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一種靜態(tài)高分辨顯微CT成像系統(tǒng)及應(yīng)用其的成像方法與流程

文檔序號:11823922閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種靜態(tài)高分辨顯微CT成像系統(tǒng),其特征在于,包括:X光源組件、平板探測器和樣本放置處,所述X光源組件的數(shù)量為兩個以上,所述平板探測器的數(shù)量與所述X光源組件的數(shù)量相一致,且每個所述X光源組件上均設(shè)有三個以上的光源點(diǎn);每個所述X光源組件均與一個平板探測器相對準(zhǔn);所述樣本放置處設(shè)置于X光源組件與平板探測器之間的光路上,且所述X光源組件與平板探測器交替排列,使其圍成一個多邊形的排列結(jié)構(gòu),所述樣本放置處設(shè)置于該排列結(jié)構(gòu)的中心點(diǎn)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)高分辨顯微CT成像系統(tǒng),其特征在于,所述X光源組件中每個光源點(diǎn)之間的距離均相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)高分辨顯微CT成像系統(tǒng),其特征在于,所述X光源組件中所有相鄰的光源點(diǎn)與樣本放置處所形成的夾角均相等。

4.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述靜態(tài)高分辨顯微CT成像系統(tǒng)的成像方法,其特征在于,包括:

在不放置掃描樣本和不啟動X光源組件的情況下,平板探測器對標(biāo)準(zhǔn)暗場圖像進(jìn)行采集;

在不放置掃描樣本的情況下,啟動X光源組件中的光源點(diǎn),平板探測器對每個光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像進(jìn)行采集;

在獲取標(biāo)準(zhǔn)暗場圖像和每個光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像后,在樣本放置處放置掃描樣本,按順序啟動X光源組件中的一個以上的光源點(diǎn),被啟動的光源點(diǎn)所發(fā)出的X射線穿過掃描樣本后,進(jìn)入平板探測器;所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,得到與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像,直到所有光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止;

根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)暗場圖像和所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像,對所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像進(jìn)行一一校正,得到所有的CT平面圖像;

根據(jù)X光源組件與平板探測器所圍成的排列結(jié)構(gòu)的形狀,對所有的CT平面圖像進(jìn)行三維立體重建,得到CT三維圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根據(jù)X光源組件與平板探測器所圍成的排列結(jié)構(gòu)的形狀,對所有的CT平面圖像進(jìn)行三維立體重建,得到CT三維圖像包括:

對所有的CT平面圖像進(jìn)行反log操作得到處理后的CT平面圖像;并對CT平面圖像進(jìn)行加權(quán)、卷積濾波、加權(quán)反投影后獲得CT三維圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根據(jù)X光源組件與平板探測器所圍成的排列結(jié)構(gòu)的形狀,對所有的CT平面圖像進(jìn)行三維立體重建,得到CT三維圖像包括:

所有的CT平面圖像進(jìn)行反log操作,得到處理后的CT平面圖像;對處理后的CT平面圖像中每個角度下的錐束投影數(shù)據(jù)進(jìn)行求導(dǎo),并對求導(dǎo)后所得到的投影數(shù)據(jù)對預(yù)設(shè)定的螺旋軌道內(nèi)每條PI線上的CT平面圖像進(jìn)行加權(quán)反投影;對于加權(quán)反投影得到的PI線上的數(shù)據(jù),沿著該條PI線求希爾伯特變換,得該條PI線上的重建結(jié)果;最后對螺旋軌道內(nèi)所有PI線上的重建結(jié)果進(jìn)行重采樣,得到CT三維圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根據(jù)X光源組件與平板探測器所圍成的排列結(jié)構(gòu)的形狀,對所有的CT平面圖像進(jìn)行三維立體重建,得到CT三維圖像包括:

對CT平面圖像中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán),并修正光源點(diǎn)與其所在的X光源組件之間的距離及角度誤差,然后對不同投影角度的CT平面圖像進(jìn)行水平方向上的一維濾波,最后進(jìn)行三維反投影得到CT三維圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根據(jù)X光源組件與平板探測器所圍成的排列結(jié)構(gòu)的形狀,對所有的CT平面圖像進(jìn)行三維立體重建,得到CT三維圖像包括:

對CT三維圖像進(jìn)行ART迭代,對迭代結(jié)果進(jìn)行正約束和TV梯度速降后,判斷是否滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件,若不滿足,則繼續(xù)進(jìn)行迭代,若滿足,則得到CT三維圖像。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述按順序啟動X光源組件中的一個以上的光源點(diǎn),被啟動的光源點(diǎn)所發(fā)出的X射線穿過掃描樣本后,進(jìn)入平板探測器;所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,得到與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像,直到所有光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止包括:

啟動X光源組件中的一個光源點(diǎn),被啟動的光源點(diǎn)所發(fā)出的X射線穿過掃描樣本后,進(jìn)入平板探測器;所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,得到與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像;在得到該投影圖像后,關(guān)閉該光源點(diǎn)并啟動另一X光源組件中的光源點(diǎn),直到所有X光源組件中的光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述按順序啟動X光源組件中的一個以上的光源點(diǎn),被啟動的光源點(diǎn)所發(fā)出的X射線穿過掃描樣本后,進(jìn)入平板探測器;所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,得到與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像,直到所有光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止包括:

將X光源組件中的所有的光源點(diǎn)設(shè)置為一組以上的光源組,每光源組中設(shè)有兩個以上的光源點(diǎn),啟動一個光源組,被啟動的光源點(diǎn)所發(fā)出的X射線穿過掃描樣本后,進(jìn)入平板探測器;判斷被同時啟動的光源點(diǎn)所發(fā)射的X射線在平板探測器上所覆蓋范圍是否相互重疊;

若不重疊,則所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,得到與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像;在得到該投影圖像后,關(guān)閉該光源組并順時針或逆時針方向啟動另一個光源組,直到所有光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止;

若重疊,則將光源組中每個光源點(diǎn)的X射線調(diào)制在一個獨(dú)有的頻率后再進(jìn)行發(fā)送,所述平板探測器對所進(jìn)入的X射線進(jìn)行采集,再根據(jù)其頻率解調(diào)出多個與被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像;在得到該投影圖像后,關(guān)閉該光源點(diǎn)并啟動另一個光源組,直到所有光源點(diǎn)均被啟動,得到所有的被啟動光源點(diǎn)所對應(yīng)的投影圖像為止。

11.根據(jù)權(quán)利要求4-10任意一項所述的成像方法,其特征在于,所述在不放置掃描樣本和不啟動X光源組件的情況下,平板探測器對標(biāo)準(zhǔn)暗場圖像進(jìn)行采集包括:

在不放置掃描樣本和不啟動X光源組件的情況下,平板探測器進(jìn)行多次圖像采集,得到多幅暗場圖像,

將所有暗場圖像按照對應(yīng)像素灰度值疊加求和并取平均,得到平均標(biāo)準(zhǔn)暗場圖像。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像方法,其特征在于,所述在不放置掃描樣本的情況下,啟動X光源組件中的光源點(diǎn),平板探測器對每個光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像進(jìn)行采集包括:

在不放置掃描樣本的情況下,多次啟動X光源組件中的一個光源點(diǎn),平板探測器對該光源點(diǎn)所對應(yīng)的圖像進(jìn)行采集,得到多幅與該被啟動的光源點(diǎn)所對應(yīng)的亮場圖像;再按各亮場圖像之間對應(yīng)的像素灰度進(jìn)行疊加求和并平均,得到與被啟動的光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像;

在得到與被啟動的光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像之后,再次啟動X光源組件中的另一個光源點(diǎn),并采集與其所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像,直到所有光源點(diǎn)所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)亮場圖像均已被采集為止。

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