[发明专利]一种正交电子直线扫描CL成像系统及方法

说明书

本发明涉及一种正交电子直线扫描CL成像系统及方法，属于扫描成像领域。该系统包括平板探测器y方向运动机构、平板探测器、载物台、检测对象、检测对象z方向运动机构、检测对象x方向运动机构、射线源y方向运动机构、X射线源、系统框架和计算机；本系统扫描过程包括：X射线源焦点由正交面阵点状X射线靶上沿横向和纵向分时分别发出X射线，大面积平板探测器接收经过扫描对象衰减后的X射线，采集两组正交的投影数据信息。利用两组投影数据，使用SART算法进行图像重建。本发明一方面简化了系统结构、避免了机械运动误差；另一方面通过两次正交直线扫描分别捕捉扫描对象两个方向的投影数据，进一步改善CL分辨能力。

技术领域

本发明属于扫描成像领域，涉及一种正交电子直线扫描CL成像系统及方法。

背景技术

近年来，X射线计算机分层扫描成像技术的研究和发展令人瞩目。典型的CL系统主要包括三部分：X射线源、探测器及载物台。检测对象放置于X射线管和平板探测器之间的载物台上，由X射线管产生的X射线经过物体衰减后被探测器收集储存。其特点在于，扫描的对象是平板状的物体，CL系统采用非同轴方式扫描，X射线沿与板状样本平面法线成一定角度的方向穿过，通过X射线源和探测器同步旋转运动或者做简单的相对平行运动，实现多角度对样本进行扫描，采集投影数据用于图像重建。CL技术本质上是一种非同轴扫描的有限角度投影的CT技术，它属于非精确重建，通过对构件的不完全扫描，实现对其内部结构形态及缺陷的层析检测。

在公开号为CN104757988A，名为“一种电子直线扫描微焦点CT扫描系统及方法”的中国发明专利中，提出了一种电子直线扫描CT成像系统，采用线阵列点状X射线靶微焦点X射线源、大尺寸直线阵列探测器或大面积平板探测器、精密分度转台的CT扫描系统。这种扫描方法每一次电子直线扫描时，射线源、探测器和检测对象均处于静止状态。本发明在此基础上，利用线阵列点状X射线源电子束直线扫描的优点，同时采用大面积平板探测器构建电子直线扫描CL成像系统。与传统直线扫描CL成像系统相比，CL扫描过程为电子束扫描，大大简化了系统结构。同时，传统的直线扫描CL系统采用单次扫描获取投影数据，由于获得的投影数据有限，重建图像在纵向的分辨率较差，从而影响了重建图像质量，本发明通过两次正交直线扫描获得扫描物体更多投影数据，进一步提高CL系统分辨力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种正交电子直线扫描CL成像系统及方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种正交电子直线扫描CL成像系统，包括平板探测器y方向运动机构、平板探测器、载物台、检测对象、检测对象z方向运动机构、检测对象x方向运动机构、射线源y方向运动机构、X射线源、系统框架和计算机；

计算机用于控制整个成像系统的运动、X射线源的电子直线扫描以及接收分析成像数据，系统框架用于支撑整个成像系统，设水平方向为x方向，竖直方向为y方向，垂直于xy平面的方向为z方向；

所述平板探测器y方向运动机构驱动平板探测器沿中心投影径向运动；

所述检测对象放置在载物台上；检测对象z方向运动机构驱动载物台沿z方向移动，检测对象x方向运动机构驱动载物台沿x方向移动；所述平板探测器位于检测对象上方；

所述射线源y方向运动机构驱动X射线源沿中心投影径向运动，X射线源位于载物台下方，X射线源包含正交面阵点状X射线靶，使X射线源射束沿x方向和z方向两个方向偏转并向上发射锥束X射线。

进一步，所述系统扫描过程中满足以下参数关系：