一种自带定位装置的显微CT图像空间分辨率模体的制作方法

本发明属于显微ct计量领域，特别是一种自带定位装置的显微ct图像空间分辨率模体。

背景技术：

随着科学技术的发展，普通ct无法满足科学研究对高分辨力的苛刻要求，人们开始研发显微ct(micro-computedtomography，micro-ct，μ-ct)。micro-ct是微型的ct机，是采用x线成像原理进行超高分辨三维成像的设备，能够在不破坏样品的情况下，对骨骼、牙齿、生物材料等离体样本和活体小动物进行高分辨力(几十微米到亚微米级)x射线成像，获取样品内部详尽的三维结构信息。micro-ct已成为生物学、材料学中一种重要的快速、无损地进行高分辨三维成像工具，此外，micro-ct在考古学、地质学、工业等领域也将具有广阔的应用前景。新型微焦斑x射线源的出现，新的重构算法、硬件加速技术和计算机性能的提高，以及同时获取生物体各种结构、功能、分子信息的驱动，必将促使micro-ct向着高对比度，超高分辨、快速实时以及多模态成像方向发展。因此，能够为micro-ct提供标准体模，对层厚等参数进行质量控制和量传标定具有重要的意义，将推动其发展。

目前在临床上使用的ct、mri等体模，micro-ct的体模制造工艺精细，尺寸微小，加工尺寸在100纳米～10微米范围内，依赖于当今发展起来的微纳加工工艺，制作中存在一定的难度和探索性。目前国内已见用于ct设备计量检定的体模，但用于micro-ct图像性能评价的层厚模块未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自带定位装置的显微ct图像空间分辨率模体，对micro-ct图像性能进行检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种自带定位装置的显微ct图像空间分辨率模体，包括第一固定座、第二固定座、定位销、第一空间分辨率模块、第一弹性件、第一定位块、第一堵螺、第二弹性件、第二定位块、第二堵螺、第三弹性件、第三定位块、第三堵螺、第二空间分辨率模块；所述第一定位座一端下端设有第一半圆柱体，所述第二定位置座一端上端设有第二半圆柱体；第一半圆柱体和第二半圆柱体之间通过定位销卡合；

所述第一半圆柱体上端设有第一卡槽，用于安装横向布置的第一空间分辨率模块；所述第一空间分辨率模块放入第一卡槽后，第一空间分辨率模块略高于第一卡槽上端面；所述第一半圆柱体沿径向上设有第一安装孔，所述第一弹性件设置在第一安装孔内；第一卡槽侧端设有第一定位槽，且第一定位槽位于第一安装孔和第一卡槽之间；所述第一定位块位于第一定位槽内，可在第一定位槽内沿第一定位座径向滑动；所述第一堵螺固定在第一安装孔内，以支撑第一弹性件一端，第一弹性件另一端与第一定位块固连；所述第一定位块在第一弹性件作用下推动第一空间分辨率模块向第一卡槽另一端端面贴平；

所述第二半圆柱体沿径向上设有第二安装孔，所述第二弹性件设置在第二安装孔内，所述第二半圆柱体下端设有第二定位槽；所述第二定位块设置在第二定位槽内，可在第二定位槽内沿第二定位置座径向滑动；所述第二堵螺固定在第二安装孔内，以支撑第二弹性件一端，第二弹性件另一端与第二定位块固连；所述第二定位块在第二弹性件作用下向下推动第一空间分辨率模块与第一卡槽下表面贴合；

所述第二半圆柱体后端沿轴向上设有第三安装孔，且第二半圆柱体后端与第二定位置座主体之间设有第二卡槽，以安装第二空间分辨率模块；所述第三安装孔与第二卡槽之间设有第三定位槽；所述第三弹性件设置在第三安装孔内；所述第三定位块设置在第三定位槽内，可在第三定位槽滑动；所述第三堵螺固定在第三安装孔内，以支撑第三弹性件一端，第三弹性件另一端与第三定位块固连；所述第三定位块在第三弹性件作用下推动第二空间分辨率模块与第二卡槽后端面贴合。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的空间分辨率模体，设空间分辨率模块，空间分辨率模块上设有标注的线对卡，可用于micro-ct图像性能的检测。

(2)本发明的空间分辨率模体，通过多个定位块对空间分辨率模块进行定位，保证了两个空间分辨率模块相互垂直，避免了两个空间分辨率模块的线对卡倾斜导致测量精度不准的问题。

(3)本发明的空间分辨率模体，第一卡槽尺寸略大于第一空间分辨率模块，可根据需要更换不同类型的空间分辨率模块。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的空间分辨率模体立体结构示意图。

图2为本发明的空间分辨率模体总体组装示意图。

图3为第一固定座上设有第一空间分辨率模块的主视图。

图4为第一固定座上设有第一空间分辨率模块的右视图。

图5为第一固定座上俯视图。

图6为第一固定座上卡槽处剖视俯视图。

图7为第一固定座右视图。

图8为第二固定座上设有第二空间分辨率模块的主视图。

图9为第二固定座上设有第二空间分辨率模块a-a剖视图。

图10为第二固定座上卡槽处剖视图。

图11为第二固定座b-b剖视图。

图12为第二固定座左视图。

图13(a-b)分别为定位块主视、左视图。

图14为组合一体的空间分辨率模体原理图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图14，本发明的一种自带定位装置的显微ct图像空间分辨率模体，包括第一固定座1、第二固定座2、定位销3、第一空间分辨率模块4、第一弹性件5、第一定位块6、第一堵螺7、第二弹性件8、第二定位块9、第二堵螺10、第三弹性件11、第三定位块12、第三堵螺13、第二空间分辨率模块14；

所述第一定位座1和第二定位置座2主体均呈圆柱状；所述第一定位座1一端下端设有第一半圆柱体1-1，所述第二定位置座2一端上端设有第二半圆柱体2-1；第一半圆柱体1-1和第二半圆柱体2-1之间通过定位销3卡合，使得第一定位座1和第二定座2能够拼合成一个整圆柱体；

所述第一半圆柱体1-1上端设有第一卡槽1-2，用于安装横向布置的第一空间分辨率模块4；且第一卡槽1-2深度小于第一空间分辨率模块4的厚度，使得第一空间分辨率模块4放入第一卡槽1-2后，第一空间分辨率模块4略高于第一卡槽1-2上端面；所述第一半圆柱体1-1沿径向上设有第一安装孔1-3，所述第一弹性件5设置在第一安装孔1-3内；第一卡槽1-2侧端设有第一定位槽1-4，且第一定位槽1-4位于第一安装孔1-3和第一卡槽1-2之间；所述第一定位块6位于第一定位槽1-4内，可在第一定位槽1-4内沿第一定位座1径向滑动；所述第一堵螺7固定在第一安装孔1-3内，以支撑第一弹性件5一端，第一弹性件5另一端与第一定位块6固连；所述第一定位块6在第一弹性件5作用下推动第一空间分辨率模块4，使第一空间分辨率模块4向第一卡槽1-2另一端端面贴平，保证第一空间分辨率模块4水平方向不会晃动，第一卡槽1-2另一端端面作为第一空间分辨率模块4水平方向的定位面。

所述第二半圆柱体2-1沿径向上设有第二安装孔2-2，所述第二弹性件8设置在第二安装孔2-2内，所述第二半圆柱体2-1下端设有第二定位槽2-3；所述第二定位块9设置在第二定位槽2-3内，可在第二定位槽2-3内沿第二定位置座2径向滑动；所述第二堵螺10固定在第二安装孔2-2内，以支撑第二弹性件8一端，第二弹性件8另一端与第二定位块9固连；所述第二定位块9在第二弹性件8作用下向下推动第一空间分辨率模块4，使第一空间分辨率模块4与第一卡槽1-2下表面贴合；

所述第二半圆柱体2-1后端沿轴向上设有第三安装孔2-3，且第二半圆柱体2-1后端与第二定位置座2主体之间设有第二卡槽2-4，以安装第二空间分辨率模块14；第二空间分辨率模块14尺寸与第二卡槽2-4相同。所述第三安装孔2-3与第二卡槽2-4之间设有第三定位槽2-5；所述第三弹性件11设置在第三安装孔2-3内；所述第三定位块12设置在第三定位槽2-5内，可在第三定位槽2-5滑动；所述第三堵螺13固定在第三安装孔2-3内，以支撑第三弹性件11一端，第三弹性件11另一端与第三定位块12固连；所述第三定位块12在第三弹性件11作用下推动第二空间分辨率模块14，使第二空间分辨率模块14与第二卡槽2-4后端面贴合。第二卡槽2-4后端面作为第二空间分辨率模块14垂直方向的定位面。通过第一卡槽1-2和第二卡槽2-4的定位保证第一空间分辨率模块4和第二空间分辨率模块14相互垂直。

在一些实施方式中，所述第一固定座1上设有多个定位销3，所述第二固定座2上设有多个定位孔15，第一固定座1上的定位销3插入第二固定座2上的定位孔15，使得第一定位座1和第二定座2拼合成一个整圆柱体。

在另外一些实施方式中，所述第二固定座2上设有多个定位销3，所述第一固定座1上设有多个定位孔，第二固定座2上的定位销3插入第一固定座1上的定位孔，使得第一定位座1和第二定座2拼合成一个整圆柱体。

进一步的，结合图13(a-b)，所述第二定位块9、第三定位块12与空间分辨率模块的接触端呈“n”形的拱形，拱形压住空间分辨率模块边缘，使得压合面受力均匀。

在一些实施方式中，所述第一弹性件5、第二弹性件8、第三弹性件11均采用塑料弹簧。

在另外一些实施方式中，所述第一弹性件5、第二弹性件8、第三弹性件11均采用弹性橡胶。

进一步的，所述第一空间分辨率模块4、第二空间分辨率模块14上均设有多组不同线对数构成的线对卡，线对卡之间的线条的间距不同，通过micro-ct机扫描，扫描图像所能分辨出的最高一级线对为每厘米n线对，则该设备的空间分辨力即为nlp/cm。

所述第一空间分辨率模块4、第二空间分辨率模块14上的线对卡均采用光刻模板，然后真空喷镀技术，在第一空间分辨率模块4、第二空间分辨率模块14得到含有铅的等间隔条纹的线对卡。线对卡是客观描述射线实时成像检测系统分辨率和实时成像检测图像分辨率质量指标的重要器具，利用可分辨的一组黑白相间的线对的间距尺寸来描述空间分辨力。不同线对数的线对卡，对应不同的空间分辨力。

进一步的，整个自带定位装置的空间分辨率模体采用透明的非金属材料制成。

空间分辨力是指在ct图像中能够分辨出的最小几何细节的能力，它可以直接反映micro-ct系统的检测性能，它的定义是在两种物质ct值相差100hu以上时，能分辨最小的圆形孔径或是黑白相间(密度差相同)的线对数，单位是mm或lp/mm。本发明的自带定位装置的显微ct图像空间分辨率模体使用时，将第一空间分辨率模块4、第二空间分辨率模块14分别安装在第一卡槽1-2、第二卡槽2-4内；将第一固定座1、第二固定座2卡合成一个整体，通过定位块使得第一空间分辨率模块4、第二空间分辨率模块14相互垂直，如图14所示；第一卡槽1-2的宽度略大于第一空间分辨率模块4尺寸，可根据需要更换不同的空间分辨率模块。将组合好的模体放置于micro-ct的扫描台上的圆柱形扫描空腔内；选择标准条件对模体的分辨力模块做单层扫描。水平布置的第一空间分辨率模块4通过micro-ct扫描，根据扫描图像的分辨率可检测micro-ct的分辨力；水平布置和垂直布置的组合，通过micro-ct扫描重建，得到模体中线对卡的断层图像或水平方向的重建图像，通过图像中线对的观察即可得出该micro-ct图像的空间分辨力水平，从而完成可检测的micro-ct系统空间分辨力的检测。