[发明专利]一种倒置结构大视场Mirco-CT扫描成像系统

说明书

本发明涉及一种倒置结构大视场Mirco‑CT扫描成像系统，属于图像成像领域。该系统包括基于电子束扫描方式产生面阵微焦点的X射线射线源、COMS或CCD超高分辨率小型化探测器、精密转台以及计算机与CT图像重建系统等组成。该系统既具有扫描视场大、信噪比高、结构简单等优点，还可在降低对射线源焦点尺寸条件下仍可获得很高的空间分辨率，突破了射线源焦点尺寸限制CT分辨率的提高的技术瓶颈，解决了传统Micro‑CT几何放大成像方式存在扫描视场小、射线源剂量弱、扫描效率低等缺点和不足。

技术领域

本发明属于图像成像领域，涉及一种倒置结构大视场Mirco-CT扫描成像系统。

背景技术

Micro-CT(Micro Computed Tomography)，又称显微CT或微焦CT，是一种非破坏性的三维显微成像技术。其利用X射线对样品进行扫描获得微米分辨的三维图像，能直观地显示、测量和分析样本的内部微小结构。相对于扫描电子显微镜(Scanning Electronmicroscope，SEM)、衍射成像仪(Diffraction Imaging，DEI)、共焦激光扫描显微镜(Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM)等显微技术，Micro-CT具有许多优点，既可以在无损情况下获取样品的内部信息，又由于样品的扫描检测可以在常温常压下进行，因此样品无需复杂耗时的预处理过程，也避免了样品在预处理过程中被损伤破坏。基于Mirco-CT其独特的优点，目前在生物、医学、材料、地质、农业、考古、微观力学、先进制造、电子学等行业领域已成为一种不可缺少的检测手段，并具有极为广阔的应用前景。

目前传统Mirco-CT如图1所示，由微焦点X射线源、探测器、精密转台以及计算机和CT图像重建软件等组成。为了获得较高的空间分辨率，传统Mirco-CT的几何放大倍率M达到几百甚至上千倍以上。几何放大倍率过大会直接导致许多问题：其一，检测视场很小，检测的样品尺寸大多情况甚至小于1毫米；其二，几何放大倍率M增大后(如图2所示)，会导致图像半影区(亦称几何不清淅度)变大，因此传统Mirco-CT的空间分辨率完全依赖于X射线源焦点尺寸。但是，焦点尺寸过小(小于1μm)，受射线靶功率的限制，X射线剂量率会急剧下降，导致探测器信噪比差，扫描检测时间长，影响CT图像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种倒置结构大视场Mirco-CT扫描成像系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种倒置结构大视场Mirco-CT扫描成像系统，其特征在于：包括电子束扫描面阵微焦射线源、超高分辨率探测器和精密转台；

所述电子束扫描面阵微焦射线源与超高分辨率探测器保持一定距离；

所述电子束扫描面阵微焦射线源通过多次投影覆盖住整个检测物体；

所述检测物体位于倒置结构大视场Mirco-CT扫描成像系统的视场范围内；

电子束扫描面阵微焦射线源按时间序列逐点扫描发出X射线束，X射线束穿过检测物体后，由超高分辨率探测器同步完成图像采集；

检测物体旋转一分度角度后，电子束扫描面阵微焦射线源和超高分辨率探测器再完成另一分度下的图像采集，检测物体依次旋转，直到完成360度的扫描。

可选的，所述电子束扫描面阵微焦射线源的焦点布置为1×1～1024×1024的阵列，有效焦点尺寸优于2μm，电子束在透射靶面扫描的总范围为5～20mm。

可选的，所述超高分辨率探测器为CCD或COMS超高分辨率探测器，像元尺寸为4～12μm。

可选的，所述超高分辨率探测器分辨率优于20lp/mm，有效探测面积为10～35×10～35mm²。