一种CT系统及信号处理方法

摘要

本发明涉及一种CT系统及信号处理方法，该CT系统包含：X射线源阵列和小型的平板探测器，所述的X射线源阵列和小型平板探测器水平方向共轴。所述的X射线源阵列包含：电子扫描射线源和准直器金属靶，该扫描射线源与一准直器金属靶相连；所述的X射线源阵列和所述的小型平板探测器阵列分别固定在一个可旋转支架的两端；位于旋转支架两端的X射线源阵列和小型平板探测器围绕物体沿着一个圆形或是螺旋形轨迹旋转。另一种X射线阵列，还可以，由放置在被扫描物周围的碳纳米X射线源形成一个三维的阵列；所述的碳纳米X射线源产生的X射线源阵列与小型探测器构成CT系统。本发明还提出一种针对这种新的CT扫描系统的图像压缩重建方法。

主权项

一种CT系统的信号处理方法，所述的CT系统包含：X射线源阵列和小型平板探测器，所述的X射线源阵列和小型平板探测器水平方向共轴设置，所述的X射线源阵列，由放置在被扫描物周围的若干碳纳米X射线源形成一个三维阵列X射线源；所述的X射线源阵列，其排列方式由优化方法得到，该方法具体包含如下步骤：首先，用计算机模拟随机产生X射线源的初级位置；然后通过现有的CT模拟程序，代入相应源的初级位置，模拟相应的采集信号，并用重建方法获得CT图像；最后计算病人所受到的辐射剂量，该剂量可简化为正比于X射线源的数目；反复通过以上所述的模拟计算，得到X射线源位置和图像质量以及病人所受辐射剂量的曲线关系，并由此可以决定最佳的X射线源的排列方式；在扫描过程中，X射线源阵列和小型平板探测器围绕物体沿着一个圆形或螺旋形轨迹旋转；所述的X射线源阵列包含：一扫描射线源，所述的扫描射线源与一准直器金属靶相连，该准直器金属靶用于产生并限制X射线只能通往小型平板探测器，所述的小型平板探测器采用用于快速记录扫描数据的光子计数探测阵列，该光子计数探测阵列包含位于小型平板探测器上的若干个小半导体探测器，其中，所述的X射线源阵列和所述的小型平板探测器阵列分别固定在一个可旋转的支架的两端，通过支架的运动，所述的X射线源阵列和小型平板探测器围绕待扫描物体同步旋转运动，所述的方法用于还原该CT系统扫描的物体形成图像输出，该方法具体包含如下步骤：1）设定X射线源阵列扫描物体，对物体进行随机采样；2）小型平板探测器记录采样得到的数据；3）针对采样得到的数据，采用图像压缩重建方法恢复扫描物体图像，具体包含如下步骤：首先用导数或二阶导数求得物体的稀疏变换，具体公式如下： | | φ ( f ) | | L 1 = ∫ f x 2 + f y 2 + f z 2 dxdydz 或 | | φ ( f ) | | L 1 = ∫ f xx 2 + f yy 2 + f zz 2 dxdydz ; 其中，f函数代表被扫描的物体，而||φ(f)||L1则为被扫描物体的稀疏变换；然后，在限制条件(Af‑y)T(Af‑y)=0,或(Af‑y)T(Af‑y)<ε下，将L1范数的稀疏变换最小化，还原不完全采样的物体，形成图像输出；其中，矩阵A为CT的投影矩阵，y为探测器记录的数据。