设角度时向成像装置发送信号，成像装置根据旋转监控装置所发送的信号确定有效探测数据。
由于旋转监控装置在探测装置2每旋转预设角度时向成像装置发送信号，因此，成像装置可以依据探测装置2的数据是否绑定有旋转监控装置的信号来识别相应探测装置2的数据是否为有效探测数据，简单方便，且有效探测数据的识别准确性较高。
其中，当成像装置如前所述包括数据采选装置和图像处理装置53时，旋转监控装置可以在探测装置2每旋转预设角度时向数据采选装置发送信号，数据采选装置则将与旋转监控装置的信号对应的探测装置2的数据作为有效探测数据传递至图像处理装置53。基于此，数据采选装置可以将绑定有旋转监控装置所发送信号的探测装置2的数据确定为有效探测数据，并提供给图像处理装置53重构CT图像，方便高效。
下面结合图1-2所示的实施例来对本发明进行进一步地说明。
如图1-2所示，在该实施例中，CT检查***包括扫描装置、成像装置、旋转监控装置和支架3。
其中，扫描装置用于对待检物a进行扫描，其包括放射源装置1和探测装置2。放射源装置1用于产生穿透待检物a的X射线。探测装置2用于接收穿过待检物的X射线，并将所接收到的X射线转换为可供记录的电信号，以供成像装置生成CT图像使用。
如图1所示，该实施例的扫描装置设置在支架3上，并包括放射源装置1和探测装置2。支架3呈圆环状。放射源装置1和探测装置2均设置在支架3上，且放射源装置1与探测装置2相对设置，以便于探测装置2能够充分接收对应的放射源装置1所发出的X射线。支架3的中部空间形成待检物a的通过通道。待检物a从圆环中间穿过，放射源装置1发射X射线穿透待检物a，且穿透待检物a的X射线射至与放射源装置1相对的探测装置2上。具体地，由图1可知，在该实施例中，待检物a为集装箱。每次扫描时，待检物a的一个切面置于通过通道中，以待扫描装置对待检物a的相应切面进行扫描。每完成一个切面的扫描，待检物a被CT检查***的牵引装置牵引至下一个切面位置位于通过通道中，以便完成下一个切面的扫描。如此继续，直至完成整个待检物a的扫描。
放射源装置1可以采用X光机或者加速器。该实施例以加速器作为放射源装置1。探测装置2采用探测器阵列结构。另外，虽然图1中仅示出一组放射源装置1和探测装置2，但应当理解，扫描装置也可以包括两组以上放射源装置1和探测装置2。
在该实施例中，扫描装置往复摆动地对待检物a进行扫描。具体地，对待检物a进行扫描时，放射源装置1会从起始位置开始，顺时针旋转到终止位置。在该顺时针旋转过程中，放射源装置1一直出束，完成一个切面的断层扫描。之后，牵引装置(图中未示出)可以根据用户需求，拖动待检物a运动至下一个切面位置。此时，放射源装置1会再从终止位置开始，逆时针旋转回到起始位置。在该逆时针旋转过程中，放射源装置1也一直出束，从而完成下一个切面的断层扫描。
在放射源装置1往复摆动的过程中，探测装置2也同步地进行往复摆动，这样，放射源装置1产生的射线束流覆盖在对应探测装置2上的位置能够始终保持不变，有利于保证探测装置2接收到放射源装置1发出的射线束流，确保扫描装置扫描功能的顺利实现。
由于在上述往复摆动的过程中，放射源装置1和探测装置2均存在加速度，例如摆动开始阶段存在加速过程，摆动结束阶段又存在减速过程，因此，该实施例的扫描装置在每次扫描过程中均存在非匀速的转动过程。如果按照传统的图像采集方案，成像装置重构出的CT图像会存在形变。因此，为了使成像装置能够准确地重构CT图像，减少图像变形，该实施例对成像装置进行了改进，并增设了旋转监控装置。在旋转监控装置的配合下，该实施例的成像装置能够基于有效探测数据(即探测装置2在每转动预设角度时的数据)重构CT图像。
下面重点对该实施例的成像装置和旋转监控装置进行说明。
旋转监控装置用于检测扫描装置的旋转角度并在探测装置2每旋转预设角度时向成像装置发送信号，以便于成像装置识别有效探测数据并基于有效探测数据生成CT图像。如图2所示，在该实施例中，旋转监控装置包括位置检测装置41和旋转控制装置42。其中，位置检测装置41检测扫描装置在对待检物a进行扫描过程中的位置；而旋转控制装置42则基于位置检测装置41的检测结果确定扫描装置的旋转角度并在扫描装置每旋转预设角度时向成像装置发送信号。
具体地，位置检测装置41可以采用旋转位移传感器，实时检测扫描装置相对于起始位置已经旋转了多少位移，并将检测结果反馈给旋转控制装置42。当然，位置检测装置41也可以采用其他传感器，甚至其他检测部件。旋转控制装置42则获取位置检测装置41所检测得到的扫描装置的位置信息，通过计算，得到扫描装置对应的当前旋转角度。并且，旋转控制装置42能够控制扫描装置旋转，并在扫描装置每旋转预设角度时向成像装置发送一个信号，以便于成像装置区别探测装置2在每旋转预设角度时的数据(即有效探测数据)与其他数据。其中，旋转控制装置42在探测装置2每旋转预设角度时所发送的信号可以为高电平信号，这样，成像装置只需判断探测装置2的数据是否与高电平信号绑定，则可以判断相应数据是否为有效探测数据。另外，预设角度在该实施例中设定为0.0001°，但应当理解，预设角度具体可以根据实际要求进行调整。
成像装置用于采集获取探测装置2的数据，并对所采集获取的数据进行处理，重构生成CT图像。如图2所示，该实施例的成像装置包括数据采选装置和图像处理装置53，数据采选装置包括数据获取装置51和图像采集装置52。其中，数据获取装置51获取探测装置2的全部数据；图像采集装置52从数据获取装置51所获取的探测装置2的全部数据中选取有效探测数据传递至图像处理装置53；图像处理装置53则基于图像采集装置52所传递的有效探测数据重构生成CT图像。
基于上述设置，由于有效探测数据由图像采集装置52识别，而获取装置51并不识别有效探测数据，数据获取装置51无需了解探测装置2当前的旋转位置和速度，而只需按照加速器给出的触发脉冲，把各个脉冲下获取到的探测装置2的数据，全部记录下来，并向图像采集装置52进行发送，因此，数据获取装置51的结构较为简单，控制较为方便，且无需对现有数据获取装置51进行过多改变，成本较低。
具体地，如图2所示，该实施例的图像采集装置52识别有效探测数据的依据是旋转监控装置在探测装置2每旋转预设角度时的信号，即，在该实施例中，图像采集装置52根据旋转监控装置在探测装置2每旋转预设角度时的信号来从数据获取装置51所获取的探测装置2的全部数据中选取有效探测数据。
更具体地，由图2可知，在该实施例中，旋转监控装置在探测装置2每旋转预设角度时向数据获取装置51发送信号，数据获取装置51将接收到的旋转监控装置的信号传递至图像采集装置52，图像采集装置52将与旋转监控装置的信号对应的探测装置2的数据作为有效探测数据传递至图像处理装置53。这样，在CT检查***工作过程中，探测装置2每旋转预设角度时，旋转控制装置42会向数据获取装置51发送一个电平信号，数据获取装置51会将所接收到的旋转控制装置42的电平信号与所获取的对应时刻探测装置2的数据一起发送至图像采集装置52，图像采集装置52则会依据电平信号来进行探测装置2的数据的取舍，其中，图像采集装置52只将绑定有高电平信号的探测装置2的数据确定为有效探测数据。扫描完成之后，图像采集装置52可以将所有的有效探测数据打包，一起提供给图像处理装置53。图像处理装置53则基于图像采集装置52所提供的有效探测数据完成CT图像重构。
由于有效探测数据与实际位置的对应关系不受非匀速转动扫描过程的影响，有效探测数据的实际位置始终可知，因此，成像装置基于有效数据重构CT图像，可以减少CT图像的形变，提高检测结果的准确性。
作为上述实施例的一个替代实施例，有效探测数据也可以不再由图像采集装置52识别，而直接由数据获取装置51获取，即，数据获取装置51不再获取探测装置2的全部数据，而是直接获取有效探测数据，再将有效探测数据经由图像采集装置52传递至图像处理装置53。这种情况下，图像采集装置52除了具有向图像处理装置53传递有效探测数据的作用，不再具有识别有效探测数据的作用。
其中，数据获取装置51可以依据旋转监控装置在探测装置2每旋转预设角度时所发送的信号来识别有效探测数据。具体地，旋转监控装置可以在探测装置2每旋转预设角度时向数据获取装置51发送信号，数据获取装置51则在接收到旋转监控装置的信号时获取探测装置2的数据作为有效探测数据并将有效探测数据经由图像采集装置52传递至图像处理装置53。更具体地，可以由旋转控制装置42向数据获取装置51发送电平信号，数据获取装置51在接收到该电平信号之后才获取探测装置2的数据，并将所获取的数据作为有效探测数据经由图像采集装置52发送至图像处理装置53。
综上可知，本发明的CT检查***，可以有效解决现有技术中非匀速转动扫描时重构CT图像的变形问题。
基于此，本发明另一方面还提供了一种CT成像方法，其包括以下步骤：
利用扫描装置的放射源装置1和探测装置2的配合对待检物a进行扫描，扫描装置在扫描的至少部分过程中进行非匀速运动；
利用成像装置基于探测装置2在每转动预设角度时的数据生成CT图像。
本发明的CT成像方法，在扫描装置进行非匀速转动扫描过程中，不再基于探测装置2的全部数据重构生成CT图像，而是基于探测装置2在每转动预设角度时的数据生成CT图像，可以有效减少图像变形，提高检测准确性。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CT检查***，其特征在于，包括扫描装置和成像装置，其中：所述扫描装置具有放射源装置(1)和探测装置(2)并在对待检物(a)进行扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；所述成像装置基于有效探测数据生成CT图像，所述有效探测数据为所述探测装置(2)在每转动预设角度时所获取的数据。
2.根据权利要求1所述的CT检查***，其特征在于，所述CT检查***还包括旋转监控装置，所述旋转监控装置检测所述扫描装置的旋转角度并在所述探测装置(2)每旋转预设角度时向所述成像装置发送信号，所述成像装置根据所述旋转监控装置所发送的信号确定所述有效探测数据。
3.根据权利要求2所述的CT检查***，其特征在于，所述旋转监控装置包括位置检测装置(41)和旋转控制装置(42)，所述位置检测装置(41)检测所述扫描装置在对待检物(a)进行扫描过程中的位置，基于所述位置检测装置(41)的检测结果，所述旋转控制装置(42)确定所述扫描装置的旋转角度并在所述扫描装置每旋转预设角度时向所述成像装置发送信号。
4.根据权利要求1-3任一所述的CT检查***，其特征在于，所述成像装置包括数据采选装置和图像处理装置(53)，所述数据采选装置获取所述有效探测数据并将所述有效探测数据传递至所述图像处理装置(53)，所述图像处理装置(53)基于所述数据采选装置所传递的有效探测数据重构生成CT图像。
5.根据权利要求4所述的CT检查***，其特征在于，所述CT检查***的旋转监控装置在所述探测装置(2)每旋转预设角度时向所述数据采选装置发送信号，所述数据采选装置将与所述旋转监控装置的信号对应的所述探测装置(2)的数据作为所述有效探测数据传递至所述图像处理装置(53)。
6.根据权利要求4所述的CT检查***，其特征在于，所述数据采选装置包括数据获取装置(51)和图像采集装置(52)，所述数据获取装置(51)获取所述探测装置(2)的全部数据，所述图像采集装置(52)从所述数据获取装置(51)所获取的所述探测装置(2)的全部数据中选取所述有效探测数据传递至所述图像处理装置(53)。
7.根据权利要求6所述的CT检查***，其特征在于，所述CT检查***的旋转监控装置在所述探测装置(2)每旋转预设角度时向所述数据获取装置(51)发送信号，所述数据获取装置(51)将接收到的所述旋转监控装置的信号传递至所述图像采集装置(52)，所述图像采集装置(52)将与所述旋转监控装置的信号对应的所述探测装置(2)的数据作为所述有效探测数据传递至所述图像处理装置(53)。
8.根据权利要求4所述的CT检查***，其特征在于，所述数据采选装置包括数据获取装置(51)和图像采集装置(52)，所述数据获取装置(51)获取所述有效探测数据并将所述有效探测数据经由所述图像采集装置(52)传递至所述图像处理装置(53)。
9.根据权利要求8所述的CT检查***，其特征在于，所述CT检查***的旋转监控装置在所述探测装置(2)每旋转预设角度时向所述数据获取装置(51)发送信号，所述数据获取装置(51)在接收到所述旋转监控装置的信号时获取所述探测装置(2)的数据作为所述有效探测数据并将所述有效探测数据经由所述图像采集装置(52)传递至所述图像处理装置(53)。
10.一种CT成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用扫描装置的放射源装置(1)和探测装置(2)的配合对待检物(a)进行扫描，所述扫描装置在扫描的至少部分过程中进行非匀速转动；
利用成像装置基于所述探测装置(2)在每转动预设角度时的数据生成CT图像。
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