射线扫描设备的制作方法

1.本技术涉及辐射成像领域，具体地涉及一种射线扫描设备。


背景技术：

2.现有静态ct(电子计算机断层扫描技术)(分布式多点源)或多视角(单点源)安检设备通常将多个不同的视角排布在垂直或倾斜于被检测物体输送方向的不同的平面内，或者将所有射线源集中在单个环形或矩形的封闭腔体中，且探测器阵列的晶体大多与射线源的射线束中心面垂直，同一组探测器阵列只对应一组分布式多点源或者一个单点源。
3.现有技术中还存在双环结构设计的静态ct，其模拟滑环ct的工作原理，将射线源与探测器排布在两个不同的圆环上，射线源圆环与探测器圆环沿被检物体输送方向相隔一定间距。


技术实现要素：

4.上述静态ct(分布式多点源)或者多视角(单点源)设备通常包含多个平面光路，多个平面光路沿着设备的长度方向(即，被检测物体的输送方向)排布。该排布方式导致静态ct(分布式多点源)或者多视角 (单点源)设备整机光路覆盖范围长，不利于缩短整机长度，不利于减小整机重量。
5.此外，在如上所述布局的设备中，一组探测器阵列只对应一组分布式多点源或者一个单点源，从而增加整机探测器阵列的数量，不利于降低整机设备成本。
6.此外，在如上所述布局的设备中，将所有射线源集中在单个环形或矩形的封闭腔体中，会增加设备的复杂程度，降低设备的可靠性，尤其是对于需要保持高真空度的设备更是如此；另外，射线源的可维护性也较差。
7.此外，在如上所述的双环结构设计的静态ct中，虽然射线源圆环与探测器圆环的排布能确保单个探测器被多个射线源共用，但其仍未解决将射线源集中在单个环形封闭腔体内导致的可靠性以及可维护性较差的问题。同时，如果射线源圆环与探测器圆环之间距离排布太近，探测器只能从圆环内侧更换或维护，探测器的可维护性也较差。如果射线源圆环与探测器圆环之间距离排布足够大，能使探测器从圆环外侧更换或维护，这样的布置又会增大光路覆盖范围，导致增加设备长度，同时射线束中心与探测器晶体表面之间存在倾角，射线束斜射探测器晶体，影响图像质量。
8.为了解决上述问题，本技术的实施例提供了一种射线扫描设备，其能够解决多个射线源集中在单个环形封闭腔体内导致的可靠性和维护性差的问题，同时，探测器的每个探测器组可以为多个射线源模块所共用，从而降低设备成本，此外，还能够尽量缩短光路覆盖范围并且，能够减小射线束中心与探测器表面之间的倾角，提高图像质量。
9.具体地，根据本技术的实施例的射线扫描设备，包括：传送装置，其运送被检测物体通过射线扫描设备的扫描区域；射线源，其包括多个射线源模块，每个射线源模块包括发射射线束的多个射线源点；以及探测器，其用于检测在扫描期间传输通过被检测物体的射
线并且包括多个探测器组，多个探测器组的端部相互连接以围绕扫描区域布置，并且多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的平面内，其中，多个射线源模块固定在探测器的沿被检测物体的输送方向两侧的垂直于被检测物体的输送方向的两个或多个平面内，并且沿被检测物体的输送方向观察分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上，形成围绕所述扫描区域的在一个方向上开口的非封闭结构。
10.利用根据上述实施例的射线扫描设备，射线源模块布置在探测器的沿输送方向的两侧，虽然包括两个平面光路，但两个平面光路共用探测器环，可提高探测器的利用率；此外，射线源模块与探测器在输送方向上至少部分重叠，可在包含两个平面光路的情况下尽可能减小设备长度，同时还可减小倾斜角度；另外，仅在扫描区域的三个方向上设置射线源，与现有技术中的环绕整个扫描区域设置射线源的情况相比可以降低成本，但同时可保证图像质量。
11.本技术的其他特征和技术优势将在下面参考附图和其他实施例的详细描述中更加清楚明白。
附图说明
12.图1是根据本技术的一些实施例的射线束的形状示意图；
13.图2a和2b是根据本技术的一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图；
14.图3是根据本技术的又一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图；
15.图4是根据本技术的另一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图；
16.图5和图6是根据一些实施例的探测器的分布示意图；
17.图7是根据一些实施例的直线探测器组的结构示意图；
18.图8是根据一些实施例的探测器单元的结构示意图；
19.图9是根据一些实施例的探测器组的拆装方向示意图；
20.图10是根据一些实施例的射线源模块与接收其射线的探测器组的对应关系示意图；
21.图11是根据一些实施例的射线扫描设备的沿被检测物体的输送方向的中心线的截面结构示意图；
22.图12是根据一些实施例的射线源和探测器的侧视示意图，其示意性地示出了射线束与探测器晶体之间的位置关系。
具体实施方式
23.为了清楚地描述本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果，以下结合附图及实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限制本技术的范围。
24.下面参考附图详细描述本技术的实施例。
25.根据本技术的一些实施例的射线扫描设备包括传送装置、射线源、探测器以及支撑框架。传送装置用于运送被检测物体沿输送方向通过射线扫描设备的扫描区域，该扫描区域由射线源和探测器限定。射线源固定设置在支撑框架上，用于发射射线束以在扫描期间照射被检测物体。探测器也在固定设置在支撑框架上，用于检测在扫描期间传输通过被
检测物体的射线。射线扫描设备还可以包括通道，用于屏蔽射线源的射线。射线源和探测器均布置在通道外侧，但是在扫描区域处，通道设置有避让区域，以避免遮挡射线源的射线束并且避免妨碍探测器接收射线。支撑框架用于支撑和固定传送装置、通道、射线源、探测器等装置，其固定设置在射线扫描设备中，并且在射线扫描设备的使用期间相对于射线扫描设备的安装平台 (例如地面)保持固定。在扫描期间，被检测物体借助于传送装置从通道的一端开口进入，通过扫描区域并且从通道的另一端开口离开，射线源和探测器保持静止。
26.根据本技术的实施例的射线扫描设备还可以包括控制装置，控制装置可控制射线扫描设备的各个部件的操作，例如控制射线源的射线的发射、探测器的数据输出等。控制装置还可以包括图像处理模块，该图像处理模块可以根据探测器输出的信息进行图像重建，得到被检测物体的扫描图像。
27.传送装置例如可以是传送带；被检测物体例如可以是包裹、行李等各种需要进行安全检测的物品；被检测物体的输送方向也就是被检测物体随传送装置的运行而前进的方向，包括其前进方向的反方向，被检测物体的输送方向也即射线扫描设备的z轴方向。
28.根据本技术的一些实施例，射线源包括多个射线源模块，每个射线源模块包括发射射线束的多个射线源点；探测器包括多个探测器组，多个探测器组的端部相互连接以围绕射线扫描设备的扫描区域设置，多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的平面内，其中，多个射线源模块布置在探测器的沿被检测物体的输送方向两侧的垂直于被检测物体的输送方向的两个或多个平面内，并且沿被检测物体的输送方向观察分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上，形成围绕扫描区域的在一个方向上开口的非封闭结构。这里，多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的平面内包括多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的同一平面内或不同平面内的情况，但是优选地位于同一平面内。多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的同一平面内具体地是指各个探测器组的探测器晶体位于垂直于被检测物体的输送方向的同一平面内。在下文中，以多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的同一平面内为例进行描述，但是同样的原理也适用于固定在不同平面的情况。另外，在本文中，多个射线源模块布置在探测器的沿被检测物体的输送方向的两侧的两个或多个平面内具体地指多个射线源模块的射线束开口布置在探测器的沿被检测物体的输送方向的两侧的两个或多个平面内。
29.如上所述，射线源的多个射线源模块沿被检测物体的输送方向观察分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上。在具体实施例中，沿被检测物体的输送方向观察，多个射线源模块可以在扫描区域的上方、下方和左方，上方、下方和右方，左方、右方和上方，或者左右两方和下方上围绕扫描区域，并且在这任意三个方向中的任意一个方向上的射线源模块可以布置在探测器的沿z轴方向的一侧，剩余两方向上的射线源模块可以布置在探测器的沿z轴方向的另一侧。布置在探测器的沿z轴方向的所述另一侧上的射线源模块可以布置在垂直于z轴方向的同一个平面内，也可以布置在垂直于z轴方向的两个不同平面内，并且优选地布置在同一平面内，在下文中，以布置在同一平面内为例进行描述，但同样相同的原理适用于两个不同平面的情况。
30.根据一些实施例，射线源的各个射线源模块可以是分布式多点源，并且沿z轴方向观察，多个射线源模块可以布置成围绕扫描区域的在一个方向上开口的矩形结构、多边形
结构、椭圆形结构等。
31.作为分布式多点源，射线源模块可具有多个靶点，每个射线源模块的每个靶点可单独产生射线束，并且各个靶点可以在控制装置的控制下按照预定时序产生射线束。射线束可以是具有张角a的扇形束，如图1所示。当然，射线束的形状不限于扇形束，可以也是锥形束、平行束等其他形状的射线束，可以根据需要具体设置。
32.更具体地，各个射线源模块为直线分布式多点源，并且沿z轴方向观察，其分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方的任意三个方向上，构成围绕扫描区域的在一个方向上开口的非封闭的矩形结构。图2a 和图2b示出了根据一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图，其中射线源布置在扫描区域的上方、下方和右方。图2a中的三个射线源模块中的任一者可沿z轴方向布置在探测器的一侧，另外两者布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，例如下方探测器模块可布置在探测器的沿 z轴方向的一侧，上方和右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，或者上方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的一侧，下方和右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，又或者，右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的一侧，上方和下方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧。如前所述，位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的射线源模块优选地布置在垂直于z轴方向的同一平面上，在这种情况下，如果这些射线源模块(例如上方和右方射线源模块位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的情况，或者下方和右方射线源模块位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的情况)相邻布置，两者的端部可以间隔布置(如图2a所示)，也可以直接连接(如图2b所示，上方和右方射线源模块直接连接)。
33.根据其他实施例，各个射线源模块还可以为折线分布式多点源，并且沿z轴方向观察，其分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上，以构成围绕扫描区域的在一个方向上开口的非封闭多边形结构。图3示出了根据一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图，其中射线源布置在扫描区域的上方、下方和右方。图3中的三个射线源模块中的任一者可沿z轴方向布置在探测器的一侧，另外两者布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，例如下方探测器模块可布置在探测器沿z 轴方向的一侧，上方和右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，或者上方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的一侧，下方和右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧，又或者，右方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的一侧，上方和下方射线源模块可布置在探测器的沿z轴方向的另一侧。如前所述，位于探测器的沿z轴方向的另一侧的射线源模块优选地布置在垂直于z轴方向的同一平面上，在这种情况下，如果这些射线源模块(例如上方和右方射线源模块位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的情况，或者下方和右方射线源模块位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的情况)相邻布置，两者的端部可以间隔布置(图中未示出)，也可以直接连接(如图3所示)。
34.本技术的射线源模块不限于上述直线和折线分布式多点源，还可以是弧形分布式多点源，各个弧形分布式多点源分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上，以构成围绕扫描区域的在一个方向上开口的非封闭的椭圆形结构。上述实施例中的折线分布式多点源的折线处还可以替换地设置成弧形，以形成从z轴方向观察的在一个方向上开口的非封闭的圆角矩形结构。
35.此外，在一些实施例中，射线源的各个射线源模块是可相互独立拆卸和安装的，
即，每个射线源模块具有单独的腔体以用于容纳各自的射线发生装置。每个射线源模块具有单独的腔体意味着各个射线源模块的多个靶点共用一个单独的真空腔。每个射线源模块的多个靶点在真空腔体内的间距可以由靶点数量和腔体的长度决定。根据一些实施例，单个射线源模块中的靶点数量可以是192、264等，单个射线源模块中的靶点间距可以是 4mm、12mm等。这里需要注意的是，相邻射线源模块的端部处的靶点之间的间距小于单个射线源模块内的靶点之间的间距，即使相邻射线源模块的端部直接连接、即两个单独腔体直接连接的情况下也是如此。每个射线源模块具有单独的腔体具有如下优点：相对于一体式环形腔体的射线源 (即，射线源的所有靶点均位于同一个环形真空腔体内)，可以缩小单个射线源模块的外壳尺寸以及内部真空腔体的体积，使单个射线源模块体积减小、重量减轻，因此方便射线源的拆卸和安装；另外，每个射线源模块采用单独的真空腔体，可以降低对射线源模块进行维护时腔内打火的风险。
36.此外，根据一些实施例，射线源的各个射线源模块设置有安装定位结构，以便于射线源模块的安装和调节。借助于安装定位结构，射线源的各个射线源模块可安装和固定在射线扫描设备中的预定位置处。例如，借助于安装定位结构，布置在探测器的沿z轴方向的同一侧的多个射线源模块可被固定在垂直于z轴的同一平面内。另外，借助于安装定位结构，射线源模块还可以被旋转以调节射线束的出束角度，例如射线源模块可以借助于安装定位结构绕靶轴旋转，以调节射线束的出束角度。在本文中，靶轴是指由射线源模块内多个靶点的虚拟连线定义的虚拟轴线。
37.在前述实施例中，射线源的射线源模块是分布式射线源，但是可替换地，各个射线源模块还可以由多个单点源组成，例如，每个射线源模块包括至少两个单点源。每个单点源可以单独地发射射线束，例如具有张角a 的扇形束(如图1所示)，并且可以在控制装置的控制下按照预定的时序发射射线。图4示出了根据一些实施例的沿z轴方向观察的射线源的分布示意图，其中射线源布置在扫描区域的上方、下方、右方并且射线源模块由多个单点源组成。如图4所示，射线源包括扫描区域上方的顶视角单点源、扫描区域下方的底视角单点源、以及扫描区域右方的右侧视角单点源，其中：顶视角单点源组包括3个单点源，分别布置在左顶视角、中间顶视角和右顶视角；底视角单点源包括3个单点源，分别布置在左底视角、中间底视角和右底视角；右侧视角单点源组包括2个单点源，分别布置在右上侧视角和右下侧视角。在一些实施例中，还可以根据需要设置角落斜视角单点源，例如在左上斜视角、右上斜视角、左下斜视角和右下斜视角中的一个或多个设置一个或多个单点源。根据其他实施例，各个射线源模块还可以分别包括更多的单点源。类似地，每个单点源可以包括各自的安装定位结构，以对单点源进行安装和定位，从而确保多个单点源位于射线扫描设备的预定位置处，例如确保位于探测器的沿z轴方向的同一侧上的多个单点源位于垂直于z轴方向的预定平面内。安装定位结构还可用于转动单点源以调节各个单点源的射线的出束角度。
38.下面，详细描述根据本技术的实施例的射线扫描设备的探测器的布置。如前所述，探测器可以包括多个探测器组，多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的平面内并且端部相互连接以围绕扫描区域布置。具体地，多个探测器组位于垂直于被检测物体的输送方向的同一平面内，并且各个探测器组的端部相互连接以形成围绕扫描区域的封闭结构。具体地，探测器的每个探测器组是包括多个探测器单元的探测器阵列，多个探测器组可以布置成围绕扫描区域的封闭的方形结构、矩形结构、多边形结构或椭圆形结构，其中结
构的部分位于传送装置的下方，以完整包围传送装置。
39.图5示出了根据一些实施例的探测器的布置。图5所示的探测器包括四个探测器组41、42、43、44，每个探测器组41、42、43、44是直线探测器阵列，包括沿直线排列的多个探测器单元。四个探测器组41、42、 43、44布置在扫描区域的上下左右四个方向上且端部相互连接，以形成封闭的矩形结构或方形结构。探测器的布置不限于图5所示的实施例，并且可替换地，也可以布置成其他结构。例如，如图6所示，探测器可包括四个较长的直线探测器阵列和四个较短的直线探测器阵列，这些探测器阵列环绕扫描区域布置且端部相互连接，以形成封闭的多边形结构。根据其他实施例，较长的直线探测器阵列不限于四个，可以是其他数量，较短的直线探测器阵列也不限于四个，也可以是其他数量，从而形成不同于图6所示的其他多边形结构。此外，探测器还可以包括其他数量、长度和/或形状的探测器组，以形成其他形状的封闭结构，如椭圆形结构等。
40.直线探测器阵列形式的探测器组可以采用任何适合的结构，并且根据一些实施例，其具体结构可以如图7所示。如图7所示，探测器组包括多个探测器单元45和探测器臂46，多个探测器单元45在探测器臂46上沿直线并排布置。探测器单元45的具体结构可以如图8所示，其中探测器单元45包括用于接收射线的探测器晶体451，其布置在探测器单元45的一端。多个探测器单元45以探测器晶体451朝向相同的方向在探测器臂 46上并排布置，以形成探测器组。探测器臂46的结构不限于图7所示的实施例，也可以采用其他适合的结构。探测器单元45不限于上述结构，也可以采用其他适合的结构，例如探测器晶体可以布置在探测器单元的中间位置处。此外，本技术的探测器组不限于直线探测器阵列的形式，还可以是弧形探测器阵列的形式，以构成椭圆形结构的探测器。弧形探测器阵列可以包括多个弧形探测器单元和弧形探测器臂，多个弧形探测器单元并排布置在弧形探测器臂上，其中，探测器单元的探测器晶体朝向相同的方向。
41.根据一些实施例，探测器的各个探测器组是可独立拆卸和安装的，由此，可改善探测器的可维护性。具体地，探测器的多个探测器组构造成沿 z轴方向拆卸和安装，这样当探测器的拆卸和安装在垂直于被检测物体的输送方向受到射线源的妨碍时，可以在不需要拆卸射线源的情况下进行探测器组的拆装、调节和维护，进一步改善探测器的可维护性。根据其他实施例，也可以考虑射线源的具体设置位置，将探测器的各个探测器组构造成一部分探测器组沿被检测物体的输送方向移动以拆卸和安装，另一部分探测器组沿被检测物体的输送方向的垂直方向移动以拆卸和安装，从而避开射线源的妨碍而进行拆装、调节和维护。如图9所示，沿z轴方向观察，射线源的三个射线源模块31、32、33分别布置在扫描区域的上方、右方和下方，射线源模块31和33沿z轴方向位于探测器的左侧(图中进入纸面的一侧)，射线源模块32沿z轴方向位于探测器的右侧(图中远离纸面的一侧)，探测器的探测器组41、42、43、44位于射线源模块的沿垂直于z轴方向的内侧，且其沿z轴方向与射线源部分重叠。根据具体实施例，探测器组41、43、44可以设置成沿垂直于z轴的方向移动以拆卸和安装，并且探测器组42设置成沿z方向移动以拆卸和安装(如图箭头所示)。这样，同样可以在不需要拆卸射线源的情况下进行探测器组的拆装、调节和维护，改善探测器的可维护性。在射线源模块布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的其他三个方向上的情况下，同样可以采用全部沿z轴方向移动的方式或者部分沿垂直于z轴方向移动、另一部分沿z轴方向移动的方式进行探测器组的拆卸和安装。这里，具体地，探测器组在射线扫描设备的安装位置是支
撑框架，因此，探测器组相对于支撑框架移动以拆卸和安装。探测器组的探测器臂可以设置成与支撑框架直线移动配合，探测器组可以经由探测器臂与支撑框架之间的直线移动配合沿 z轴方向或z轴方向的垂直方向移动以安装到支撑框架或从支撑框架拆卸。直线移动配合可以是导轨滑块配合等直线滑动配合，或者直线滚珠轴承与圆柱轴配合等直线滚动配合。
42.下面，进一步描述根据本技术实施例的射线扫描设备的射线源和探测器的相对布置。如前所述，射线源包括多个射线源模块，多个射线源模块布置在探测器的沿被检测物体的输送方向两侧的两个或多个平面内，并且沿被检测物体的输送方向观察，多个射线源模块分别布置在扫描区域的上方、下方、左方和右方中的任意三个方向上，构成围绕扫描区域的在一个方向上开口的非封闭结构；探测器包括多个探测器组，多个探测器组的端部相互连接以围绕扫描区域布置，并且多个探测器组固定在垂直于被检测物体的输送方向的平面，特别是同一平面内。在射线源和探测器的组合状态下，射线源的多个射线源模块可以是如前所述任意实施例的结构，例如射线源模块布置在探测器的沿z轴方向两侧的两个或多个平面上且沿z轴观察呈在一个方向上开口的矩形、多边形、椭圆形结构等，探测器的多个探测器组可以布置成方形结构、矩形结构、多边形结构、椭圆形结构等如前所述任意实施例的封闭结构。
43.基于如上所述的射线源和探测器的组合，鉴于探测器的环状布置，射线源的多个射线源模块可以设置成共用探测器的各个探测器组。具体地，布置在探测器的沿z轴方向的两侧的射线源模块可以布置成使其射线照射除了在扫描区域的同一方向上的探测器组以外的其他探测器组，从而共用各个探测器组。各个射线源模块与接收其射线的探测器组的对应关系如图 10所示，其中射线源的各个射线源模块的各个靶点的射线束以扇形束(如图1所示的具有张角a的射线束)为例进行表示，布置在扫描区域的每一个方向上的射线源模块发出的射线束可以由探测器的除了同一方向上的探测器组以外的其他各个探测器组检测，可以接收到射线的探测器组及其部分用粗实线表示。图10中的(a)示出了扫描区域上方的射线源模块31的射线束对应的探测器组及其部分，其中探测器的探测器组42、43、44接收来自射线源模块31的射线束；图10中的(b)示出了扫描区域右方的射线源模块32的射线束对应的探测器组及其部分，其中探测器的探测器组41、43、44接收来自射线源模块32的射线束；图10中(c)示出了扫描区域下方的射线源模块33的射线束对应的探测器组及其部分，其中探测器的探测器组41、42、44接收来自射线源模块33的射线束；图10中(d) 示出了扫描区域左方的射线源模块34的射线束对应的探测器组及其部分，其中探测器的探测器组41、42、43接收来自射线源模块34的射线束。由图10可以看出，一个射线源模块的射线可以被除了同一方向上的探测器组以外的各个探测器组接收，不同的射线源模块可以共用相同的探测器组，例如射线源模块31和32共用探测器组43、44，射线源模块 32、33共用探测器组41、44，射线源模块33、34共用探测器组41、42 等。射线源的多个射线源模块可以共用相同的探测器组，由此可减少探测器组的数量，降低设备成本。此外，由于探测器的环形构造，每个射线源模块的射线除了可以被相对侧的探测器组检测之外，还可以被其他探测器组接收，由此，各个射线源模块的射线可以尽可能多地被检测到，从而可以提高图像质量。这样，虽然射线源仅布置在围绕扫描区域的三个方向上，但与在四个方向上均布置射线源模块的方案相比，仍然可以保证图像质量，同时可以节约成本。
44.此外，由于在z轴方向上，射线源的多个射线源模块布置在探测器的两侧，需要调节射线源模块的射线束的出束角度以使射线束能够照射到探测器的探测器晶体上。这使得射线束相对于探测器晶体表面倾斜。为了尽可能减小射线束相对于探测器晶体表面的倾斜角度，射线源在z轴方向的垂直方向上布置在探测器的外侧，并且沿z轴方向尽可能靠近探测器布置，甚至与探测器部分重叠。在射线源和探测器沿z轴方向部分重叠的情况下，探测器的各个探测器组布置成不遮挡相同方向上的射线源模块的射线束，同时能够接收来自其余方向上的各个射线源模块的射线，如图10 所示。
45.更进一步地，在探测器的探测器晶体布置在探测器单元的一端(在探测器组安装到射线扫描设备的状态下，该端是沿被检测物体输送方向的一端)的情况下，射线源优选地布置成使布置在探测器的沿z轴方向的所述另一侧的射线源模块的射线束的边缘紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组的探测器晶体且不被相应探测器组遮挡，以及使布置在探测器的沿z 轴方向的所述一侧的射线源模块的射线束的边缘紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组的与所述一端相对的边缘且不被相应探测器组遮挡。由此，可以尽可能地减小射线源与探测器之间光路的覆盖长度，从而减小设备长度。此外，还可以使得较多的射线源模块的射线束相对于探测器晶体表面的倾斜角度更小，有利于提高图像质量。具体如11和图12所示。图 11是根据一些实施例的射线扫描设备的沿被检测物体的输送方向的中心线的截面结构示意图，其中位于扫描区域上方和下方的射线源模块布置在探测器的沿z轴方向的左侧(图中左侧)，且与探测器沿z方向部分重叠。如图11所示，探测器单元例如可以是图8所示的探测器单元45，探测器晶体例如可以是图8所示的探测器晶体451；探测器晶体451表面平行于被检测物体的输送方向布置，位于探测器单元45的沿被检测物体的输送方向的一端(左端)，同时，探测器组的其他部件，例如探测器单元45 的其他元件以及探测器臂等在探测器单元45的所述一端处与探测器晶体 451平齐，位于扫描区域上方和下方的射线源模块的射线束出口在z方向上紧邻探测器晶体，但不被探测器组遮挡。此外，图12示意性地示出了图11所示的射线源模块的射线束与探测器组的41和43的探测器晶体的位置关系。从图12中可以看出，射线源模块31的射线束边缘在z轴方向上紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组41的探测器晶体451-1布置，且不被探测器组41遮挡；射线源模块33的射线束的边缘紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组43的探测器晶体451-3布置，且不被探测器组43 遮挡。以上述配置，射线源和探测器能够最大程度地在被检测物体的输送方向上重叠，从而可以尽可能地减小射线源与探测器之间的光路的覆盖长度，由此减小设备长度。此外，还可以尽可能地减小射线束相对于探测器晶体表面的倾斜角度。此外，类似地，布置在探测器的沿z轴方向的所述一侧的射线源模块的射线束的边缘紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组的与所述一端相对的边缘且不被相应探测器组遮挡，其具体布置原理类似，在此不再赘述。
46.此外，在探测器的探测器晶体布置在探测器单元的中间位置，即探测器组沿z轴方向的中间位置的情况下，射线源布置成使得位于探测器的沿 z轴方向两侧的射线源模块的射线束边缘分别紧邻扫描区域的同一方向上的探测器组的沿z轴方向相对的边缘设置，且不被相应探测器组遮挡。由此，可以尽可能地减小射线源与探测器之间光路的覆盖长度，从而减小设备长度。此外，还可以尽可能地减小射线源模块的射线束相对于探测器晶体表面的倾斜角度，有利于提高图像质量。
47.更特别地，射线源的各个射线源模块被布置成射线束避开在扫描区域的同一方向上的探测器组且照射相对的探测器组的探测器晶体。此外，射线源模块可相对于靶轴转动预定角度，以调整射线源模块的射线束的出束角度，从而使得射线束的中心位置照射相对的探测器组的探测器晶体。在射线源模块布置成射线束的边缘在z轴方向上紧邻在扫描区域的同一方向上的探测器组的边缘时，可以使得射线源模块仅转动较小的预定角度即可使射线束的中心位置照射相对的探测器晶体。例如，当探测器的探测器晶体在z轴方向上位于探测器单元的一端且在扫描区域的同一方向上的射线源模块的射线束边缘紧邻该探测器晶体布置时，该射线源模块可以仅转动非常小的预定角度，例如可以是1.5度，即可使得射线束的中心位置照射相对的探测器组的探测器晶体。这样，能够最大程度地减小射线束斜射入探测器晶体表面对成像产生的不利影响。此外，射线源模块的转动不限于绕靶轴转动，也可以相对于靶轴以外的其他轴线转动来调节射线束的出束角度，其中射线源相对于靶轴或其他轴线的转动可通过前文所述的射线源模块的安装定位结构来实现。此外，调节射线束的出束角度的方式不限于上述实施例，还可以通过其他方式，例如改变射线源模块的开口方向、调节准直器以及其他适合的方式等来改变射线束的出射角度，只要能够实现射线源的上述布置即可。
48.此外，如前所述，在本技术实施例的射线扫描设备中，位于探测器的沿z轴方向的所述另一侧的射线源模块(例如上方和右方射线源模块，或者下方和右方射线源模块)相邻布置的情况下，两者的端部可以间隔布置 (如图2a所示)，也可以直接连接(如图2b或图3所示)。在这样的射线源模块的端部直接连接的情况下，由于端部之间存在机械连接结构，这样的射线源模块之间的射线源点必然不连续，例如两个射线源模块端部处靶点之间的间距明显大于射线源模块内部靶点之间的间距；在射线源模块的端部间隔设置的情况下更是如此。因此在扫描过程中这样的射线源模块的端部处由于缺少靶点而缺少投影数据。对此，根据一些实施例，本技术的射线扫描设备的图像处理模块被配置成具有数据补偿功能，其能够针对视角缺失数据进行补偿和/或对重建图像进行修复，以提高图像质量。具体地，该图像处理模块被配置成以迭代方法、图像阈修复方法或者两者的组合来进行图像重建。本技术的图像处理模块不限于对前述情况进行数据补偿，还可以用于其他任何可能缺少投影数据的情况。
49.迭代方法具体地包括以下步骤：
50.步骤1：使用视角缺失数据进行图像重建，其中视角缺失数据也就是探测器测得的初始数据，该初始数据中缺乏无靶点处视角的投影数据，例如，当射线扫描设备使用图2a所示的射线源时，探测器测得的初始数据中至少缺少右上方角落斜视角和右下方角落斜视角处的投影数据；
51.步骤2：对步骤1中获得的重建图像按照完全几何进行前向重投影，这里，步骤1中获得的重建图像由于使用视角缺失数据，因此可能呈现几何结构不完整的物体，按照完全几何进行向前重投影是指在几何形状补充完整的情况下进行前向重投影，具体地，可以通过推测、假设等方式将几何形状补充完整；
52.步骤3：以步骤2中获得的重投影数据为参考，采用图像修复算法在投影域对视角缺失数据进行修复，并且利用修复后的数据再次进行图像重建；
53.步骤4：对前述前向重投影步骤、视角缺失数据修复步骤和图像重建步骤进行迭代
若干次，以最后一次图像重建步骤中获得的图像作为最终的重建图像。
54.在上述迭代方法中，可预先设置收敛阈值。当图像重建步骤中获得的图像满足设定的收敛阈值时，则停止迭代，并以该图像作为最终的重建图像；当图像重建步骤中获得的图像不满足设定的收敛阈值时，则继续下一次迭代，即，前向重投影步骤、视角缺失数据修复步骤和图像重建步骤，直到图像重建步骤中获得的图像满足设定的收敛阈值为止。
55.在上述迭代方法中，步骤2中的图像修复算法包括各种传统算法，例如基于tv正则项、小波分析、字典学习等的方法以及人工神经网络方法等。
56.在上述迭代方法中，图像重建方法包括解析算法和迭代算法等常用算法。
57.根据其他实施例，图像处理模块还可以使用图像阈修复方法来获得重建图像。具体地，图像处理模块可以采用视角缺失数据，即探测器测得的初始数据，来进行图像重建，并且在图像阈采用图像修复算法对所重建的图像进行伪影去除和数据修正处理，以获得最终的重建图像。在本实施例中，图像修复算法包括各种传统算法，例如基于tv正则项、小波分析、字典学习等的方法以及人工神经网络方法等。
58.根据另一些实施例，图像处理模块可以采用上述迭代方法以及上述图像阈修复方法的组合来进行图像重建，以提高图像质量。具体地，图像处理模块可以首先采用上述迭代方法在投影域对缺失数据进行补全，并得到满足设定的收敛阈值的重建图像，然后采用上述图像阈修复方法对通过上述迭代方法得到的重建图像在图像阈采用图像修复算法进行伪影去除和数据修正处理，并得到最终的重建图像。
59.与采用分布式多点源的射线源相比，采用单点源形式的射线源的源点相对稀疏，图像处理模块可采用适用于稀疏视角数据的图像重建算法来获得扫描图像。
60.在前述有些实施例中，沿z轴方向观察射线源布置在扫描区域的上方、下方和右方，但是这样实施例进行的描述也同样适用于射线源布置在扫描区域的其他三个方向上的情况。
61.以上本技术的说明均是为了阐释和描述的目的，而非为了穷尽本技术或将本技术限制为所描述的确切形式。在不脱离本技术的发明原理的范围内，可能有许多修改或变化。所描述的实施例是为了最能解释本技术的原理及其实际应用。以上描述使其他本领域技术人员能够更好地利用和实践本技术的各种实施例和各种修改。本技术的范围由所附权利要求限定。