一种静态高分辨显微CT成像系统及应用其的成像方法与流程

文档序号:11823922阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种静态高分辨显微CT成像系统,其特征在于,包括:X光源组件、平板探测器和样本放置处,所述X光源组件的数量为两个以上,所述平板探测器的数量与所述X光源组件的数量相一致,且每个所述X光源组件上均设有三个以上的光源点;每个所述X光源组件均与一个平板探测器相对准;所述样本放置处设置于X光源组件与平板探测器之间的光路上,且所述X光源组件与平板探测器交替排列,使其围成一个多边形的排列结构,所述样本放置处设置于该排列结构的中心点上。

2.根据权利要求1所述的静态高分辨显微CT成像系统,其特征在于,所述X光源组件中每个光源点之间的距离均相等。

3.根据权利要求1所述的静态高分辨显微CT成像系统,其特征在于,所述X光源组件中所有相邻的光源点与样本放置处所形成的夹角均相等。

4.一种应用如权利要求1所述静态高分辨显微CT成像系统的成像方法,其特征在于,包括:

在不放置扫描样本和不启动X光源组件的情况下,平板探测器对标准暗场图像进行采集;

在不放置扫描样本的情况下,启动X光源组件中的光源点,平板探测器对每个光源点所对应的标准亮场图像进行采集;

在获取标准暗场图像和每个光源点所对应的标准亮场图像后,在样本放置处放置扫描样本,按顺序启动X光源组件中的一个以上的光源点,被启动的光源点所发出的X射线穿过扫描样本后,进入平板探测器;所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,得到与被启动光源点所对应的投影图像,直到所有光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止;

根据所述标准暗场图像和所有的被启动光源点所对应的标准亮场图像,对所有的被启动光源点所对应的投影图像进行一一校正,得到所有的CT平面图像;

根据X光源组件与平板探测器所围成的排列结构的形状,对所有的CT平面图像进行三维立体重建,得到CT三维图像。

5.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根据X光源组件与平板探测器所围成的排列结构的形状,对所有的CT平面图像进行三维立体重建,得到CT三维图像包括:

对所有的CT平面图像进行反log操作得到处理后的CT平面图像;并对CT平面图像进行加权、卷积滤波、加权反投影后获得CT三维图像。

6.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根据X光源组件与平板探测器所围成的排列结构的形状,对所有的CT平面图像进行三维立体重建,得到CT三维图像包括:

所有的CT平面图像进行反log操作,得到处理后的CT平面图像;对处理后的CT平面图像中每个角度下的锥束投影数据进行求导,并对求导后所得到的投影数据对预设定的螺旋轨道内每条PI线上的CT平面图像进行加权反投影;对于加权反投影得到的PI线上的数据,沿着该条PI线求希尔伯特变换,得该条PI线上的重建结果;最后对螺旋轨道内所有PI线上的重建结果进行重采样,得到CT三维图像。

7.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根据X光源组件与平板探测器所围成的排列结构的形状,对所有的CT平面图像进行三维立体重建,得到CT三维图像包括:

对CT平面图像中的数据进行加权,并修正光源点与其所在的X光源组件之间的距离及角度误差,然后对不同投影角度的CT平面图像进行水平方向上的一维滤波,最后进行三维反投影得到CT三维图像。

8.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述根据X光源组件与平板探测器所围成的排列结构的形状,对所有的CT平面图像进行三维立体重建,得到CT三维图像包括:

对CT三维图像进行ART迭代,对迭代结果进行正约束和TV梯度速降后,判断是否满足预设的迭代终止条件,若不满足,则继续进行迭代,若满足,则得到CT三维图像。

9.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述按顺序启动X光源组件中的一个以上的光源点,被启动的光源点所发出的X射线穿过扫描样本后,进入平板探测器;所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,得到与被启动光源点所对应的投影图像,直到所有光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止包括:

启动X光源组件中的一个光源点,被启动的光源点所发出的X射线穿过扫描样本后,进入平板探测器;所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,得到与被启动光源点所对应的投影图像;在得到该投影图像后,关闭该光源点并启动另一X光源组件中的光源点,直到所有X光源组件中的光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止。

10.根据权利要求4所述的成像方法,其特征在于,所述按顺序启动X光源组件中的一个以上的光源点,被启动的光源点所发出的X射线穿过扫描样本后,进入平板探测器;所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,得到与被启动光源点所对应的投影图像,直到所有光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止包括:

将X光源组件中的所有的光源点设置为一组以上的光源组,每光源组中设有两个以上的光源点,启动一个光源组,被启动的光源点所发出的X射线穿过扫描样本后,进入平板探测器;判断被同时启动的光源点所发射的X射线在平板探测器上所覆盖范围是否相互重叠;

若不重叠,则所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,得到与被启动光源点所对应的投影图像;在得到该投影图像后,关闭该光源组并顺时针或逆时针方向启动另一个光源组,直到所有光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止;

若重叠,则将光源组中每个光源点的X射线调制在一个独有的频率后再进行发送,所述平板探测器对所进入的X射线进行采集,再根据其频率解调出多个与被启动光源点所对应的投影图像;在得到该投影图像后,关闭该光源点并启动另一个光源组,直到所有光源点均被启动,得到所有的被启动光源点所对应的投影图像为止。

11.根据权利要求4-10任意一项所述的成像方法,其特征在于,所述在不放置扫描样本和不启动X光源组件的情况下,平板探测器对标准暗场图像进行采集包括:

在不放置扫描样本和不启动X光源组件的情况下,平板探测器进行多次图像采集,得到多幅暗场图像,

将所有暗场图像按照对应像素灰度值叠加求和并取平均,得到平均标准暗场图像。

12.根据权利要求11所述的成像方法,其特征在于,所述在不放置扫描样本的情况下,启动X光源组件中的光源点,平板探测器对每个光源点所对应的标准亮场图像进行采集包括:

在不放置扫描样本的情况下,多次启动X光源组件中的一个光源点,平板探测器对该光源点所对应的图像进行采集,得到多幅与该被启动的光源点所对应的亮场图像;再按各亮场图像之间对应的像素灰度进行叠加求和并平均,得到与被启动的光源点所对应的标准亮场图像;

在得到与被启动的光源点所对应的标准亮场图像之后,再次启动X光源组件中的另一个光源点,并采集与其所对应的标准亮场图像,直到所有光源点所对应的标准亮场图像均已被采集为止。

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