本發明涉及一種雙源雙探測器錐形束CT系統，屬于計算機斷層成像(CT)。

背景技術：

錐形束CT是一種使用面陣列探測器進行三維成像的X射線CT系統。系統掃描架、由X射線發生器、面陣探測器、承載機構、控制器、CT重建模塊、圖像顯示模塊組成。掃描時，X射線發生器和探測器圍繞被檢對象旋轉，獲取多個不同角度的投影數據，然后通過CT重建模塊將投影數據轉化為三維數據，通過圖像顯示模塊呈現給使用者。

空間分辨率是錐形束CT系統的關鍵技術指標，該指標取決于以下因素的組合：探測器分辨率、X射線焦點尺寸、投影圖數量、重建像素尺寸等。其中，探測器分辨率是決定系統空間分辨率的最重要因素之一。在其他配置不變的情況下，探測器分辨率越高，系統的空間分辨率也越高。受制造工藝、采集速率等因素限制，分辨率越高的探測器，通常其成像視野也較小；反之，成像視野越大探測器，通常其分辨率越差。相應地，空間分辨率較高的錐形束CT系統，其成像視野相對較小；而成像視野較大的錐形束CT系統，其空間分辨率相對較低。

然而，在實際應用中使用者往往既需要大視野檢查，又需要高分辨率檢查。以口腔檢查為例，在進行口腔頜面部總體檢查時，需要較大的成像視野；而在進行單顆牙齒的檢查時，則需要很高的空間分辨率。在其他應用中，采用較低的分辨率進行大范圍的全局檢查，采用較高的分辨率進行小范圍的局部檢查，也是很常見的檢查方式。通過購買不同視野、不同分辨率的多臺錐形束CT系統可以滿足不同的檢查需求，但成本很高。如何在一臺錐形束CT系統中集成大視野成像和高分辨成像，是錐形束CT技術領域的一項難點問題。

現有解決方案是在大視野CT系統基礎上通過優化掃描參數提高分辨率，具體優化方法包括延長掃描時間、增加投影數據采集頻率、減小重建像素尺寸等。優化掃描參數可以在一定程度上提高系統分辨率，但無法突破探測器分辨率的限制。因此，無論如何優化參數，大視野錐形束CT系統的空間分辨率不如采用高分辨探測器的小視野錐形束CT系統。

此外，高分辨率、小視野成像時，由于成像視野較小，而待檢查部位往往是被檢對象的內部結構，從外表很難直接觀察到，所以定位很困難。仍以口腔檢查為例，使用者依靠手動定位來進行高分辨率、小視野成像時，很容易出現成像后發現待檢查部位，如后槽牙，未能全部進入圖像中的情況，導致需要對患者進行二次甚至更多次掃描，增加患者劑量。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種雙源雙探測器錐形束CT系統，能夠在一臺錐形束CT系統中集成大視野CT圖像和高分辨率、小視野CT圖像，且分辨率比現有解決方案更高。

本發明技術方案是：一種雙源雙探測器錐形束CT系統，包括：掃描架、兩套X射線發生器、兩塊面陣探測器、承載機構、控制器、CT重建模塊和圖像顯示模塊；兩塊面陣探測器其中一塊可生成大視野CT圖像，另一塊可生成高分辨率、小視野CT圖像；兩套X射線發生器分別與兩塊面陣探測器配對使用；每次掃描只使用一塊探測器。

本發明所述的錐形束CT成像系統中，掃描架是系統的主框架，決定系統的整體結構，具有支撐、運動和為其他部件提供安裝位置等功能。X射線發生器、面陣探測器都安裝在掃描架上。承載機構的功能是承載被檢測對象，根據掃描架的設計，承載機構應采用可與掃描架合理搭配的設計，如座椅、掃描床等。控制器的功能是控制系統中各運動部件以及X射線發生器的啟動和停止等，控制器一般安裝在掃描架上。CT重建模塊和圖像顯示模塊的功能是處理掃描過程中獲得的數據，進行重建，生成三維的CT圖像并向用戶顯示，同時提供用戶交互功能。CT重建模塊和圖像顯示模塊可以是位于掃描架之外的電腦，通過線纜與其他模塊進行連接，也可以是安裝在掃描架上的工控機(一種專門設計的電腦)。

使用者可在大視野CT圖像中指定需要生成高分辨率、小視野CT圖像的目標區域，控制器將根據目標區域中心和高分辨率、小視野CT圖像中心在X、Y、Z三個方向上的位置差，驅動承載機構將目標區域中心輸送至高分辨率、小視野CT圖像中心，實現高分辨率、小視野成像的精確定位。

所述兩套X射線發生器可以是相同的，也可以是不同的。

所述與生成高分辨率、小視野CT圖像的探測器配對使用的X射線發生器，其焦點尺寸可以小于與生成大視野CT圖像的探測器配對使用的X射線發生器。

所述與生成大視野CT圖像的探測器配對使用的X射線發生器可以是脈沖式X射線發生器。

所述掃描架可以是立式或臥式。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)與現有技術相比，本發明采用的兩塊探測器的分辨率不同，其中一塊用于提供較大的成像視野，而另一塊用于提供更高的分辨率，由于額外安裝了一塊高分辨率探測器，因此分辨率要高于現有的僅使用一塊大視野探測器的系統。而現有技術不能提高系統分辨率。

(2)本發明還可以通過掃描獲得的大視野CT圖像來引導高分辨率、小視野CT成像，實現高分辨率、小視野成像的精確定位。

附圖說明

圖1為本發明雙源雙探測器錐形束CT系統正面示意圖；

圖2為本發明雙源雙探測器錐形束CT系統側面示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，為本發明所述系統的一種實現方案，由掃描架1、兩套X射線發生器2-1和2-2、兩塊面陣探測器3-1和3-2、控制器4、CT重建模塊5、顯示模塊6、承載機構7組成。

圖中1為掃描架，采用臥式設計，為其他部件提供支撐和安裝位置。X射線發生器2-1和2-2，面陣探測器3-1和3-2都安裝在掃描架1上。其中，3-1為用于生成大視野CT圖像的探測器，與X射線發生器2-1配對使用；3-2為用于生成高分辨率、小視野CT圖像的探測器，與X射線發生器2-2配對使用。控制器4，用于控制系統進行指定功能，如承載機構的運動、掃描架的運動以及X射線發生器的啟動和停止。控制器4一般也安裝在掃描架上。圖中，CT重建模塊5和顯示模塊6采用獨立于掃描架之外的設計，可以是性能合適的電腦和顯示器。承載機構7采用的是掃描床，以配合臥式掃描架設計，用于承載被檢對象。

本發明所述系統每次掃描只使用一套X射線發生器和一塊探測器，操作者可根據需要選擇。

與兩塊探測器配對使用的兩套X射線發生器可以是相同的，也可以是不同的。與生成高分辨率、小視野CT圖像的探測器配對的，可選用焦點更小的X射線發生器，這樣能夠進一步提高所獲得圖像的分辨率。與生成大視野CT圖像的探測器配對使用的X射線發生器可以是脈沖式X射線發生器，可以在一定程度上提高大視野CT圖像的分辨率。

需要說明的是，圖1、2所示僅為本發明所述系統的一種實現方式，本發明所述系統也還可以采用立式掃描架，系統組成結構與臥式掃描架相同，包括掃描架、兩套X射線發生器、兩塊面陣探測器、控制器、CT重建模塊、顯示模塊、承載機構。

對于同一被檢對象，對其掃描獲得的大視野CT圖像，可用來引導高分辨率、小視野CT圖像的掃描。具體方案是：先使用一組X射線發生器和探測器，如圖1所示的X射線發生器2-1和探測器3-1，對被檢對象進行一次掃描，獲得大視野CT圖像，由顯示模塊6向使用者顯示。此后被檢對象須保持不動(被檢對象位于承載機構7上，掃描時應處于系統的掃描區域中，如圖1、2所示的實現方案中，掃描區域位于掃描架環形部分所形成的通道內)。使用者在大視野CT圖像中指定需要生成高分辨率、小視野CT圖像的目標區域，系統將計算目標區域中心和高分辨率、小視野CT圖像成像中心在X、Y、Z三個方向上的位置差，然后驅動承載機構7運動，帶動被檢對象將目標區域中心輸送至高分辨率、小視野CT圖像成像中心，此過程中被檢對象須在承載機構7上保持不動，與承載機構7保持相對靜止。然后使用另一組X射線發生器和探測器，如圖1所示的X射線發生器2-2和探測器3-2，對被檢對象進行掃描，獲得目標區域的高分辨率、小視野CT圖像。

提供以上實施例僅僅是為了描述本發明的目的，而并非要限制本發明的范圍。本發明的范圍由所附權利要求限定。不脫離本發明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應涵蓋在本發明的范圍之內。