[发明专利]激光旋转扫描干涉CT仪

说明书

本发明涉及一种光学CT仪，特别是一种激光旋转扫描干涉CT仪。

目前，医学上常用的X-CT仪是利用X射线对待测物体进行180度范围多方向扫描，再由这多方向扫描投影结果经计算机软件包处理给出待检查的人或物的层析结构。这种医用X-CT仪基本上是定性检查。与此相应发展的光学CT技术，则是严格的定量科学检测技术，有高得多的难度，它采用精度很高的多方向干涉数据，而不是简单的投影数据，通过计算机处理给出各层面严格定量的待测场定量的分布。目前，取得干涉数据的方法有光学干涉、全息干涉或莫尔干涉和散斑法等，多方向数据处理与三维层析重建已有大量文献报道。但至今光学干涉CT研究仍只局限于论著的研究和实验原理研究工作上，尚未见到象医用X-CT仪那样实用化和商品化的且使用方便的光学CT仪。其原因是待测对象复杂多变，至今尚未完全解决180度范围内充分多方向干涉图的正确快速获得与处理。H.M.Hertz.Experimen-tal determination of 3-Dflame temperature field by interferometrictomography.Optics Communication.1985.54(3)，731～736一文报道，利用马赫—曾德干涉仪，通过旋转模型，获得火焰四个方向的干涉图，然后利用计算机层析得到该温度场的三维分布。这种方法存在的最大问题是，每次旋转严重干扰流场，需要较长的稳定时间才能建立新一次的平衡，检测速度很慢。另外，一次CT测量，要求多方向干涉图是对同一场分布采样测量，而时间差较长，转动扰动后不能认为能完全重复再建同一个场，因此也必然影响层析的精度和测量的正确性。全息干涉CT技术如R.D.Matulka and D.J.Colins，“Dotermination of threedimensional density fields from holographic illnterferometry”J.Applphys 42 1109-1119(1971)，他们设计了用三个方向的三张全息片记录三张双曝光全息图，它可得到六个角间隔为15度的二维干涉图，这种方法的问题之一是光路复杂，需严格隔震，且采样方向数少，仅为分离的几个小角范围，不均匀，影响重建精度；另一缺点是全息干涉是二步法，需先经二次曝光拍全息图，再经显、定影处理后翻拍成干涉图，最后由CCD输入计算机作层析处理，它的过程复杂，不实时，只能用于实验室而难以实用。1988年由发明人曾提出了一种多方向多通道干涉光路，以不同角度通过待测物，获得多方向干涉图，优点是可实现快速瞬态测量，但它存在的不足仍是光路复杂，而且调整困难，采样方向数受空间重叠限制，不可能足够多，也影响层析精度，以上全息与干涉层析系统装置皆置于重达几百公斤、几平方米的防震台上进行，仅为实验室装置，难以形成轻便的商品化仪器。

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种和医用X-CT仪并列的、可产品化的激光旋转扫描干涉CT仪。它能够对稳定场和变化不太快的待测物体与场进行干涉层析检测，而且结构简单、造价低、能实时地满足较高的重建精度要求。