本發(fā)明屬于x射線成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種x射線斷層掃描方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著冷陰極在x射線源上的應(yīng)用，采用多個(gè)冷陰極集成的多焦斑x光源陣列可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多角度的掃描成像。由于多焦斑x光源陣列需要在有限的幾何結(jié)構(gòu)上排列幾十個(gè)x射線源，現(xiàn)有容易實(shí)現(xiàn)的陣列形式為直線型結(jié)構(gòu)。當(dāng)多焦斑x光源陣列采用與探測(cè)器平面平行的直線型陣列時(shí)，不同排布位置上的x射線源照射掃描對(duì)象的角度互不相同，且排布在中心區(qū)域的x射線源距離掃描對(duì)象較近，排布在兩端的x射線源距離掃描對(duì)象較遠(yuǎn)，x射線源到掃描對(duì)象中心的距離用sod表示。圖1示出了直線型結(jié)構(gòu)的多焦斑x光源陣列不同角度的掃描示意圖。在圖1中，所述多焦斑x光源陣列包括n個(gè)x射線源，且關(guān)于位于中心區(qū)域的x射線源n-m對(duì)稱。當(dāng)采用多角度靜態(tài)掃描時(shí)，不同排列位置的x射線源照射到掃描對(duì)象的x射線光束路徑不同，排列在兩端的x射線源比中間的x射線源路徑長(zhǎng)。由于x射線輻射劑量mas與x射線源到掃描對(duì)象中心的距離的平方成反比，即sod²*mas＝k，其中k為預(yù)設(shè)值，因此掃描對(duì)象接受到中間部分x射線源出來的x射線輻射劑量比排列在兩端的x射線源要高，即不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象的表面劑量是不一致，導(dǎo)致探測(cè)器采集到的不同角度x射線源照射下的投影圖像不均勻，從而影響了圖像重建的質(zhì)量。

為了解決直線型多焦斑x光源陣列不同排布位置的x射線源照射到掃描對(duì)象的表面劑量不一致的問題，現(xiàn)有的解決方案主要有兩種：

一種是調(diào)整不同排布位置的x射線源出射劑量，即調(diào)整x射線源的管電流，以使得該x射線源照射到掃描對(duì)象的表面劑量相同。在調(diào)節(jié)管電流時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)柵極電壓和串聯(lián)可調(diào)電阻的方式實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)柵極電壓的實(shí)現(xiàn)方式包括實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)柵極電壓和預(yù)先固定柵極電壓。由于多焦斑x光源陣列采用脈沖曝光方式，每個(gè)x射線源的曝光時(shí)間很短，因此難以通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)柵極電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)管電流的調(diào)節(jié)；而預(yù)先固定柵極電壓的方式需要使用多臺(tái)柵極高壓電源，會(huì)大大增加整體成本。盡管串聯(lián)可調(diào)電阻的方式成本較低，然而操作過程比較麻煩，調(diào)節(jié)精度也不高。

另一種解決方案是在圖像重建過程中進(jìn)行圖像強(qiáng)度歸一化處理。該解決方案相對(duì)調(diào)節(jié)管電流方式更簡(jiǎn)便，但是為了保證重建圖像的質(zhì)量，需要以排布在兩端的x射線源照射到掃描對(duì)象的輻射劑量為最低標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)增加排布在中間的x射線源對(duì)掃描對(duì)象的輻射強(qiáng)度，因此在保證圖像質(zhì)量的前提下，增加了整體輻射劑量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種x射線斷層掃描方法及系統(tǒng)，以提高x射線斷層掃描的調(diào)節(jié)精度，以及降低掃描過程的整體輻射劑量。

第一方面，提供了一種x射線斷層掃描方法，所述方法包括：

在掃描時(shí)，控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致；

探測(cè)器采集所述不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備；

所述終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像。

進(jìn)一步地，所述脈沖曝光時(shí)間根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值與x射線源對(duì)掃描對(duì)象的輻射劑量得到。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：

在掃描前，所述探測(cè)器向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)；

所述控制器在接收到所述探測(cè)器發(fā)送的曝光準(zhǔn)備信號(hào)后，向所述探測(cè)器發(fā)送反饋信號(hào)；

所述探測(cè)器在接收到所述反饋信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集模式向所述控制器輸出掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)；

所述控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，具體包括：

所述控制器在接收到所述掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)后，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射。

進(jìn)一步地，在所述探測(cè)器向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)之前，所述方法還包括：

終端設(shè)備對(duì)所述探測(cè)器進(jìn)行初始化，設(shè)置采集模式，將預(yù)設(shè)的掃描模式和時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)發(fā)送至所述控制器，以及設(shè)置所述多焦斑x光源陣列的柵極高壓電源和陽(yáng)極高壓電源；

其中，所述時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)包括所述多焦斑x光源陣列中不同排布位置上的x射線源對(duì)應(yīng)的脈沖曝光時(shí)間。

第二方面，提供了一種x射線斷層掃描系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制器、探測(cè)器和終端設(shè)備；

所述控制器用于，在掃描時(shí)，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同角度的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致；

所述探測(cè)器用于，采集所述不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備；

所述終端設(shè)備用于，根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像。

進(jìn)一步地，所述脈沖曝光時(shí)間根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值與x射線源對(duì)掃描對(duì)象的輻射劑量得到。

進(jìn)一步地，所述探測(cè)器還用于，在掃描前，向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)；

所述控制器還用于，在接收到所述探測(cè)器發(fā)送的曝光準(zhǔn)備信號(hào)后，向所述探測(cè)器發(fā)送反饋信號(hào)；

所述探測(cè)器還用于，在接收到所述反饋信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集模式向所述控制器輸出掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)；

所述控制器還用于，在接收到所述掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)后，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射。

進(jìn)一步地，所述終端設(shè)備還用于，在所述探測(cè)器向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)前，對(duì)所述探測(cè)器進(jìn)行初始化，設(shè)置采集模式，將預(yù)設(shè)的掃描模式和時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)發(fā)送至所述控制器，以及設(shè)置所述多焦斑x光源陣列的柵極高壓電源和陽(yáng)極高壓電源；

其中，所述時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)包括所述多焦斑x光源陣列中不同排布位置上的x射線源對(duì)應(yīng)的脈沖曝光時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例通過在掃描時(shí)，由控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致；探測(cè)器則采集不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備；所述終端設(shè)備則根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像；本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間來調(diào)整投影圖像的質(zhì)量，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高，且可以在保證成像質(zhì)量的前提下，有效地降低掃描過程的整體輻射劑量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1是直線型結(jié)構(gòu)的多焦斑x光源陣列不同角度的掃描示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的x射線斷層掃描系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的x射線斷層掃描方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的x射線斷層掃描方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的掃描時(shí)序控制示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例通過在掃描時(shí)，由控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致；探測(cè)器則采集不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備；所述終端設(shè)備則根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像；本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間來調(diào)整投影圖像的質(zhì)量，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高，且可以在保證成像質(zhì)量的前提下，有效地降低掃描過程的整體輻射劑量。本發(fā)明實(shí)施例還提供了相應(yīng)的系統(tǒng)，以下分別進(jìn)行詳細(xì)的說明。

圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的x射線斷層掃描系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。

如圖2所示，所述x射線斷層掃描系統(tǒng)由終端設(shè)備1、探測(cè)器2、陽(yáng)極高壓電源3、柵極高壓電源4、控制器5以及多焦斑x光源陣列6組成。

其中，所述探測(cè)器2、陽(yáng)極高壓電源3的輸入端、柵極高壓電源4的輸入端以及控制器5分別與所述終端設(shè)備1連接。所述控制器5還與所述探測(cè)器2連接。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述多焦斑x光源陣列6包括多個(gè)x射線源。所述x射線源為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射源，每一個(gè)x射線源包括一個(gè)陰極、柵極以及陽(yáng)極，采用直線型整體封裝形成所述多焦斑x光源陣列。其中，所述x射線源的柵極均與所述柵極高壓電源的輸出端連接，x射線源的陽(yáng)極均與所述陽(yáng)極高壓電源的輸出端連接。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述終端設(shè)備1用于，在所述探測(cè)器2向所述控制器5發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)前，對(duì)所述探測(cè)器2進(jìn)行初始化，設(shè)置采集模式，將預(yù)設(shè)的掃描模式和時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)發(fā)送至所述控制器5，以及設(shè)置所述多焦斑x光源陣列6的柵極高壓電源2和陽(yáng)極高壓電源3。

其中，所述時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)為所述多焦斑x光源陣列中不同排布位置上的x射線源對(duì)應(yīng)的脈沖曝光時(shí)間。在這里，所述脈沖曝光時(shí)間根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值與x射線源對(duì)掃描對(duì)象的輻射劑量得到。可以預(yù)先根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值，使用x射線劑量?jī)x進(jìn)行標(biāo)定。

在完成初始化之后，所述探測(cè)器2用于，在掃描前，向所述控制器5發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)。

所述控制器5還用于，在接收到所述探測(cè)器2發(fā)送的曝光準(zhǔn)備信號(hào)后，向所述探測(cè)器2發(fā)送反饋信號(hào)。

所述探測(cè)器2還用于，在接收到所述反饋信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集模式向所述控制器5輸出掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)。

所述控制器5還用于，在接收到所述掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)后，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列6上的x射線源。

進(jìn)一步地，所述控制器5用于，在掃描時(shí)，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列6上的x射線源進(jìn)行脈沖式掃描，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同角度的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致。

所述探測(cè)器2用于，采集所述不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備1。

所述終端設(shè)備1還用于，根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像。

在這里，本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間，使得每一個(gè)x射線源照射掃描對(duì)象時(shí)的表面劑量趨于一致，從而使得在每一個(gè)x射線源照射下采集的投影圖像的質(zhì)量趨于一致，進(jìn)而提高了重建掃描對(duì)象的三維圖像的質(zhì)量。本發(fā)明實(shí)施例只需要開發(fā)出相應(yīng)的控制電路來控制不同x射線源的脈沖曝光時(shí)間，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高；且可以通過調(diào)節(jié)脈沖曝光時(shí)間使得掃描對(duì)象接收不同角度的x射線源的表面劑量均在最低成像要求所需的輻射強(qiáng)度下，既保證了成像質(zhì)量，又有效地降低了掃描過程的整體輻射劑量。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例二提供的x射線斷層掃描方法的實(shí)現(xiàn)流程。參閱圖3，所述x射線斷層掃描方法包括：

在步驟s301中，在掃描時(shí)，控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述多焦斑x光源陣列上包括多個(gè)x射線源。所述x射線源為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射源，通過直線型整體封裝形成所述多焦斑x光源陣列?？蛇x地，具體實(shí)踐中可以采用碳納米管陰極作為電子發(fā)射源。

所述掃描模式為所述多焦斑x光源陣列上的x射線源的脈沖曝光時(shí)序?？蛇x地，所述掃描模式可以為逐點(diǎn)順序掃描，也可以為按照指定x射線發(fā)射源點(diǎn)進(jìn)行掃描。

所述脈沖曝光時(shí)間為所述x射線源照射到所述掃描對(duì)象的持續(xù)時(shí)間。在本發(fā)明實(shí)施例中，在所述多焦斑x光源陣列上，不同排布位置的x射線源具有不同的脈沖曝光時(shí)間。所述表面劑量為在脈沖曝光時(shí)間中所述x射線源發(fā)射的x射線實(shí)際達(dá)到掃描對(duì)象的輻射劑量。其中，所述輻射劑量為所述多焦斑x光源陣列上的不同排布位置上的x射線源發(fā)射的x射線量。所述輻射劑量與x射線源到掃描對(duì)象中心點(diǎn)的距離的平方成反比。由于輻射劑量與距離的平方成反比，因此，位于多焦斑x光源陣列的中心位置上的x射線源的輻射劑量最大，位于兩端的x射線源的輻射劑量最小。本發(fā)明通過設(shè)置不同排布位置上的x射線源對(duì)應(yīng)不同的脈沖曝光時(shí)間，并使得所述x射線源按照其對(duì)應(yīng)的脈沖曝光時(shí)間照射所述掃描對(duì)象，從而使得每一個(gè)x射線源發(fā)射的x射線實(shí)際到達(dá)掃描對(duì)象上的表面劑量趨于一致，具體為趨于預(yù)設(shè)的掃描對(duì)象表面劑量閾值，進(jìn)而保證了每一個(gè)x射線源照射下的投影圖像的質(zhì)量的一致性。

在步驟s302中，探測(cè)器采集所述不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備。

在步驟s303中，所述終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像。

當(dāng)所述多焦斑x光源陣在柵極高壓作用下，陰極達(dá)到場(chǎng)發(fā)射所需要的電壓時(shí)，電子從陰極表面逸出，并在陽(yáng)極高壓的作用下進(jìn)行加速，形成高速電子束轟擊陽(yáng)極靶產(chǎn)生x射線，此時(shí)，探測(cè)器對(duì)所述x射線源照射到掃描對(duì)象衰減后的x射線進(jìn)行探測(cè)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和a/d轉(zhuǎn)換，最終轉(zhuǎn)換為二維投影數(shù)據(jù)，即投影圖像，然后傳輸給終端設(shè)備。以此類推，當(dāng)所述多焦斑x光源陣列上的下一個(gè)x射線源完成照射之后，所述探測(cè)器則進(jìn)行下一次投影圖像采集。在得到所述多焦斑x光源陣列上的每一個(gè)x射線源對(duì)應(yīng)的投影圖像之后，則由終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像進(jìn)行重建。

示例性地，可以預(yù)先根據(jù)最低成像所需輻射強(qiáng)度，設(shè)置掃描對(duì)象的表面劑量閾值，然后采用x射線劑量?jī)x測(cè)量所述多焦斑x光源陣列上的每一個(gè)x射線源照射所述掃描對(duì)象時(shí)輻射劑量達(dá)到所述表面劑量閾值所需的時(shí)間，并以所述時(shí)間作為所述x射線源的脈沖曝光時(shí)間。參見圖1所示的直線型的多焦斑x光源陣列的不同角度的掃描示意圖，不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象的x射線光速路徑不同，排列在兩端的x射線源比中間的x射線源路徑要長(zhǎng)，根據(jù)x射線源到掃描對(duì)象中心的距離的平方與x射線源的輻射劑量成反比，可以得到中間部分的x射線源的輻射劑量要比兩端的x射線源的輻射劑量要高。因此，在根據(jù)最低成像所需輻射強(qiáng)度設(shè)置掃描對(duì)象的表面劑量閾值之后，通過x射線源劑量?jī)x測(cè)量得到，位于所述多焦斑x光源陣列的正中心的x射線源所需的脈沖曝光時(shí)間最短，兩端x射線源的脈沖曝光時(shí)間依次增加。由于所述多焦斑x光源陣列的x射線源對(duì)稱分布，兩端的x射線源1與x射線源n的脈沖曝光時(shí)間相同，依次類推。

本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高；且可以通過調(diào)節(jié)脈沖曝光時(shí)間使得掃描對(duì)象接收不同角度的x射線源的表面劑量均在最低成像要求所需的輻射強(qiáng)度下，既保證了成像質(zhì)量，又有效地降低掃描過程的整體輻射劑量。

進(jìn)一步地，基于上述本發(fā)明第二實(shí)施例提供的x射線斷層掃描方法，提出本發(fā)明x射線斷層掃描方法的第三實(shí)施例。如圖4所示，是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的x射線斷層掃描方法。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述x射線斷層掃描方法應(yīng)用于由終端設(shè)備1、探測(cè)器2、陽(yáng)極高壓電源3、柵極高壓電源4、控制器5以及多焦斑x光源陣列6組成的x射線斷層掃描系統(tǒng)。

參閱圖4，所述x射線斷層掃描方法包括：

在步驟s401中，終端設(shè)備對(duì)所述探測(cè)器進(jìn)行初始化，設(shè)置采集模式，將預(yù)設(shè)的掃描模式和時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)發(fā)送至所述控制器，以及設(shè)置所述多焦斑x光源陣列的柵極高壓電源和陽(yáng)極高壓電源。

其中，所述時(shí)間補(bǔ)償參數(shù)包括所述多焦斑x光源陣列中不同排布位置上的x射線源對(duì)應(yīng)的脈沖曝光時(shí)間?？梢灶A(yù)先根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值，使用x射線劑量?jī)x進(jìn)行標(biāo)定。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述終端設(shè)備上安裝有上位機(jī)軟件，所述上位機(jī)軟件用于接收用戶的輸入操作，并根據(jù)所述輸入操作來對(duì)探測(cè)器、控制器以及柵極高壓電源和陽(yáng)極高壓電源進(jìn)行初始化。示例性地，所述柵極電壓電源、陽(yáng)極電壓電源和控制器可以集成在labview上位機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行控制。所述脈沖曝光時(shí)間可以為小于200ms的值；所述柵極高壓電源可以采用恒流模式輸出，輸出電流可以為10ma及以上，輸出電壓可以為2kv；陽(yáng)極高壓電源的輸出電壓可以為20至50kv。

在步驟s402中，所述探測(cè)器向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)。

示例性地，所述探測(cè)器可以選用asx-2430非晶硒數(shù)字平板探測(cè)器。所述探測(cè)器在根據(jù)終端設(shè)備的指示完成初始化之后，則向所述控制器發(fā)送曝光準(zhǔn)備信號(hào)，以告知所述控制器準(zhǔn)備就緒。

在步驟s403中，所述控制器在接收到探測(cè)器發(fā)送的曝光準(zhǔn)備信號(hào)后，向所述探測(cè)器發(fā)送反饋信號(hào)。

若控制器接收到的曝光準(zhǔn)備信號(hào)有效，則發(fā)送反饋信號(hào)至所述探測(cè)器。

在步驟s404中，所述探測(cè)器在接收到所述反饋信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的采集模式向所述控制器輸出掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)。

在步驟s405中，所述控制器在接收到所述掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)后，按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源。

在這里，控制器在接收到探測(cè)器的掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)后，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的掃描模式逐次開啟多焦斑x光源陣列上的x射線源所需的柵極電壓，并根據(jù)預(yù)設(shè)的脈沖補(bǔ)償時(shí)間進(jìn)行脈沖式電子發(fā)射；并且控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量相同。所述脈沖曝光時(shí)間根據(jù)最低成像要求下的掃描對(duì)象表面劑量閾值與x射線源對(duì)掃描對(duì)象的輻射劑量得到。

在步驟s406中，所述探測(cè)器采集不同x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將所述投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備。

在步驟s407中，所述終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像。

當(dāng)所述多焦斑x光源陣列在柵極高壓作用下，陰極達(dá)到場(chǎng)發(fā)射所需要的電壓時(shí)，電子從陰極表面逸出，并在陽(yáng)極高壓的作用下進(jìn)行加速，形成高速電子束轟擊陽(yáng)極靶產(chǎn)生x射線，此時(shí)，探測(cè)器對(duì)所述x射線源照射到掃描對(duì)象衰減后的x射線進(jìn)行探測(cè)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和a/d轉(zhuǎn)換，最終轉(zhuǎn)換為二維投影數(shù)據(jù)，即投影圖像，然后傳輸給終端設(shè)備。在得到所述多焦斑x光源陣列上的每一個(gè)x射線源對(duì)應(yīng)的投影圖像之后，由終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像進(jìn)行重建。

本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高；且可以通過調(diào)節(jié)脈沖曝光時(shí)間使得掃描對(duì)象接收不同角度的x射線源的表面劑量均在最低成像要求所需的輻射強(qiáng)度下，既保證了成像質(zhì)量，又有效地降低了掃描過程的整體輻射劑量

在這里，以圖1中所示的多焦斑x光源陣列為例，說明本發(fā)明實(shí)施例提供的x射線斷層掃描方法的掃描時(shí)序。如圖5所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的掃描時(shí)序控制示意圖。圖5中的x射線源的標(biāo)號(hào)與圖1中的多焦斑x射線源中的標(biāo)號(hào)一致。從圖5中的探測(cè)器的掃描觸發(fā)時(shí)序信號(hào)可知，探測(cè)器采集一幀投影圖像的時(shí)間由積分時(shí)間t1和讀出時(shí)間t2組成，而探測(cè)器是在積分時(shí)間t1內(nèi)接收x射線，因此，各個(gè)x射線源的脈沖曝光時(shí)間的最大值為所述探測(cè)器的積分時(shí)間。位于正中心的x射線源n-m所需的脈沖曝光時(shí)間最短。在圖5的掃描時(shí)序控制示意圖中通過時(shí)間t表示，往兩端的x射線源的脈沖曝光時(shí)間依次增加，為t+k1,…,nδt，δt為單位增加量。由于多焦斑x射線源陣列是以x射線源n-m為中心對(duì)稱分布的，位于兩端的x射線源1與x射線源n所需的脈沖曝光時(shí)間一樣，即t+k1δt＝t+knδt，其余依次類推。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過在掃描時(shí)，由控制器按照預(yù)設(shè)的掃描模式逐個(gè)啟動(dòng)多焦斑x光源陣列上的x射線源進(jìn)行脈沖式發(fā)射，并控制當(dāng)前x射線源按照其預(yù)設(shè)的脈沖曝光時(shí)間照射掃描對(duì)象，以使得不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象上的表面劑量相同；探測(cè)器則采集不同排布位置上的x射線源照射到掃描對(duì)象后的投影圖像，并將投影圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備；所述終端設(shè)備則根據(jù)所述投影圖像重建出所述掃描對(duì)象的三維圖像；本發(fā)明實(shí)施例通過控制曝光時(shí)間來調(diào)整投影圖像的質(zhì)量，相對(duì)于調(diào)節(jié)管電流的方式硬件成本低、調(diào)節(jié)精度高，且可以在保證成像質(zhì)量的前提下，有效地降低掃描過程的整體輻射劑量。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的方法及系統(tǒng)，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊、單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元、模塊單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元、模塊集成在一個(gè)單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。