X射线源阵列、X射线断层扫描系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种X射线源阵列、X射线断层扫描系统和方法。其中，X射线源阵列包括多个单独封装的冷阴极X射线源球管，且各冷阴极X射线源球管的排布轨迹为弧形；X射线断层扫描系统包括前述X射线源阵列和探测器，且X射线源阵列的排布轨迹所在圆的圆心在所述探测器上，使得X射线源阵列中不同排布位置的冷阴极X射线源球管到探测器表面的距离相同；同时，本发明专利技术实施例提供的X射线源断层扫描方法，使得各冷阴极X射线源球管的管电流一致，实现不同角度的X射线源到目标对象的剂量趋于一致的效果。

X-ray source array and X-ray tomography system

The embodiment of the present invention discloses an X-ray source array and an X-ray tomography system. The X-ray source array includes a plurality of cold cathode X-ray source tubes encapsulated separately, and the arrangement trajectory of each cold cathode X-ray source tube is arc; the X-ray tomography system includes the X-ray source array and detector mentioned above, and the distribution trajectory of the X-ray source array is located on the center of the circle on the detector, so that the cold cathode X-ray source of different arrangement positions in the X-ray source array is made on the detector. At the same time, the X-ray source tomography method provided in the embodiment of the present invention enables the tube current of each cold cathode X-ray source to be identical, and achieves the effect that the dose of X-ray source from different angles to the target object tends to be identical.

【技术实现步骤摘要】
X射线源阵列、X射线断层扫描系统和方法
本专利技术实施例涉及X射线扫描成像领域，尤其涉及一种X射线源阵列、X射线断层扫描系统和方法。
技术介绍
冷阴极X射线源具有低功耗、易集成、高时间分辨率的特点，集成在X射线源阵列中的多个冷阴极X射线源，可以在不同排布位置产生X射线焦斑，采用逐点脉冲曝光的方式实现焦点的移动，从而无需移动X射线源便可以获取不同角度的投影图像，实现静态断层扫描成像。现有的X射线源阵列采用整体封装的方式，各冷阴极X射线源呈直线型放置在特制的真空腔体中，且需要外接真空泵以维持腔体的真空环境。但是，不同排布位置的X射线源到被扫描对象表面的距离差异较大，探测器接收到的不同角度的投影图像的放大率不同，使得重建后的图像质量不佳；因真空泵运行时的机械震动且受损的X射线源无法单独替换，不利于系统的集成。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种X射线源阵列、X射线断层扫描系统和方法，解决了X射线源阵列中各冷阴极X射线源排布的限制，使得不同角度的投影图像的放大率相同，而且可以单独替换受损的冷阴极X射线源球管。第一方面，本专利技术实施例提供了一种X射线源阵列，可以包括：多个单独封装的冷阴极X射线源球管；其中，各冷阴极X射线源球管的排布轨迹为弧形。可选的，上述X射线源阵列，还可以包括：弧形底座，用于固定各冷阴极X射线源球管；设置于弧形底座中的阳极铜条；其中，所述阳极铜条与各冷阴极X射线源球管的阳极相连。可选的，冷阴极X射线源球管的电子发射源为碳纳米管阴极。可选的，任意相邻冷阴极X射线源球管之间的弧对应的圆心角相等。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种X射线断层扫描系统，可以包括：探测器以及上述X射线源阵列；其中，X射线源阵列的排布轨迹所在圆的圆心在探测器上。可选的，上述系统还可以包括：支撑架，用于固定X射线源阵列和探测器。可选的，上述支撑架上可以设置有伸缩结构和压迫结构；其中，伸缩结构用于调整固定于支撑架上的X射线源阵列和探测器相对于水平面的高度，压迫结构用于对放置于所述探测器上的目标对象进行压迫。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种X射线断层扫描方法，可以包括：分别标定X射线源阵列中各冷阴极X射线源球管的工作电压，以使各冷阴极X射线源球管的管电流一致；其中，X射线源阵列包括多个单独封装的冷阴极X射线源球管；根据各冷阴极X射线源球管的工作电压以及预设的逐点脉冲曝光法扫描目标对象；控制探测器接收透过目标对象的X射线，获取不同角度的X射线投影数据，并对X射线投影数据进行重建，得到目标对象的断层图像。可选的，根据各冷阴极X射线源球管的工作电压以及预设的逐点脉冲曝光法扫描目标对象，可以包括：基于预设曝光时序控制各冷阴极X射线源球管的开启和关断，并根据工作电压控制与所述工作电压对应的冷阴极X射线源球管扫描目标对象。可选的，上述方法中的探测器采集图像时，采用外部触发且采集帧率与各冷阴极X射线源球管的发射频率相匹配。本专利技术实施例的技术方案，通过在X射线源阵列中设置多个单独封装的冷阴极X射线源球管，减小了冷阴极X射线源的体积，而且可以单独替换受损的冷阴极X射线源球管，有利于系统的集成；单独封装的各冷阴极X射线源球管的排布轨迹可以为弧形，使得不同排布位置的冷阴极X射线源球管到探测器表面的距离相同，那么探测器接收到的不同角度的投影图像的放大率相同，提高了图像重建的质量。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种X射线源阵列的结构示意图；图2是本专利技术实施例二中的一种X射线断层扫描系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例三中的一种X射线断层扫描系统的组成示意图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一本实施例的技术方案可适用于X射线断层扫描成像领域，本专利技术实施例的X射线源阵列，可以包括多个单独封装的冷阴极X射线源球管；其中，各冷阴极X射线源球管的排布轨迹为弧形。其中，冷阴极X射线源球管采用冷阴极的场发射X射线源，通过场致电子发射的方式产生电子束，场发射阴极工作温度低、功耗低、易于集成。同时，由于场致电子发射不存在时间延迟性，采用冷阴极的场发射X射线源可以实现高时间分辨和可编程X射线发射。可以理解的是，X射线源阵列中可以包括多个冷阴极X射线源球管，可选的，冷阴极X射线源球管的个数可以是[9,30]中的任一个，当然也可以是其他的可以实现相应功能的个数。一种可选的方案，冷阴极X射线源球管的电子发射源为碳纳米管阴极。其中，碳纳米管是一种新型碳纳米材料，与现有的其他物质相比，具有优异的导电率。而且，纳米级尖端可以产生较佳的电子发射能力以及稳定的机械化学特性，是一种理想的场发射材料。采用碳纳米管阴极作为电子发射源具有即时开关、开启电压低、发射电流密度大的特点，尤其适合于X射线断层扫描领域中冷阴极X射线源球管的场发射应用。相对于整体封装的X射线源阵列，单独封装的各冷阴极X射线源球管的体积较小，存在空气漏点的可能性较低，因此空气进入放置有电子枪的真空腔体的可能性较低，无需外加真空维持系统以维持真空腔体的真空环境，进一步减小了各冷阴极X射线源球管的体积，而且降低了因为真空维持系统中真空泵的机械震动而导致运动伪影的可能性，提高了成像质量。另外，单独封装的冷阴极X射线源球管在受损后可以单独替换，有利于系统的集成。具体较小体积的各冷阴极X射线源球管的排布轨迹可以设置为弧形，使得不同排布位置的冷阴极X射线源球管到探测器表面的距离相同，那么探测器接收到的不同角度的投影图像的放大率相同，提高了图像重建的质量。一种可选的技术方案，在上述技术方案的基础上，任意相邻冷阴极X射线源球管之间的弧对应的圆心角可以相等。即，任意相邻冷阴极X射线源球管与X射线源阵列的排布轨迹所在圆的圆心连线时构成的圆心角相等，使得各冷阴极X射线源球管的排布更加具有规律性，便于控制。本专利技术实施例的技术方案，通过在X射线源阵列中设置多个单独封装的冷阴极X射线源球管，减小了冷阴极X射线源的体积，而且可以单独替换受损的冷阴极X射线源球管，有利于系统的集成；单独封装的各冷阴极X射线源球管的排布轨迹可以为弧形，使得不同排布位置的冷阴极X射线源球管到探测器表面的距离相同，那么探测器接收到的不同角度的投影图像的放大率相同，提高了图像重建的质量。一种可选的技术方案，所述X射线源阵列还可以包括弧形底座，用于固定各冷阴极X射线源球管。其中，根据弧形底座的具体形状可以确定各冷阴极X射线源球管的排布轨迹，例如，所述弧形底座可以是圆弧U型槽底座，那么通过圆弧U型槽底座固定各冷阴极X射线源球管时，各冷阴极X射线源球管的排布轨迹为圆弧U型，进一步使得不同排布位置的冷阴极X射线源球管到探测器表面的距离相同，提高了图像重建的质量。另外，所述X射线源阵列还可以包括设置于弧形底座中的阳极铜条；其中，阳极铜条与各冷阴极X射线源球管的阳极相连。可以理解的是，所述阳极铜条可以用于将各冷阴极X射线源球管的阳极固定于弧形底座中，即将各冷阴极X射线源球管固定于弧形底座中；还可以用于使得各冷阴极X射线源球管的阳极相互连通导电。当然，可以理解的是，所述X射线源阵列还可以包括阳极高压插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线源阵列，其特征在于，包括：多个单独封装的冷阴极X射线源球管；其中，各所述冷阴极X射线源球管的排布轨迹为弧形。

【技术特征摘要】
1.一种X射线源阵列，其特征在于，包括：多个单独封装的冷阴极X射线源球管；其中，各所述冷阴极X射线源球管的排布轨迹为弧形。2.根据权利要求1所述的X射线源阵列，其特征在于，还包括：弧形底座，用于固定各所述冷阴极X射线源球管；设置于所述弧形底座中的阳极铜条，其中，所述阳极铜条与各所述冷阴极X射线源球管的阳极相连。3.根据权利要求1所述的X射线源阵列，其特征在于，所述冷阴极X射线源球管的电子发射源为碳纳米管阴极。4.根据权利要求1所述的X射线源阵列，其特征在于，任意相邻所述冷阴极X射线源球管之间的弧对应的圆心角相等。5.一种X射线断层扫描系统，其特征在于，包括探测器，以及，权利要求1-4任一所述的X射线源阵列；其中，所述X射线源阵列的排布轨迹所在圆的圆心在所述探测器上。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括支撑架，用于固定所述X射线源阵列和所述探测器。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述支撑架上设置有伸缩结构和压迫结构；其中，所述伸缩结构用于调整固定于所述支撑架上的所述X射...

【专利技术属性】
技术研发人员：石伟，梁栋，洪序达，胡战利，葛永帅，蒋昌辉，张其阳，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44