[發明專利]一種正交電子直線掃描CL成像系統及方法

有效

• 申請號: 201710985465.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107796834B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 劉豐林;伍偉文;王少宇;龔長城;冉磊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N23/044
• 分類號: G01N23/044
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種正交電子直線掃描CL成像系統及方法，屬于掃描成像領域。該系統包括平板探測器y方向運動機構、平板探測器、載物臺、檢測對象、檢測對象z方向運動機構、檢測對象x方向運動機構、射線源y方向運動機構、X射線源、系統框架和計算機；本系統掃描過程包括：X射線源焦點由正交面陣點狀X射線靶上沿橫向和縱向分時分別發出X射線，大面積平板探測器接收經過掃描對象衰減后的X射線，采集兩組正交的投影數據信息。利用兩組投影數據，使用SART算法進行圖像重建。本發明一方面簡化了系統結構、避免了機械運動誤差；另一方面通過兩次正交直線掃描分別捕捉掃描對象兩個方向的投影數據，進一步改善CL分辨能力。

技術領域

本發明屬于掃描成像領域，涉及一種正交電子直線掃描CL成像系統及方法。

背景技術

近年來，X射線計算機分層掃描成像技術的研究和發展令人矚目。典型的CL系統主要包括三部分：X射線源、探測器及載物臺。檢測對象放置于X射線管和平板探測器之間的載物臺上，由X射線管產生的X射線經過物體衰減后被探測器收集儲存。其特點在于，掃描的對象是平板狀的物體，CL系統采用非同軸方式掃描，X射線沿與板狀樣本平面法線成一定角度的方向穿過，通過X射線源和探測器同步旋轉運動或者做簡單的相對平行運動，實現多角度對樣本進行掃描，采集投影數據用于圖像重建。CL技術本質上是一種非同軸掃描的有限角度投影的CT技術，它屬于非精確重建，通過對構件的不完全掃描，實現對其內部結構形態及缺陷的層析檢測。

在公開號為CN104757988A，名為“一種電子直線掃描微焦點CT掃描系統及方法”的中國發明專利中，提出了一種電子直線掃描CT成像系統，采用線陣列點狀X射線靶微焦點X射線源、大尺寸直線陣列探測器或大面積平板探測器、精密分度轉臺的CT掃描系統。這種掃描方法每一次電子直線掃描時，射線源、探測器和檢測對象均處于靜止狀態。本發明在此基礎上，利用線陣列點狀X射線源電子束直線掃描的優點，同時采用大面積平板探測器構建電子直線掃描CL成像系統。與傳統直線掃描CL成像系統相比，CL掃描過程為電子束掃描，大大簡化了系統結構。同時，傳統的直線掃描CL系統采用單次掃描獲取投影數據，由于獲得的投影數據有限，重建圖像在縱向的分辨率較差，從而影響了重建圖像質量，本發明通過兩次正交直線掃描獲得掃描物體更多投影數據，進一步提高CL系統分辨力。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種正交電子直線掃描CL成像系統及方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種正交電子直線掃描CL成像系統，包括平板探測器y方向運動機構、平板探測器、載物臺、檢測對象、檢測對象z方向運動機構、檢測對象x方向運動機構、射線源y方向運動機構、X射線源、系統框架和計算機；

計算機用于控制整個成像系統的運動、X射線源的電子直線掃描以及接收分析成像數據，系統框架用于支撐整個成像系統，設水平方向為x方向，豎直方向為y方向，垂直于xy平面的方向為z方向；

所述平板探測器y方向運動機構驅動平板探測器沿中心投影徑向運動；

所述檢測對象放置在載物臺上；檢測對象z方向運動機構驅動載物臺沿z方向移動，檢測對象x方向運動機構驅動載物臺沿x方向移動；所述平板探測器位于檢測對象上方；

所述射線源y方向運動機構驅動X射線源沿中心投影徑向運動，X射線源位于載物臺下方，X射線源包含正交面陣點狀X射線靶，使X射線源射束沿x方向和z方向兩個方向偏轉并向上發射錐束X射線。

進一步，所述系統掃描過程中滿足以下參數關系：