[发明专利]大尺寸物体的锥束双螺旋CT扫描成像方法

摘要

本发明公开了一种大尺寸物体的锥束双螺旋CT扫描成像方法，装有待检测工件的转台沿垂直于中心射线的方向两次平移后，工件和转台绕转轴旋转，同时射线源和探测器沿转轴方向升降扫描，形成并列的双螺旋形扫描轨迹，并通过本发明改进的三维重建方法得到待检测区域的三维图像，本发明利用现有CT机的结构实现大物体的检测，射线源和探测器不需要偏转，转台和待检测工件也不需要沿径向(与中心射线平行的方向)平移，扫描过程易于机械实现，可检测物体的横向尺寸大约是传统单螺旋CT的两倍，并且可得到物体的完整投影数据，实现横向尺寸较大的长物体检测，本发明不需要投影数据的重排和插值，检测精度高，只进行两次螺旋轨道扫描，检测效率高。

主权项

1. 一种大尺寸物体的锥束双螺旋CT扫描成像方法，待检测工件(2)设置在旋转台(1)上，旋转台(1)在初始位置时中心轴线与射线源(4)的中心射线垂直并相交，其特征在于：以旋转台(1)在初始位置时中心轴线与射线源(4)的中心射线的相交点为原点建立直角坐标系，y轴为沿旋转台(1)横向并垂直于射线源(4)的中心射线的坐标轴，z轴为与旋转台(1)中心轴线重合的坐标轴，x轴为与射线源(4)的中心射线重合的坐标轴，锥束双螺旋CT扫描成像方法包括以下步骤：a. 第一次扫描：扫描前将旋转台(1)及待检测工件(2)沿y轴移动设定距离，开始第一次扫描，使旋转台(1)带动待检测工件(2)旋转，同时使射线源(4)和探测器(3)沿z轴移动，形成以旋转台(1)中心轴线为轴线，射线源(4)到旋转台(1)中心轴线的距离为半径的第一个螺旋形扫描轨迹，直至沿z轴扫描完待检测工件(2)；b. 第二次扫描：第二次扫描前将旋转台(1)及待检测工件(2)沿y轴回到原位，并与第一次扫描前移动方向相反沿y轴移动设定距离；开始第二次扫描，使旋转台(1)带动待检测工件(2)旋转，同时使射线源(4)和探测器(3)沿z轴移动，形成与第一个螺旋形扫描轨迹并列的第二个螺旋形扫描轨迹，直至沿z轴扫描完待检测工件(2)；c. 三维重建：待检测工件(2)内(x，y，z)点处的衰减系数为：公式中：β0＝-arctan(yd/R)D′＝R′D/R其中：xr、yr、zr分别为点(x，y，z)旋转角度β时在由z轴、y轴与x轴共同形成的三维直角坐标系中的坐标；yd为旋转台及待检测工件沿y轴移动的坐标值；R为在旋转台处于初始位置时中心轴线与射线源之间的距离，R>r，r为待检测工件径向尺寸的1/2；β为扫描时待检测物体的旋转角；g(u)为斜坡滤波器；*表示卷积；D为在旋转台处于初始位置时射线源到探测器中心的距离；z0为螺旋扫描时射线源的初始z坐标。