[发明专利]一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法

说明书

本发明公开了一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法，涉及CT扫描系统领域，同步辐射光源对应所述第一探测器，所述普通X射线光源对应所述第二探测器；所述同步辐射光源的光路与所述普通X射线光源的光路垂直；所述第一探测器和所述第二探测器成像区域的中心重叠；所述载物台的中心轴线为成像中心轴，对齐于所述第一探测器和所述第二探测器的视野中心。本发明对样品建立体素模型，以代数法重建图像；普通CT扫描获得大范围区域内充足角度采样的低精度信息，同步辐射扫描精度高但成像区域小，获得成像区域内充足角度采样的高精度信息和周围区域部分角度采样的高精度信息，两者结合可提高同步辐射成像范围及普通CT成像精度。

技术领域

本发明涉及CT扫描系统领域，尤其涉及一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法。

背景技术

同步辐射光源原理是由同步电子轨道加速器产生的高亮度、高相干性的X射线。将同步辐射光源应用于CT扫描，可以获得相对于传统CT更高质量的图像，观察到更细微结构。由于同步辐射具有高相干性，可以进行相干成像，获得组织结构的透射率相位信息。

同步辐射来自同步电子轨道加速器，经过校直和单色滤波等步骤后，通过一个固定闸口引出。引出的同步辐射光线为平行射线，截面较小。以上海同步光源为例，X射线成像及生物医学工程应用线站的最大束斑尺寸为长45毫米，高5毫米。

将同步辐射应用于CT成像时，采用高精度的平面探测器，最大探测范围小于光线束截面；光源与探测器预先校准，使得探测器与光线束垂直并完全位于光线束范围内。载物台为光源与探测器之间，本身可在水平面内旋转并且上下移动，扫描开始前需要校准旋转中心。

CT扫描成像时，光闸持续打开，载物台按设定速率旋转，同时探测器按相同间隔时间连续曝光记录不同角度的探测结果。同步辐射光源亮度高，探测器所需要的曝光时间短，可以在短时间内完成一次扫描、采集大量角度的数据。扫描结束后，得到多个角度多个层的X射线投影结果，采用CT重建算法重建得到物体多层的断层图像。

同步辐射光源亮度高，可以快速完成一次扫描，得到多层的高精度CT图像，但是受限于光束和探测器面积，视场小，不能一次完成对较大物体的扫描。同步辐射光源机时紧张，需要提高扫描效率获得更多扫描数据。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法，扩大成像视场，提高扫描效率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是同步辐射光源成像视场小，无法一次完成对大截面物体扫描，同时缩短完成一次扫描的时间，有限的时间内完成更多样品的扫描。

为实现上述目的，本发明提供了一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法，其特征在于，包括同步辐射光源、普通X射线光源、第一探测器、第二探测器和载物台；其中，所述同步辐射光源对应所述第一探测器，所述普通X射线光源对应所述第二探测器；所述同步辐射光源的光路与所述普通X射线光源的光路垂直；所述第一探测器和所述第二探测器成像区域的中心重叠；所述载物台的中心轴线为成像中心轴，对齐于所述第一探测器和所述第二探测器的视野中心。

进一步地，所述同步辐射光源由同步电子轨道加速器产生，经过垂直校准、单色滤波后，通过光闸引出平面束射线。

进一步地，所述第一探测器成像精度范围为0.1um至15um，较佳范围为0.3um至9um。

进一步地，所述普通X射线光源为锥形束光源或平面扇形束光源。

进一步地，所述第二探测器为平面探测器、弧形探测器和线性探测器中的一种，平面探测器探测高度不小于所述第一探测器探测高度，探测长度为所述第一探测器探测长度2至8倍；弧形探测器和线性探测器探测长度为所述第一探测器探测长度2至8倍。

进一步地，所述同步辐射光源、所述普通X射线光源、所述第一探测器和所述第二探测器安装后固定，不可进行移动。