[发明专利]一种X射线投影数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是一种X射线投影数据采集系统。

背景技术

探测器是X射线成像设备的关键组件之一，其包括复数个通道，目前用于X射线计算机断层成像(Computed tomography，CT)系统的探测器主要有两种类型，一种是平板型，一种是弯曲型(cylindrical)，通常这两种探测器都经安装使其在X-Y扫描平面中关于Y轴对称，其中X方向为CT检查床进出CT机架的方向，Y方向为竖直方向。

图1为目前CT系统中，X射线管3和探测器1围绕一扫描野2(scan field of view，SFOV)同步旋转的示意图。图中的扫描野2为CT系统设置的最大扫描野，对于每一款CT系统而言，其最大扫描野是确定的，此时探测器1的所有通道正好能采集到穿过该扫描野2的X射线束的各投影数据。探测器1的旋转路径为一个圆(如图中虚线圆所示)，而每个探测器通道(如图中通道11与通道12所示)都旋转了360度。图1中在同一X射线传播路径AB上，在A点X射线管发出的X射线束AB经扫描野2衰减后被探测器通道12采集，而在B点X射线管发出的X射线束BA经扫描野2衰减后被探测器通道11采集，理论上说通道12与通道11采集的X射线投影数据是相等的，因此在X射线管和探测器同步旋转一周(即全扫描)的过程中，CT系统会采集同一投影数据两次。这就产生了冗余。现有技术中利用这种冗余来进行半扫描，即X射线管和探测器只需同步旋转角度(π+β)，即可获得重建图像所需的全部原始投影数据，其中β为X射线管发出的X射线束角度5，此时时间分辨率T1＝t_rot/2，其中t_rot为X射线管和探测器同步旋转一周所需的时间，扫描野SFOV的直径D1＝2*R_f*sin(β/2)，其中R_f为从X射线管到扫描野中心的距离4。

不过，在实际扫描过程中，由于扫描野各不相同，所以扫描野的大小也不尽相同，通常探测器足够大以使其能采集到穿过不同胖瘦的人、不同扫描野的X射线投影数据。当扫描野较小(如心脏)时，探测器只需部分通道能采集到X射线穿过心脏后的投影数据即可，这就浪费了其余通道，而每个探测器通道的价格并不便宜，这会增加产品成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种X射线投影数据采集系统，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明的探测器相对于X射线管的位置能根据扫描野SFOV的大小沿着该探测器的旋转路径发生改变，使本发明的探测器只需安装现有探测器一半数目的通道就能在不影响成像结果的情况下，实现对扫描野的图像重建，从而节约了成本，减少了探测器占据的物理空间。

有鉴于此，本发明提供一种X射线投影数据采集系统，所述系统包括一种X射线源和一种探测器，所述X射线源和探测器能够围绕一扫描野同步旋转，其中，所述X射线源发射一X射线束，该X射线束穿过所述扫描野后被所述探测器采集；其特征在于，所述探测器的大小设置为小于同时采集穿过最大扫描野的X射线束所需大小；所述探测器相对于所述X射线源的位置能沿着探测器的旋转路径改变。

根据本发明的一个实施例，所述探测器的大小设置为至少能同时采集穿过一半最大扫描野的X射线束。

所述探测器采集投影数据的时间满足：t≥t_rot/2，其中，t为所述探测器采集投影数据的时间，t_rot为所述X射线管和探测器同步旋转一周所需的时间。

进一步，所述系统还包括一控制模块，其根据所述扫描野的大小来控制所述探测器相对于所述X射线管的位置。

进一步，所述系统还包括一获取模块，对一第一X射线管旋转角度下虚拟的第一通道，该获取模块用于获取一个第二X射线管旋转角度和一个第二通道，该第二X射线管旋转角度下的第二通道与该第一X射线管旋转角度下的第一通道位于同一X射线传播路径上，并用该第二通道在第二X射线管旋转角度下所采集到的投影数据来补充该第一通道在第一X射线管旋转角度下的投影数据。

所述获取模块包括一角度计算单元，一第二通道获取单元、一第二X射线管旋转角度获取单元和一数据补充单元，其中，所述角度计算单元，用于根据所述第一通道按如下公式来计算所述X射线传播路径偏离所述X射线束中心的角度：θ＝(n1-M)*Δβ，其中，n1为所述第一X射线管旋转角度下虚拟的第一通道，Δβ为探测器通道的角度步距，M为探测器的通道总数，θ为X射线传播路径偏离X射线束中心的角度；所述第二通道获取单元，用于根据所述夹角按如下公式来获取所述第二通道：n2＝M-θ/Δβ，其中，n2为所述第二通道；