目前的平板探测器 CT 系统主要有两种几何结构 :锥束系统和半锥束系统 。
锥束系统
锥束系统的应用比较广泛 , 主要用于两个方向 :医学检查和工业无损检测 。由这两个应用方向的特点不同 , 通常它们分别使用两种不同的机械结构 :机架式结构和立式结构 。但这不是绝对的 , 立式结构在医学检查中也有少量应用 。
机架式平板探测器C T 系统
机架式平板探测器 CT 系统是在普通医用 C T系统的基础上改造而成的。这种系统使用现有医用 CT 机的机械设备 、 X光源和控制系统 , 仅将原有的探测器更换为平板探测器 , 修改了控制软件和重建软件 。由于目前医用C T 机已经有成熟的产品 , 架构这样的系统比较方便 。另外 , 由于 CT 最广泛的应用还是在医学中 ,而机架式的几何结构最适合于医学检查使用 , 因此这种几何结构的平板探测器 C T 系统在目前研究中的使用也比较多 。
立式平板探测器 CT 系统
立式平板探测器 C T 系统的几何结构, 这种系统的射线源和探测器都是固定的 , 而将待测物置于一个可旋转的转台上由于这种几何结构需要旋转被测物 , 所以不大适合用于医学检查 , 但在工件的无损检测中则非常适用 , 立式结构可以检查质量很大的工件且有着很好的几何位置稳定性 。
锥束系统中散射射线的影响
CT 系统中不可避免地会有散射射线的影响 ,锥束系统的应用通常要求较高的成像质量 , 因此必须设法消除散射的影响 。散射包括背散射和来自物体的散射 , 背散射的影响通常可以通过安装吸收屏基本消除 , 来自待测物的散射通常是使用探测器前加准直器的方法抑制 , 本文中提到的 "散射" 如无特殊说明则指来自待测物的散射 。线阵探测器仅受一维的散射影响 , 安装准直器就能达到较好的散射抑制 , 但平板探测器的散射是二维的 , 影响比线阵探测器要大得多 。目前对散射的影响已经有了许多研究工作 , 主要研究问题有两个:如何评估探测器接受到的数据中散射射线的多少如何在重建的图像中尽量减小散射射线的影响 。
锥形束噪声的影响
经验和理论上平板锥束 CT 系统的噪声性能的研究应包括体素噪声 、 噪声功率谱 ( NPS)、 探测量子效率 ( DQE)。J . H . Siewerdsen 和 D . A . Jaffray 提出将表现 2 维图像特征的 NPS 分析方法完全扩展到 3 维的情况[ 20] , 并提出了 n 维时 NPS 分析的通用框架 , 包括了在系统线性性和稳定性限制下NPS 收敛性和归一化的重要考虑。系统的噪声导致了最终重建图像质量的下降 ,如何减小图像中噪声的影响是一个很有意义的问题 。N . Nakamo ri 等人使用小波分析的方法去除噪声影响取得了很好的效果。他们的初步实验结果表明使用小波分析去除噪声的方法在不降低 CT图像质量的情况下可以将剂量降至 1/10 以下 。
半锥束平板探测器CT 系统
半锥束平板探测器 CT 系统用于乳腺成像检查 , 这是一项新兴的技术。待检查的患者俯卧在平台上, 而 X射线源和平板探测器在平台下方旋转。来自射线源的 X 射线经过准直产生半锥形的射线束, 因此不能直接使用锥束重建算法, B .Chen 等人对此提出了修正的公式。半锥束型系统中同样存在着散射和噪声的影响 , 但是由于这种系统的用途是进行乳腺检查 , 目前的试验结果表明在没有进行散射和噪声影响校正时成像质量已经可以满足要求, 在这种系统中一个很重要的考虑是如何在保证图像质量的前提下减少射线剂量 。
