飞焦点切换和X射线滤波器实现双能扫描的设备和方法
专利汇可以提供飞焦点切换和X射线滤波器实现双能扫描的设备和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种飞焦点切换和 X射线 滤波器 实现双能扫描的设备和方法，涉及医学影像技术领域，设备包括X射线球管，能从两个不同X光焦点发出两束X射线 线束 ；X射线滤波器，安装于CT探测器阵列与X光焦点之间，并设有周期分布的狭缝，其中一个X光焦点照射的X光使得奇数通道的X光是直接穿过滤波器而没有衰减，偶数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。另外一个X光焦点照射的X光使得偶数通道的X光是直接穿过滤波器没有衰减，而奇数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。因而本发明可以达到双能CT扫描的目的。该扫描方式可以在心脏快速扫描时结合飞焦点和能谱CT扫描两种方式，对滑环带宽要求不高。，下面是飞焦点切换和X射线滤波器实现双能扫描的设备和方法专利的具体信息内容。
1.一种利用飞焦点切换和X射线滤波器栅结合实现双能CT扫描的设备，其特征在于：包括
X射线球管，能从两个不同X光焦点发出两束X射线线束；
X射线滤波器，安装于CT探测器阵列与X光焦点之间，设有周期分布的狭缝，狭缝用于直接透过X射线；
其中一个X光焦点发出的X射线束部分光纤穿过狭缝照射到探测器奇数通道，部分X射线束经过狭缝材料的吸收照射到探测器偶数通道；另一个X光焦点发出的X射线束部分穿过狭缝照射到探测器偶数通道，部分X射线束经过狭缝材料的吸收照射到探测器奇数通道；所述两个不同X光焦点为Z向飞焦点或X向飞焦点。
2.如权利要求1所述的一种利用飞焦点切换和X射线滤波器栅结合实现双能CT扫描的设备，其特征在于：所述X射线滤波器采用Z向滤线栅或X向滤线栅；X滤波器为平板栅格或整体具有弧度的Z向滤过。
3.如权利要求1所述的一种利用飞焦点切换和X射线滤波器栅结合实现双能CT扫描的设备，其特征在于：所述X射线滤波器采用钼、铜、铝、铂、锌及其合金中的任意一种或者采用陶瓷材料。
4.如权利要求1所述的一种利用飞焦点切换和X射线滤波器栅结合实现双能CT扫描的设备，其特征在于：所述X射线球管包括阴极灯丝、电子束位置控制装置和阳极靶；阴极灯丝通过高电流产生一束热电子，热电子经过阴极和阳极之间的高压电场加速撞击阳极靶形成一个焦点；球管中有一个偏转磁场线圈可以控制电子束打在阳极靶上的位置，形成两个焦点位置；两个焦点位置沿X向分布或者Z向分布。
5.一种利用飞焦点切换和滤线栅结合实现双能CT扫描的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）安装X射线球管和X射线滤波器并进行机械位置对准；
（2）扫描时通过控制电子束偏转装置使得焦点位置发生高频瞬间切换；
（3）探测器采集时刻和电子束偏转频率相配合使得每个采样内不同探测器单元均对应两种X射线能谱中的一种；
（4）按照能谱成像图像重建算法对采集到的数据进行分解并最终重建出单能图像以及水基和碘基图像，并进而重建出能谱成像应用图像。
6.如权利要求5所述的一种利用飞焦点切换和滤线栅结合实现双能CT扫描的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，控制CT机架旋转一周，使每个探测器通道均测量到被扫描患者的两种X射线能谱下的吸收系数。
飞焦点切换和X射线滤波器实现双能扫描的设备和方法
技术领域
背景技术
320*900*24*4096/0.23/(1024*1024*1024)=114.6Gbps。这是目前的滑环设计所无法达到的，即使采用16bit编码，256排探测器，每圈2048采样率，也需要28.1Gbps的滑环带宽，在心脏扫描中现有技术几乎很难实现高低KV扫描模式和飞焦点扫描模式结合的方式。
发明内容
X射线球管，能从两个不同X光焦点发出两束X射线线束；
X射线滤波器，安装于CT探测器阵列与X光焦点之间，吸收低能或高能X射线，并设有周期分布的狭缝，狭缝用于直接透过X射线；
其中一个X光焦点照射的X光使得奇数通道的X光是直接穿过滤波器而没有衰减，偶数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。另外一个X光焦点照射的X光使得偶数通道的X光是直接穿过滤波器没有衰减，而奇数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。
（2）扫描时通过控制电子束偏转装置使得焦点位置发生高频瞬间切换；
（3）探测器采集时刻和电子束偏转频率相配合使得每个采样内不同探测器单元均对应两种X射线能谱中的一种；
（4）按照能谱成像图像重建算法对采集到的数据进行分解并最终重建出单能图像以及水基和碘基图像，并进而重建出众所周知的其它类型的能谱成像应用图像。
图3为第一个实施例X向滤线栅和X向飞焦点结合的三维结构示意图
图4为第一个实施例X向滤线栅和X向飞焦点结合的结构示意图（机架前正视图）；
图5为第二个实施例Z向滤线栅和Z向飞焦点结合的结构示意图（机架旁侧视图）；
图6为第一个实施例X向滤线栅的结构示意图（平板栅格）；
图7为第二个实施例Z向滤线栅的结构示意图（Z向滤过）；
图8为第二个实施例Z向滤线栅的结构示意图（平板栅格）。
具体实施方式
如图2、图3、图4和图6所示，本实施例的一种利用飞焦点切换和X射线滤波器栅结合实现双能CT扫描的设备，包括X射线球管，能从两个不同X光焦点发出两束X射线线束；X射线滤波器，安装于CT探测器阵列与X光焦点之间（可以安装在在球管内或球管外，可以安装在CT系统的前准直器中），吸收低能或高能X射线，并设有周期分布的狭缝，狭缝用于直接透过X射线；其中一个X光焦点照射的X光使得奇数通道的X光是直接穿过滤波器而没有衰减，偶数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。另外一个X光焦点照射的X光使得偶数通道的X光是直接穿过滤波器没有衰减，而奇数通道的X光经过了滤波器材料衰减改变了X射线能谱。两个不同X光焦点为X向飞焦点，且X射线滤波器采用X向滤线栅。X射线滤波器可以是Z向滤过，也可以是平板栅格。
（2）扫描时通过控制电子束偏转装置使得焦点位置发生高频瞬间切换；
（3）探测器采集时刻和电子束偏转频率相配合使得每个采样内不同探测器单元均对应两种X射线能谱中的一种；
通过电子束偏转装置9控制两束X光在不同时刻分别照射。本发明提出在CT机器前准直器中增加一个可有狭缝的准直器装置（即X射线滤波器，对应本实施例中图6所示的X向滤线栅），此装置采用较高吸收系数的材料制成如钼、铜、铝、铂、锌以及其合金，也可以是能够吸收低能X射线的陶瓷材料。如图4所示，当焦点4曝光时，有些射线穿过了高吸收材料照射到奇数标号的探测器通道上，有些射线通过狭缝直接照射到偶数标号的探测器通道上。由于此两种X射线穿过的狭缝准直器吸收不同，因而造成了奇数通道和偶数通道的X射线能谱不同，实现了同时采集到两种能谱的X射线吸收数据。当焦点位置切换到5时，此时情况正好和焦点4时相反，偶数通道的X射线经过了准直器材料吸收而奇数通道的X射线直接照射。
（2）扫描时通过控制电子束偏转装置使得焦点位置发生高频瞬间切换；
（3）探测器采集时刻和电子束偏转频率相配合使得每个采样内不同探测器单元均对应两种X射线能谱中的一种；
通过电子束偏转装置9控制两束X光在不同时刻分别照射。本发明提出在CT机器前准直器中增加一个可有狭缝的准直器装置（即X射线滤波器，对应本实施例中图6所示的X向滤线栅），此装置采用较高吸收系数的材料制成如钼、铜、铝、铂、锌以及其合金，也可以是能够吸收低能X射线的陶瓷材料。如图5所示，当焦点4曝光时，有些射线穿过了高吸收材料照射到奇数标号的探测器通道上，有些射线通过狭缝直接照射到偶数标号的探测器通道上。由于此两种X射线穿过的狭缝准直器吸收不同，因而造成了奇数通道和偶数通道的X射线能谱不同，实现了同时采集到两种能谱的X射线吸收数据。当焦点位置切换到5时，此时情况正好和焦点4时相反，偶数通道的X射线经过了准直器材料吸收而奇数通道的X射线直接照射。
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