[发明专利]X射线复式断层扫描成像系统及方法

权利要求书

1.一种X射线复式断层扫描成像系统，包括拍片盒(10)、X射线线型阵列探测器(11)、X射线球管(12)、束光器(13)、升降转轴(14)和台面(15)以及监测反馈控制系统，在机械设备底座(16)上从右至左依次顺序安装X射线发射装置X射线球管(12)、由升降转轴(14)和台面(15)构成的载物装置、X射线接收装置拍片盒(10)，其特征是：X射线球管(12)和拍片盒(10)分别通过支撑连接柱固定在底座(16)的两端，升降转轴(14)带动台面(15)进行升降和旋转运动；拍片盒(10)内壁固定两根水平平行的滑道(17)，滑道上架有一根连杆(18)，连杆在滑道上水平滑动，X射线线型阵列探测器(11)固定在连杆之上随连杆进行亚探测单元的微距水平位移；

所述监测反馈控制系统包括计算机主机、光电和模数转换器、数据采集缓存器、信号处理器、高电压产生器、监视器、发射启闭控制器、缓存传输启闭控制器、水平运动控制器、探测启闭控制器、升降运动控制器和旋转运动控制器，其中计算机主机的输出端分别接监视器、高电压产生器、发射启闭控制器、缓存传输启闭控制器、水平运动控制器、探测启闭控制器、升降运动控制器和旋转运动控制器的输入端，高电压产生器和发射启闭控制器的输出端与X射线球管(12)连接，水平运动控制器和探测启闭控制器的输出端接X射线线型阵列探测器(11)的输入端，X射线线型阵列探测器(11)的输出端依次串接光电转换器、模数转换器、数据采集缓存器、信号处理器后与计算机主机双向通信，缓存传输启闭控制器的输出端接信号处理器的输入端，升降运动控制器和旋转运动控制器的输出端与升降转轴(14)连接。

2.一种X射线复式断层扫描成像系统的成像方法，其特征在于包括如下步骤：

①首先设定超分辨率重建所需序列图像的帧数N；②为了扫得物体的全身X图像，启动升降控制器将物体的顶端置于扫描水平线以下，以此作为全身扫描的初始位置，启动扫描发射接收器，推升台面使物体自上而下接受一次扫描，获得一张全身扫描图像，将扫描图像存入缓存器中等待处理；③开启水平运动控制器，使X线探测器随机水平微移亚探测单元距离，为下次获得亚像素位移的图像做准备；④重复循环上述②-③步骤，获得N帧亚像素位移的X射线图像；⑤开启缓存传输控制器将序列图像输入信号处理器，调用信号处理器中固化的超分辨率重建处理程序，重建出物体高分辨率X射线图像；⑥在高分辨率X射线图像中找到感兴趣或异常区域，启动升降操作，将此区域所在的断层对准扫描水平线，准备对其进行断层扫描；⑦匀速旋转台面，开启扫描收发器，转动180度，重构出一帧断层扫描图，将扫描图像存入缓存器中等待处理；⑧开启水平运动控制器，使X线探测器随机水平微移亚探测单元距离，为下次获得亚像素位移的图像做准备；⑨重复循环上述⑦-⑧步骤，获得N帧亚像素位移的CT图像；⑩开启缓存传输控制器将序列图像输入信号处理器，调用信号处理器中固化的超分辨率重建处理程序，重建出物体高分辨率CT图像。

3.根据权利要求2所述的X射线复式断层扫描成像系统的成像方法，其特征在于：固化在信号处理器中的超分辨率重建方法包括如下步骤：(1)读取图像序列，并对序列图像进行配准；(2)按照配准的位置将序列图像置于一个标准的高分辨率网格内；(3)对网格内非均匀分布的图像进行经典核回归处理，得到新的非均匀分布的图像；(4)新旧两个图像进行对比，对于亮度相差较大的像素作为异常值，在旧图像中剔除；(5)对已剔除异常值的旧图像再次进行经典核回归处理，得到一幅均匀分布的图像；(6)根据均匀分布的图像的纹理和结构，算出所有像素点位置的结构自适应核函数；(7)利用已得的自适应核函数，对均匀分布的图像进行自适应核回归处理，得到新的均匀分布的图像；(8)对(7)中所得的图像进行解模糊处理，得到高分辨率高质量的图像。