[發明專利]基于寬光束小步長掃描方式的X射線發光斷層成像方法

有效

• 申請號: 201811214285.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109589126B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 周仲興;張月明;馮博;高峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于寬光束小步長掃描方式的X射線發光斷層成像方法，包括下列步驟：

①數字X射線成像系統和XLCT成像參數設置：將系統開啟，讓X微焦點光源和CMOS探測器預熱，X射線光源位于物體的正上方且到物體的距離為80cm，利用光纖接收從待測物體表面發出的近紅外光；

③將注入納米熒光顆粒的待測物體放到成像腔，調整位移臺進行校準操作，保證待測物體在實驗過程中可以全部被掃描到；

④X射線束的設置：根據待測物體尺寸設計合適的準直器實現多光束X射線準直，設采用k條光束，光束初始位置沿成像腔直徑方向將成像腔k等分，射線寬度為0.8mm，平移步長為0.1mm，即實現寬光束小步長的掃描激發方式；

⑤對待測物體進行掃描，而后通過光纖探測器接收近紅外光子，用光電倍增管記錄光子數量，即測量量Φ，該角度掃描完成后，將線性平移臺調整到初始位置，依次旋轉60°，120°，再次按上述步驟進行掃描，并將采集到的信號保存，用于后續圖像重建；

⑥正向模型構建：利用有限元法將待測物體進行有限元剖分建模，剖分單元采用四面體，將信號采集光纖的位置配準到該模型，將光纖探測器所在位置設置點光源，代入擴散方程后求解每個光纖探測器對應的系統矩陣Φ_i，i＝1,2,…,nd,nd，為探測器數量，則獲得整體系統矩陣A＝[Φ_n1,Φ_n2,...,Φ_nd]^Τ，然后根據選擇性激發向量對整體系統矩陣A進行修正，選擇性激發向量定義為：位置r處的節點node_r在X射線束照射范圍Ω_X內，其值設置為1，否則設置為0，即得到I是每一個投影角度下線性掃描步長的數量，J是投影角度的個數，I×J為總的采集數據的次數，采用k條寬光束進行小步長掃描，掃描I*J次，得到待測物體表面的光通量密度的測量量b；

⑦逆向模型構建：對納米發光粒子密度的空間分布η的求解作無約束最優化求解b是待測物體表面的光通量密度的測量量，采用ART迭代算法進行迭代處理，以求得η的最小范數-最小二乘解β為松弛因子，取β＝0.2。