基于分布式光源的辐射成像系统的制作方法_2

文档序号:8714447阅读:来源:国知局
线源被激活,因此不同视角之间的射线相互独立,互不干扰。
[0028]相应地,采用一个探测器模块探测来自不同X射线源的射线,探测器采集时必须保证每次采集只采集到来自一个光源的某次出束的射线,即探测器的采集和射线源的曝光同步。这样,由于只有一个扫描平面,探测器在不同视角的成像中得到有效的复用,因此探测器模块的成本可以得到有效节省,提高系统的价格竞争能力。同时,单一平面的设计也使得系统整体体积保持在较小的水平,有利于提高系统的机动性和灵活性。
[0029]此外,系统扫描时根据不同的扫描参数来决定所需使用的光源数目(即成像视角数),并在扫描时按照指定的出束顺序快速切换各个光源实现对目标物体的扫描。例如,目前基于碳纳米管、磁约束等技术可以实现分布式X射线源扫描,即在一个光源模块上实现从多个不同的空间位置产生X射线束,特别是基于碳纳米管技术的分布式射线源,可以以极为低廉的成本实现数量众多、分布密集的X射线源源点,实现众多视角的透视成像,因此使用碳纳米管分布式射线源可以实现在一个系统上存在源点数目多于成像视角数的情况,而几乎不增加设备成本。
[0030]这样,由于所有光源都对应同一个探测器模块,因此所述系统在采集完成以后,须将采集到的数据按光源编号(即投影视角)进行划分,再将同一光源模块(即同一透视视角)的数据组合,才可以获得该光源(即该视角)的透视成像图像,在各个视角的图像都得到以后,最终实现多视角成像。换言之,由于所述系统在扫描过程中探测器模块被各个射线源所复用,因此各个视角下的图像的采集次数将是总采集次数的1/N,其中N为投影视角数。这意味着在采集总次数相同的情况下,各视角下的图像质量将随着视角数目的增加而降低,主要表现为沿皮带前进方向的采样次数降低,即该方向的空间分辨率将变差。所以需要根据实际扫描参数,或实际需求,来确定合适的视角数目。
[0031]根据一些实施例,探测器模块可以选用单能模块,也可以:A)以双层/多层的形式实现多能探测。这种情况下,不同层具有不同的射线能量响应,层与层之间可以根据需要安装滤过片,调整入射射线的能谱;B)以双排/多排的形式实现双能/多能探测,这种情况下,不同排具有不同的射线能量响应,并且各排前面可以根据需要安装滤过片,调整入射射线的能谱。
[0032]在一些实施例中,射线源的所有源点的位置可以分布在一个垂直于皮带前进方向的扫描平面内,也可以沿着皮带前进方向分布,或者是在三维空间随意分布,但各源点的射线束都需要保证能被所述探测器模块接收到。
[0033]另外,系统除了在探测器模块上实现双能/多能探测,还可以通过射线源实现双能/多能能谱,达到双能/多能扫描的目的,例如对于双能成像,可以使用单能探测器,并对射线源模块实施如下方案:A)射线源源点分布模式为两两配对,匹配的两个靶点在空间距离上接近,在出束顺序上前后近邻,其中一个采用第一种能量的高压产生X射线,另一个采用第二种能量的高压产生X射线;B)射线源各源点在某次出束时采用第一种能量的高压,在下一次出束时采用第二种能量的高压,如此循环往复。
[0034]在扫描过程中,光源模块中只有被激活的源点参与扫描成像,被激活的源点的数量可以有以下方法确定:A)根据需要达到的各视角图像的沿皮带方向的空间分辨率,结合当前皮带速度决定:在空间分辨率一定的情况下,若带速较高,则只激活较少的源点数目,若带速较低,则激活较多的源点数目。B)手动指定,此时可以根据源点数量和带速以及图像信噪比,确定每个源点每次出束的时间和出束流强。
[0035]此外在扫描过程中,光源模块中只有被激活的源点参与扫描成像,被激活的源点的编号可以由以下方法确定:A)根据所需要查看的投影角度进行手动指定;B)根据目标物品的形状和尺寸确定最佳透视视角,如针对薄片状目标物体(箱子),选择穿射线透物体的平均距离较小的角度进行透视成像。
[0036]在一些实施例中,系统的分布式射线源沿扫描通道相邻的两条边分布,探测器沿扫描通道相邻的另外两条边分布。由于射线源各源点距离通道足够近,以至于A)部分源点产生的射线受出束张角限制并不能在其扫描面内完全覆盖整个通道,或者B)即使某个射线的射线束在其扫描面内覆盖了整个扫描通道,受射线源位置和探测器排布的影响,探测器也存在无法接受所有穿过扫描通道的射线的可能性。这种情况下,可以给系统设置物体边界探测装置,该装置在物体通过扫描面之前对物体边界进行探测。这样,系统扫描时,依据以下理由选择用于扫描当前物体的源点:A、系统根据之前所述的确定源点数的方法得到所需激活的源点数量;B、系统根据探测到的物体边界,以能够实现目标物体的完整覆盖进行源点的选择。
[0037]上述实施例中,通过采用分布式X射线源,并采取探测器复用的方式,实现单一扫描面内的多视角透视成像系统。这样,探测器模块的成本可以得到有效节省。此外,单一平面的设计也使得系统整体体积保持在较小的水平,有利于提高系统的机动性和灵活性。本实用新型能有效提升系统整体竞争力,实现低成本、高效的多视角透视成像。
[0038]图1示出了根据本实用新型实施例的辐射成像系统的结构示意图。如图1所示的辐射成像系统包括承载被检查物体130前进的承载机构140,例如皮带等,分布式设置的X射线源110,探测器模块150、采集电路160、控制器170和数据处理计算机180等。射线源110包括多个X射线发生器。该多个X射线发生器分布在与被检查物体130的行进方向交叉的一个或者多个平面上。
[0039]如图1所示,承载机构140承载被检查行李130穿过射线源110与探测器150之间的扫描区域。在一些实施例中,探测器150和采集电路160例如是具有整体模块结构的探测器及数据采集器,例如多排探测器,用于探测透射被检物品的射线,获得模拟信号,并且将模拟信号转换成数字信号,从而输出被检查物体针对X射线的投影数据。控制器170用于控制整个系统的各个部分同步工作。数据处理计算机180用来处理由数据采集器采集的数据,对数据进行处理并重建,输出结果。
[0040]根据该实施例,探测器150和采集电路160用于获取被检查物体130的透射数据。采集电路1160中包括数据放大成形电路,它可工作于(电流)积分方式或脉冲(计数)方式。采集电路150的数据输出电缆与控制器17050和数据处理计算机180连接,根据触发命令将采集的数据存储在数据处理计算机180中。
[0041]在一些实施例中,探测器模块150包括多个探测单元,接收穿透被检查物体的X射线。数据采集电路160与探测器模块150耦接,将探测器模块160产生的信号转换为探测数据。控制器170通过控制线路CTRLl与射线源110连接,通过控制线路CTRL2与探测器模块连接,并且与数据采集电路连接,控制射线源中的多个X射线发生器的至少两个X射线发生器轮流产生X射线,从而随着被检查物体的移动而发出穿透被检查物体。此外,控制器170控制探测器模块150和数据采集电路160,分别获得与至少两个X射线发生器相对应的探测数据。数据处理计算机180基于探测数据重建至少两个X射线发生器的视角下的被检查物体的图像。
[0042]图2是描述根据本实用新型一个实施例的辐射成像系统的工作过程的示意图。生成X射线束的射线源130-1和130-2包括多个产生自由电子的阴极和对应的阳极源点。探测器包含至少一排探测器,用于探测来自射线源的射线,并根据不同源点分别形成不同的X射线透视图。传送机构,用于移动被检查物体通过所述系统。数据处理单元,用于处理探测器采集到的数据,并生成透视图像和进行违禁品自动识别。
[0043]图3示出了如图1所示的数据处理计算机180的结构框图。如图3所示,采集电路160所采集的数据通过接口单元38和总线34存储在存储器31中。只读存储器(ROM) 32中存储有计算机数据处理器的配置信息以及程序。随机存取存储器(RAM) 33用于在处理器36工作过程中暂存各种数据。另外,存储器31中还存储有用于进行数据处理的计算机程序。内部总线34连接上述的存储器31、只读存储器32、随机存取存储器33、输入装置35、处理器36、显示装置37和接口单元38。
[0044]在用户通过诸如键盘和鼠标之类的输入装置35输入的操作命令后,计算机程序的指令代码命令处理器36执行预定的数据
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