专利名称：一种二代ct扫描成像方法
技术领域：
本发明涉及CT扫描技术领域，特别是一种二代CT的扫描成像方法。
背景技术：
计算机断层成像(Computed Tomography, CT)扫描方式有:一代扫描方式、二代扫描方式(TR)、三代扫描方式(RO)和锥束扫描方式等。锥束扫描方式使用的是面阵探测器，锥束扫描方式具有采集数据量大，全身扫描速度快的优点，但是由于面阵探测器结构上的原因，锥束扫描方式有明显的缺点，即无法设计制造出有效的后准直器，不能限制X射线的散射和串扰，且动态范围小，尤其是可接受的射线能量低，一般只接受能量较低的X射线，对大尺寸、高密度的工件不适用。二代扫描方式和三代扫描方式使用的是线阵探测器，线阵探测器单元一般比面阵探测器单元大，线阵探测器的动态范围大，可接受的射线能量高，不仅适用于X射线球管，而且适用于电子直线加速器；二代和三代扫描方式一般使用后准直器，有利于屏蔽散射射线。三代扫描方式只需要转台和扇束相对旋转，是一种常用的扫描方式，它的优点是扫描射线利用率高，扫描速度快，缺点是很难去掉环状伪影。二代扫描方式需要作平移运动和旋转运动，二代扫描方式的优点是不需要进行探测器一致性校正，由扫描的数据重建的CT图像无环形伪影，因此在工业领域应用广泛；二代扫描方式缺点是扫描时间长，射线利用率低。目前根据二代CT扫描方式的特点，分析并比较了二代扫描的平移和分度运动之间的关系，提出了提高系统扫描效率的两种方案，其中将单向平移改为双向平移的扫描方式能显著提高扫描的效率。虽然改进的扫描方式使扫描时间下降了，但是仍然采集了许多冗余的数据，因此，需要寻找一种更高效率的二代CT扫描方式，提高工件的CT扫描检测速度，而且与传统的二代扫描方式相比，必须保证新的二代扫描方式不会导致CT图像质量降低。

发明内容
本发明的目的就是提供一种二代CT扫描成像方法，它对线阵CT机的二代扫描方式进行了改进，缩短了 CT扫描平移距离，扫描检测速度快。本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有用于发射射线的射线源、用于接收光源的线阵探测器和用于承载待测工件的扫描转台，具体步骤如下:
1)将工件放置在扫描转台上，初始化CT扫描参数，设置CT扫描的视场大小，视场大小小于扫描转台中心到后准直器的距离；
2)计算有效视场大小，将射线扇束的中心线平移到有效视场的左边并与有效视场相
切；
3)平移射线源，直到射线扇束的中心线移到有效视场的右边并与有效视场相切，停止当前平移扫描，线阵探测器在平移空间上均匀的采集投影数据；
4)旋转射线源，使射线扇束绕有效视场中心旋转一个扇角的角度，并判断射线源是否已经旋转完一周，若是则转向步骤7 )，若不是则转向步骤5 );
5)平移射线源，使射线扇束从有效视场的右端平移到左端，当射线扇束中心线平移到与有效视场左边缘相切时，停止当前平移扫描，线阵探测器在平移空间上均匀的采集投影数据；
6)旋转射线源，使射线扇束绕有效视场中心旋转一个扇角的角度，并判断射线源是否已经旋转完一周，若是则转向步骤7 )，若不是则转向步骤3 );
7)对步骤3)和步骤5)采集到的投影数据进行重排；
8)初始化重建参数，对步骤7)重排后的数据采用SART迭代重建算法重建CT图像。

进一步，步骤I中初始化CT扫描参数包括有被检工件的视场直径、平移步距和数据采集时间。进一步，有效视场大小的计算方法为:设R为视场半径，L为射线扇束的宽度；
当2R > L时，有效视场直径为2R，该视场为大视场；
当2R < L时，有效视场直径为L，该视场为小视场；
当2R = L时，有效视场直径为2R或L，该视场为临界视场。进一步，步骤7)中投影数据进行重排的方法为:将每个线阵探测器平移一次采集的数据提出来重排成一个平行束，自右至左扫描的投影数据进行左右颠倒；若扇束有N个线阵探测器，一次平移得到N个平行束；对所有平移进行重排，若有M个平移，则重排后有MXN个平行束。进一步，步骤8)中初始化重建的参数包括有有效线阵探测器的个数、有效扇束张角、平移步距和重建图像的大小。进一步，步骤8)中所述SART迭代重建算法的步骤为:
8-1)对所有的投影数据取对数操作；
8-2)利用以下公式，对图像进行迭代重建:
权利要求
1.一种二代CT扫描成像方法，包括有用于发射射线的射线源、用于接收光源的线阵探测器和用于承载待测工件的扫描转台，其特征在于，具体步骤如下: 1)将工件放置在扫描转台上，初始化CT扫描参数，设置CT扫描的视场大小，视场大小小于扫描转台中心到后准直器的距离； 2)计算有效视场大小，将射线扇束的中心线平移到有效视场的左边并与有效视场相切； 3)平移射线源，直到射线扇束的中心线移到有效视场的右边并与有效视场相切，停止当前平移扫描，线阵探测器在平移空间上均匀的采集投影数据； 4)旋转射线源，使射线扇束绕有效视场中心旋转一个扇角的角度，并判断射线源是否已经旋转完一周，若是则转向步骤7 )，若不是则转向步骤5 ); 5)平移射线源，使射线扇束从有效视场的右端平移到左端，当射线扇束中心线平移到与有效视场左边缘相 切时，停止当前平移扫描，线阵探测器在平移空间上均匀的采集投影数据； 6)旋转射线源，使射线扇束绕有效视场中心旋转一个扇角的角度，并判断射线源是否已经旋转完一周，若是则转向步骤7 )，若不是则转向步骤3 ); 7)对步骤3)和步骤5)采集到的投影数据进行重排； 8)初始化重建参数，对步骤7)重排后的数据采用SART迭代重建算法重建CT图像。
2.如权利要求1所述的一种二代CT扫描成像方法，其特征在于:步骤I中初始化CT扫描参数包括有被检工件的视场直径、平移步距和数据采集时间。
3.如权利要求1所述的一种二代CT扫描成像方法，其特征在于，有效视场大小的计算方法为:设R为视场半径，L为射线扇束的宽度； 当2R > L时，有效视场直径为2R，该视场为大视场； 当2R < L时，有效视场直径为L，该视场为小视场； 当2R = L时，有效视场直径为2R或L，该视场为临界视场。
4.如权利要求1所述的一种二代CT扫描成像方法，其特征在于，步骤7)中投影数据进行重排的方法为:将每个线阵探测器平移一次采集的数据提出来重排成一个平行束，自右至左扫描的投影数据进行左右颠倒；若扇束有N个线阵探测器，一次平移得到N个平行束；对所有平移进行重排，若有M个平移，则重排后有MXN个平行束。
5.如权利要求1所述的一种二代CT扫描成像方法，其特征在于，步骤8)中初始化重建的参数包括有有效线阵探测器的个数、有效扇束张角、平移步距和重建图像的大小。
6.如权利要求1所述的一种二代CT扫描成像方法，其特征在于，步骤8)中所述SART迭代重建算法的步骤为: 8-1)对所有的投影数据取对数操作； 8-2)利用以下公式，对图像进行迭代重建:
全文摘要
一种二代CT扫描成像方法，它包括有射线源、线阵探测器和扫描转台，具体步骤为1)初始化CT扫描参数；2)对工件进行平移扫描；3)扫描转台旋转一个角度，继续对工件进行平移扫描，直到扫描转台旋转完一周；4)对扫描得到的数据进行重排；5)采用SART迭代重建算法重建CT图像。本发明在保证CT图像质量不降低的情况下，比传统的二代扫描方式速度快，有效的提高了CT的扫描效率。
文档编号G01N23/04GK103163165SQ20131006340
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者邹永宁, 王珏, 罗姗, 蔡玉芳 申请人:重庆大学