[发明专利]一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统

权利要求书

1.一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，包括锥形束X线扫描装置和三维图像重建装置两部分，

其中，锥形束X线扫描装置包括：

(1)一台微焦点X线发生器，用于产生X射线对动物进行扫描；

(2)一台高分辨率平板探测器，用来接收和检测X射线；

(3)一台光学平台，其上固定有一个电动旋转台，用来控制动物旋转；一个电动升降台，用来放置和控制动物升降；数个电动平移台，其中两个竖直方向电动平移台分别用来固定X线发生器、平板探测器并且配合水平方向电动平移台使得被测动物、平板探测器处于X射线的锥形束区域之内并获得最佳的成像视野；

三维图像采集及重建装置包括：

(1)一个高频数据采集卡，与所述平板探测器和控制工作站相连接，用于锥形束投影数据的高速采集；

(2)多个控制器，通过与上述X-线发生器、平移旋转台和控制工作站相连，用于X-射线的产生和成像轨迹的控制；

(3)中心工作站，一方面与所述控制器及数据采集卡相连接，控制X线发生器及探测器的运动轨迹，并存储采集的投影数据；另一方面用于处理采集的投影数据，进行图像的三维重建及显示。

2.如权利要求1所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，该成像系统的主要成像步骤如下：

(1)在指定旋转方向上，X线发生器发出X线，对固定在旋转台上的待测动物进行扫描，衰减后的X线被平板探测器接收；

(2)平板探测器将接收到的X线光子经过模数转换，输出至高频数据采集卡中，并传输至中心工作站；

(3)重复上述步骤1、2直至所有投影角度的数据均被采集；

(4)将扫描轨迹与不完全数据锥束重建算法相结合，对投影数据进行三维图像重建，得到物体的三维结构图像。

3.如权利要求1或2所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，其特征是X线发生器的选择及参数设置，成像时X线发生器采用适于较大动物成像的能量段和较低的成像电流，并采用防散射栅降低对周围组织的辐射。

4.如权利要求1或2所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，其特征是探测器的选择及噪声统计特性，选择具有大成像面积的平板探测器，其成像面积要求在200*200mm²以上，并具有较高的像素分辨率，其像素尺寸在100μm以下。

5.如权利要求1或2所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，其特征是基于探测器测量数据统计特性的降噪算法，以滤除低剂量投影数据中的噪声，提高重建图像的质量。

6.如权利要求1或2所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，其特征是基于压缩感知和稀疏矩阵理论，设计更有效的扫描轨迹，以减少扫描角度，降低辐射剂量。

7.如权利要求1或2所述的一种大视野低剂量的Mirco-CT锥形束成像系统，其特征是结合扫描轨迹的锥形束重建算法，通过减少X线扫描角度，以较少的投影数据来重建图像，实现低剂量成像。