處理任務在傳輸?shù)接嬎銠C之前事先完成初步的 處理，它將控制器編輯的各種采集順序所獲得的數(shù)據(jù)編譯成幀和塊的數(shù)據(jù)格式，以標準的 幀和塊的數(shù)據(jù)結構交給主控制計算機進行處理。有時我們也可以將一部分對幀和塊數(shù)據(jù)的 預處理功能放在數(shù)據(jù)預處理器內(nèi)部完成，或者將這部分數(shù)據(jù)處理放在傳輸?shù)街骺刂朴嬎銠C 后，由主控制計算機完成。這部分預處理包括但不限于對單個像素的偏差校正、硬化校正、 幀數(shù)據(jù)的平場校正、幀數(shù)據(jù)或塊數(shù)據(jù)的幾何校正、時間漂移校正、能量校正、散射線抑制等。
[0073] 現(xiàn)有技術中的多排螺旋CT由于X射線源需要持續(xù)旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，需要通過 滑環(huán)接觸方式或者無線傳輸方式將數(shù)據(jù)傳送的計算機。與現(xiàn)有的多排螺旋CT相比，本靜態(tài) 實時CT成像系統(tǒng)采用速度和可靠性更好的光纖實現(xiàn)并行傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)流量增大，數(shù) 據(jù)信號可靠性提高，系統(tǒng)結構更清晰合理，產(chǎn)品的可靠性和一致性更好。這樣可以有效保證 三維重建算法的實時性。
[0074] 如圖16所示，并行重建模塊將重建完成的體素數(shù)據(jù)傳至可視化圖像處理器，通過 多種成熟的可視化算法向觀察者提供各種視圖的數(shù)據(jù)，包括但不限于實時投影二維圖、實 時3D彩色渲染圖、內(nèi)窺鏡模擬圖、表面渲染圖、實時多窗口灰度吸收圖、實時能量調(diào)色板圖 和實時DSA(DigitalSubtractionAngiography,數(shù)字減影）圖。一般地，提供可視化圖像 的速度可以達到每秒鐘25個幀或塊，理論上可以達到每秒1024幀（即1024fps)或塊以上 的重建速度，完全可以滿足人眼對動態(tài)圖像觀察的需要，極大提高了本靜態(tài)實時CT成像系 統(tǒng)應用在介入治療手術中的可能性。
[0075] 圖17所示為環(huán)形掃描X射線源中的幾個掃描X射線源發(fā)出指向光子計數(shù)探測器 模組的窄束X射線。該窄束X射線穿過人體后，在與X射線源相對的光子計數(shù)探測器模組 上形成X射線的投影。這些投影數(shù)據(jù)可以用來重建人體的三維圖像。
[0076] 如圖18所示，分時控制一組掃描X射線源和與該掃描X射線源相對應的光子計數(shù) 探測器模組，按照一定的順序發(fā)射窄束X射線，控制與掃描X射線源相對應的光子計數(shù)探測 器模組，分別采集相對應的窄束X射線透過人體后在光子計數(shù)探測器模組上的曝光信息。 多個窄束X射線可以構成一組扇束X射線，完成對被檢測人體的覆蓋。在掃描時序控制器 控制下，每個窄束X射線可以分時發(fā)射。這種窄束X射線依次輪替曝光的方式可以大幅度 降低散射線對成像的影響，相比傳統(tǒng)的扇束CT成像系統(tǒng)具有更高的信噪比和更高的高頻 空間分辨率。
[0077] 掃描時序控制器可以控制不同空間位置的光子計數(shù)探測器以及與之對應的窄束X 射線源以不同的順序工作，并能形成多種不同的射束投射流程，形成高速的窄射束旋轉(zhuǎn)模 式、高速的扇束旋轉(zhuǎn)模式、分區(qū)并行旋轉(zhuǎn)模式、以及非旋轉(zhuǎn)的其它掃描時序控制模式。這些 不同的掃描時序控制模式可以幫助本靜態(tài)實時CT成像系統(tǒng)完成高速掃描、高精度掃描、低 散射掃描或者其他不同類型掃描的復合模式。
[0078] 在申請?zhí)枮?00910022100. 3的中國專利文獻中，公開了散射射線分布可以近似 認為服從正態(tài)分布。對于一維的情況，一條窄束X射線穿過被投照物體后，在X方向各位置 上的射線（包括直射線和散射射線）強度分布可用如式（1)所示：
[0080] 其中，〇表示被投照物體的特性，大小由其密度及厚度決定，u表示窄束X射線在 X方向的位置。
[0081] 參見圖19,來自焦點的直射X射線投照到光子計數(shù)探測器模組時，會形成散射射 線，形成射線分布圖。其中，中心位置的黑色塊為中心射線投影區(qū)，它作為信號采集區(qū)用來 采集來自焦點的直射射線；中心位置周圍圓形所代表的區(qū)域為散射射線分布區(qū)域，散射射 線主要分布在該區(qū)域。為保證采集圖像的質(zhì)量，需要對散射射線進行一定的處理。
[0082] 通過控制掃描X射線源和光子計數(shù)探測器的工作時序，采用按照一定時序掃描的 掃描X射線源和可以控制采集位置的光子計數(shù)探測器，確保在某一個瞬間只有一個足夠小 的區(qū)域得到X射線的曝光，并且只有這個區(qū)域的光子計數(shù)探測器的像素處于采集狀態(tài)，而 其它光子計數(shù)探測器的像素區(qū)域處于不響應狀態(tài)。這樣，散射射線對有效的采集區(qū)域的貢 獻將大大減小。理論上，當射線僅僅指向單一像素，而僅有這個單一像素處于采集狀態(tài)時， 散射射線的貢獻將趨近于零。
[0083] 通過上述原理可知：采集區(qū)域面積越小，散射射線的貢獻率也越小。在滿足在每 一個時刻只有單一像素或者很小的區(qū)域?qū)χ赶蛐訶射線進行采集，而其它區(qū)域并不進行X 射線的采集的條件下，其它方向X射線發(fā)生的散射影響到有效采集像素的散射成分幾乎為 零，所以有效采集區(qū)域的像素或單一有效像素所采集到的信號將完全來自直射射線。
[0084] 基于上述原理，本發(fā)明提供了以下4種掃描時序控制模式以及對應于這幾種時序 控制模式的掃描控制方式，具體可以參見圖20Α~圖20C以及圖21Α~圖21D。在下列的具 體實施例中，假定其中的每個環(huán)形掃描X射線源的單個區(qū)域有4*8(行*列）個準直孔，所 有這4*8個準直孔都瞄準一個特定的光子計數(shù)探測器模組。實際應用可以有多種掃描X射 線源的準直孔設計，例如64*256個準直孔可以實現(xiàn)高密度窄束疊加曝光，獲得更高的空間 分辨率，但是這樣需要犧牲一定的速度。
[0085] 參見圖20Α，在第一種掃描時序控制模式中，掃描X射線源工作在高速掃描模式 下，此時掃描時序控制器在掃描模式寄存器的配合下，分時控制16個掃描X射線源中的右 邊8個工作，每個工作的掃描X射線源采用逐點逐行的發(fā)射時序，同時控制相對應的光子計 數(shù)探測器像素采集每一次每一個準直孔發(fā)出的窄束X射線的曝光信息。最后的掃描結果 參見圖20Α的下半部分。對于一個每層256點共64層的掃描X射線源單元矩陣來說（即 64*256個準直孔），若掃描頻率為25ΚΗζ(在實際應用中，掃描頻率可以設置在10~200ΚΗζ 范圍內(nèi)），那么每層的掃描時間為256*(1/25000) = 0.01024,掃描速度為25000/256 = 97. 6fps(framespersecond,每秒幀數(shù)），也就是說在0.01024秒內(nèi)完成了 256個窄束射線 的曝光和采集（256/25000 = 0. 01024)，掃描完64層的單元矩陣的時間為（256*64)/25000 =0. 65536秒，即64層掃描所需的時間為0. 01024秒*64 = 0. 65536秒。這個時間段內(nèi)并 行完成了 8組掃描X射線源的完整曝光，另外8組掃描X射線源也需要同樣的時間完成所 有曝光，所以一個完整體塊的掃描時間為〇. 65536*2 = 1. 31072秒。完整體塊的掃描速度 為1/1. 31072 = 0.7629vps(Volumepersecond,每秒處理的體塊數(shù)）。這里所說的體塊是 指一個三維數(shù)據(jù)塊（DataBlock)，每一個體塊由許多體素（Voxel)構成。
[0086] 這種掃描方式與當前的64排扇束CT的掃描速度等效，但是具有更高的信噪比， 更低的旋轉(zhuǎn)拖尾效應，更低的X射線劑量和更清晰的圖像質(zhì)量。如果采用4*8組的準直 孔，則掃描速度可以比64*256組的準直孔提高512倍，完成一個完整體塊掃描的時間為 1. 31072/512 = 0. 00256秒，每秒可以處理390個完整體塊。在這種掃描方式仍然可以等效 64排扇束CT在4次飛焦點掃描條件下的空間覆蓋密度，但是掃描速度大幅度提升。如果將 探測器的密度進一步提高，將可以獲得更高的空間分辨能力和等效的掃描排數(shù)。由于窄束 X射線多次重復投影曝光等效于飛焦點采樣，在64排像素的探測器模組上可以獲得4*8次 飛焦點的分辨率，直接實現(xiàn)64排4次飛焦點獲得256排掃描效果。如果采用64*256準直 孔的掃描X射線源，在徑向上將可以等效為64排64次飛焦點獲得4096排掃描效果，在圓 周上可以獲得256次飛焦點效果，提升圓周方向空間分辨率256倍。
[0087] 參見圖20B，在第二種掃描時序控制模式中，掃描X射線源工作在高精度掃描模式 下，此時掃描時序控制器在掃描模式寄存器的配合下，分時控制16個掃描X射線源工作，米 用隔點逐行的發(fā)射時序，同時控制相對應的光子計數(shù)探測器像素，采用隔點逐行的方式采 集窄束X射線的曝光信息，即第一行采集序號為奇數(shù)的像素的曝光信息，第二行采集序號 為偶數(shù)的像素的曝光信息。掃描時序控制器控制X射線源發(fā)射窄束X射線以及光子計數(shù)探 測器的時序，最后的掃描結果參見圖20B的下半部分。對于一個每層256點共64層的掃 描X射線源單元矩陣來說，隔點掃描時每層的掃描時間為128* (1/25000) = 0. 00512秒，掃 描速度為25000/128 = 195fps，逐行掃描完64層的單元矩陣的時間為（128*64)/25000 = 0. 32768秒。采用8/16個掃描X射線源并行工作，全部體塊采集完成時間為0. 32768*2 = 0· 65535 秒。
[0088] 同理，如果掃描X射線源采用4*8個準直孔，則掃描速度在此基礎上提升64倍。 4*8個準直孔可以實現(xiàn)徑向4次飛焦點掃描和圓周8次飛焦點掃描，等效提升4倍及8倍探 測器的像素密度，增加4倍及8倍的數(shù)據(jù)量。
[0089] 參見圖20C，在第三種掃描時序控制模式中，掃描X射線源工作在低散射模式下， 此時掃描時序控制器在掃描模式寄存器的配合下