多能谱静态ct设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及辐射成像检测技术领域，尤其涉及多能谱静态CT设备。
【背景技术】
[0002] CT技术由于能够消除物体重叠的影响，在安全检查等场合中发挥了重要作用。传 统的CT采用滑环装置通过X光源和探测器的旋转来获取不同角度上的投影数据，通过重建 方法来获取断层图像，从而获得被检测行李物品的内部信息。多能谱分析是指利用某种材 料对不同能量的X射线吸收性能上的差异来分辨该材料。CT技术配合多能谱分析技术，使 得目前的行李物品检查设备可以对被检物质内部任意位置的原子序数和电子密度进行重 建，实现物质种类的识别，在爆炸物、毒品等检测中起到了较好的效果。
[0003] 但是，由于现有的CT装置在数据采集过程中通常采用滑环旋转，不但扫描速度有 限、体积庞大，而且机械加工精度要求高，成本较高，限制了其在实际中的广泛应用。近些 年，碳纳米管X光管技术进入了实用领域。与传统光源不同，它无须利用高温来产生射线， 而是根据碳纳米管尖端放电原理产生阴极射线，打靶产生X光。其优点是可以快速开启和 关闭，且体积更小。把这种X光源排布成环状，进行不同角度下对物体的照射，就可以制成 无需旋转的"静态CT"，大大提高了射线成像的速度，同时由于省去了滑环的结构，节省了成 本，对于安全检查等领域具有十分重要的意义。
[0004] 经过对文献及专利的查询，目前尚未发现在辐射成像系统中综合应用静态CT技 术与多能谱分析技术的报告。现有静态CT系统均为单能系统，仅能重建出被检物质内部的 线性衰减系数，极大限制了其识别能力。而如果采用多能谱技术，实现多能谱的静态CT系 统则面临着一些实际困难。一方面，现有的CT装置为了实现多能谱分析常采用单一能量X 光源加多能探测器，将探测不同能量X射线的探测器前后放置，射线先进入探测较低能量X 射线的探测器，经过能谱整形后进入探测较高能量X射线的探测器。图1示意了滑环CT采 用单一能量X光源110加前后放置的双能探测器120和130实现能谱分析的方法，光源和 探测器可以随滑环旋转，探测器不需要覆盖很大角度，任意一条射线穿过的低能探测器120 和高能探测器130都是一一对应的，易于进行准确的多能谱分析。而静态CT取消了滑环结 构采用分布式光源210,探测器220和230需要覆盖很大的角度范围甚至排布成圆环的形 式，如图2所示。这样如果采用前后放置的多能探测器220和230将会导致射线斜射问题， 且不同角度的射线斜射程度各不相同。斜射不仅带来了高低能数据配准的困难，还会加剧 相邻探测器之间的串扰，造成重建图像的分辨率下降。
[0005] 另一方面，现有CT实现多能谱分析的也常使用另一类方法，即采用多能X光源加 单能探测器，通过滑环旋转过程中X光源在多个能量之间高速切换来获取不同能量下的扫 描，然而这种方法也存在固有的不足。X光源在多个能量之间切换时滑环在高速旋转，导致 高低能数据之间存在着投影角度的偏差，当X光源能量切换的频率较高时，这个偏差一般 较小可以忽略，而如果把这种方法应用到静态CT，则需要将多点源中相邻的X光源设置为 不同的能量，出于成本、工艺等因素的考虑X光源的数量不可能非常多，因此高低能数据之 间的投影角度偏差将无法忽略，影响了多能谱分析的精度。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中的一个或多个问题，提出了一种多能谱静态CT设备。
[0007] 在本发明的一个方面，提出了一种多能谱静态CT设备，包括：传送机构，承载被检 查物体直线运动；分布式射线源，包括多个射线源点，所述多个射线源点设置在与被检查 物体的运动方向垂直的平面上，至少部分环绕所述被检查物体，并且向着所述被检查物体 发出X射线；探测装置，包括第一排探测器和在所述被检查物体的运动方向上与所述第一 排探测器相邻的第二排探测器，所述第一排探测器包括具有第一种能量响应的多个探测单 元，设置在与所述分布式射线源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被检查物体的X 射线，所述第二排探测器包括具有第二种能量响应的多个探测单元，设置在与所述分布式 射线源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被检查物体的X射线；采集装置，与所述探 测装置连接，将所述第一排探测器探测的X射线转换为第一数字信号，将所述第二排探测 器探测的X射线转换为第二数字信号；处理装置，与所述采集装置连接，基于所述第一数字 信号和所述第二数字信号重建被检查物体的CT图像。
[0008] 优选地，所述第一排探测器和所述第二排探测器中的至少之一具有滤波片。
[0009] 优选地，每个射线源点具体为碳纳米管X射线管。
[0010] 优选地，第一种能量响应主要响应X射线中的低能成分，第二种能量响应主要响 应X射线中的高能成分，并且所述处理装置基于所述第一数字信号和所述第二数字信号重 建所述被检查物体的高能衰减系数图像和低能衰减系数图像。
[0011] 优选地，所述处理装置基于所述第一数字信号和第二数字信号重建所述被检查物 体的原子序数值和电子密度值。
[0012] 优选地，所述探测装置还包括在所述被检查物体的运动方向上与所述第二排探测 器相邻的第三排探测器，所述第三排探测器包括具有第三种能量响应的多个探测单元，设 置在与所述分布式射线源的平面平行的第三平面上，接收穿透所述被检查物体的X射线； 所述采集装置将所述第三排探测器探测的X射线转换为第三数字信号，将所述第三排探测 器探测的X射线转换为第三数字信号；所述处理装置基于所述第一数字信号、所述第二数 字信号和所述第三数字信号重建被检查物体的CT图像。
[0013] 在本发明的另一方面，提出了一种多能谱静态CT设备，包括：传送机构，承载被检 查物体直线运动；第一扫描级，包括：第一分布式射线源，包括多个射线源点，所述多个射 线源点设置在与被检查物体的运动方向垂直的平面上，至少部分环绕所述被检查物体，并 且向着所述被检查物体发出X射线；第一排探测器，包括具有第一种能量响应的多个探测 单元，设置在与所述第一分布式射线源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被检查物 体的X射线；第二扫描级，沿着所述被检查物体的运动方向与所述第一扫描级串联设置，所 述第二扫描级包括：第二分布式射线源，包括多个射线源点，所述多个射线源点设置在与被 检查物体的运动方向垂直的平面上，至少部分环绕所述被检查物体，并且向着所述被检查 物体发出X射线；第二排探测器，包括具有第二种能量响应的多个探测单元，设置在与所述 第二分布式射线源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被检查物体的X射线；采集装 置，与所述第一排探测器和所述第二排探测器连接，将所述第一排探测器探测的X射线转 换为第一数字信号，将所述第二排探测器探测的X射线转换为第二数字信号；处理装置，与 所述采集装置连接，基于所述第一数字信号和所述第二数字信号重建被检查物体的CT图 像。
[0014] 优选地，所述第一分布式射线源产生的射线的能谱与第二分布式射线源产生的射 线的能谱不同。
[0015] 在本发明的再一方面，提出了一种多能谱静态CT设备，包括：传送机构，承载被检 查物体直线运动；第一扫描级，包括：第一分布式射线源，包括多个射线源点，所述多个射 线源点设置在与被检查物体的运动方向垂直的平面上，至少部分环绕所述被检查物体，并 且向着所述被检查物体发出X射线；第一排探测器，包括具有第一种能量响应的多个探测 单元，设置在与所述第一分布式射线源的平面平行的第一平面上，接收穿透所述被检查物 体的X射线；第二排探测器，包括具有第二种能量响应的多个探测单元，设置在与所述第一 分布式射线源的平面平行的第二平面上，接收穿透所述被检查物体的X射线；第二扫描级， 沿着所述被检查物体的运动方向与所述第一扫描级串联设置，所述第二扫描级包括：第二 分布式射线源，包括多个射线源点，所述多个射线源点设置在与被检查物体的运动方向垂 直的平面上，至少部分环绕所述被检查物体，并且向着所述被检查物体发出X射线；第三排 探测器，包括具有第一种能量响应的多个探测单元，设置在与