CN105935297A - X射线光栅相衬成像ct*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种X射线光栅相衬成像CT***，包括依次顺序设置的X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅及探测器，所述X射线光源和所述源光栅相对固定地集成为第一模块，所述分析光栅和所述探测器相对固定地集成为第二模块，所述第一模块、所述分束光栅及所述第二模块围绕固定于所述分束光栅和所述分析光栅之间的样品台旋转，扫描获得立体影像。所述X射线光栅相衬成像CT***中，X射线光源和源光栅相对固定地集成为第一模块、分析光栅和探测器相对固定地集成为第二模块，由此减少了独立部件，可使***简洁、操作简单、稳定性高；将样品台固定，而旋转其它部件，又可减少对样品台的干扰，有利于提高X射线光栅相衬成像CT***的临床应用性。

Description

X射线光栅相衬成像CT***
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种X射线光栅相衬成像CT***。
背景技术
1895年，德国科学家伦琴发现X射线，1896年，这项发现被应用于医学显影。经过100多年的发展，X射线技术已经非常成熟，成为医院常规的一种检查和治疗手段。
X射线应用于医学诊断，主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时，收到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部分密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或胶片上将显示出不同密度的阴影。根据阴影强度的对比，结合临床诊断，即可判断人体该部位是否正常。X射线吸收成像对于骨骼等硬组织，可以得到很好的图像；但是对于血管、脂肪、肌肉、乳腺等软组织，X射线成像技术获得的图像是一片模糊、分辨不清的。
X射线相衬成像是近些年发展的一种新技术，通过探测X射线穿过物质的相位变化(即相移)来成像。从理论上来说，对于人体的软组织，X射线相位衬度成像技术能够提供比传统吸收成像高千倍的图像衬度和测量灵敏度。
目前，X射线相衬成像技术还在试验阶段，一些关键性的技术问题还无法解决。如晶体干涉法对光源要求苛刻，使用同步辐射光源，成像视野小，目前只能做小老鼠的实验；自由传播法和衍射增强法对光源要求同样苛刻，使用同步辐射光源或微焦点光源。他们由于体积大，造价昂贵，医学前景不明。
目前，在实验室中比较接近临床的是X射线光栅相衬成像CT***，如图1，该X射线光栅相衬成像CT***使用普通X射线光源、3块光栅及探测器，其中3块光栅分别是源光栅、分束光栅、分析光栅。这种X射线光栅相衬成像CT***各个部件相互独立，运行复杂，缺乏自动化操作，精度难以保证；通常需要旋转样品台才能得到CT图像，在临床上不具有实际意义。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和问题，本发明提供一种X射线光栅相衬成像CT***。
一种X射线光栅相衬成像CT***，包括依次顺序设置的X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅及探测器，所述X射线光源和所述源光栅相对固定地集成为第一模块，所述分析光栅和所述探测器相对固定地集成为第二模块，所述第一模块、所述分束光栅及所述第二模块围绕固定于所述分束光栅和所述分析光栅之间的样品台旋转，扫描获得立体影像。
本发明一较佳实施方式中，还包括控制***，所述控制***包括平移控制单元，所述平移控制单元连接所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块，控制所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
本发明一较佳实施方式中，所述平移控制单元通过四个压电陶瓷电机控制所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
本发明一较佳实施方式中，所述压电陶瓷电机上装有实时向计算机反馈位置信息的编码器，所述计算机通过一个控制模块下达运动指令控制所述压电陶瓷电机驱动所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
本发明一较佳实施方式中，所述第一模块和所述分束光栅进一步集成为第一旋转体，所述第二模块单独形成为第二旋转体，所述控制单元还包括连接所述第一旋转体和所述第二旋转体的旋转控制单元，所述旋转控制单元控制所述第一旋转体和所述第二旋转体以所述样品台为圆心，并围绕所述样品台旋转。
本发明一较佳实施方式中，所述旋转控制单元通过齿轮及压电陶瓷电机连接所述第一旋转体和所述第二旋转体。
本发明一较佳实施方式中，所述样品台的扫描时间、扫描次数以及每次旋转角度由所述计算机控制。
本发明一较佳实施方式中，还包括连接于所述控制模块和所述探测器之间的图像传输模块。
相对于现有技术，所述X射线光栅相衬成像CT***中，所述X射线光源和所述源光栅相对固定地集成为第一模块、所述分析光栅和所述探测器相对固定地集成为第二模块，由此减少了独立部件，可使***简洁、稳定性高、操作简单。另外，将样品台固定，而旋转其它部件，又可减少对样品台的干扰，有利于提高所述X射线光栅相衬成像CT***的临床应用性。
附图说明
图1为现有技术中的X射线光栅相衬成像CT***的示意图；
图2为本发明一较佳实施例提供的X射线光栅相衬成像CT***的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2，本发明一较佳实施例提供一种X射线光栅相衬成像CT***100，包括依次顺序设置的X射线光源10、源光栅20、分束光栅30、分析光栅40及探测器50，所述X射线光源10和所述源光栅20相对固定地集成为第一模块120，所述分析光栅40和所述探测器50相对固定地集成为第二模块450，所述第一模块120、所述分束光栅30及所述第二模块450围绕固定于所述分束光栅30和所述分析光栅40之间的样品台60旋转，扫描获得立体影像。
本实施例中，所述X射线光栅相衬成像CT***100还包括控制***，所述控制***包括平移控制单元，所述平移控制单元连接所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450，所述平移控制单元控制所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450分别沿光路平移。具体地，所述平移控制单元包括分别连接所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450的四个压电陶瓷电机70，所述平移控制单元通过所述四个压电陶瓷电机70控制所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450分别沿光路平移。由此，可以调节所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450两两之间的相对距离，有利于对所述样品台60进行扫描获得清晰的成像。
可以理解的是，所述样品台60用于承载待测的人体部位。
优选地，所述压电陶瓷电机70上装有实时向计算机80反馈位置信息的编码器(图未示)，所述计算机80通过一个控制模块90下达运动指令控制所述压电陶瓷电机70驱动所述第一模块120、所述分束光栅30、所述样品台60及所述第二模块450分别沿光路平移。本实施例中，所述X射线光栅相衬成像CT***100还包括连接于所述控制模块90和所述探测器50之间的图像传输模块95，所述图像传输模块95将所述探测器50获得的图像传输至所述控制模块90，并最终传输至所述计算机80进行存储或处理。
可以理解的是，所述计算机80和所述控制模块90相连接，所述计算机80为工业计算机。
进一步地，所述第一模块120和所述分束光栅30集成为第一旋转体123，所述第二模块450单独形成为第二旋转体451，所述控制单元还包括连接所述第一旋转体123和所述第二旋转体451的旋转控制单元，所述旋转控制单元控制所述第一旋转体123和所述第二旋转体451以所述样品台60为圆心，并围绕所述样品台60旋转。由此，可以对所述样品台60进行360°旋转扫描，获得立体影像。
本实施例中，所述旋转控制单元通过齿轮(图未示)及一个压电陶瓷电机70连接所述第一旋转体123和所述第二旋转体451。
可以理解的是，所述样品台60的扫描时间、扫描次数以及每次旋转角度由所述计算机80控制。
相对于现有技术，所述X射线光栅相衬成像CT***100中，所述X射线光源10和所述源光栅20相对固定地集成为第一模块120、所述分析光栅40和所述探测器50相对固定地集成为第二模块450，由此减少了独立部件，可使***简洁、稳定性高、操作简单。另外，将样品台60固定，而旋转其它部件，又可减少对样品台60的干扰，有利于提高所述X射线光栅相衬成像CT***100的临床应用性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种X射线光栅相衬成像CT***，包括依次顺序设置的X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅及探测器，其特征在于，所述X射线光源和所述源光栅相对固定地集成为第一模块，所述分析光栅和所述探测器相对固定地集成为第二模块，所述第一模块、所述分束光栅及所述第二模块围绕固定于所述分束光栅和所述分析光栅之间的样品台旋转，扫描获得立体影像。
2.如权利要求1所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，还包括控制***，所述控制***包括平移控制单元，所述平移控制单元连接所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块，控制所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
3.如权利要求2所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，所述平移控制单元通过四个压电陶瓷电机控制所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
4.如权利要求3所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，所述压电陶瓷电机上装有实时向计算机反馈位置信息的编码器，所述计算机通过一个控制模块下达运动指令控制所述压电陶瓷电机驱动所述第一模块、所述分束光栅、所述样品台及所述第二模块分别沿光路平移。
5.如权利要求4所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，所述第一模块和所述分束光栅进一步集成为第一旋转体，所述第二模块单独形成为第二旋转体，所述控制单元还包括连接所述第一旋转体和所述第二旋转体的旋转控制单元，所述旋转控制单元控制所述第一旋转体和所述第二旋转体以所述样品台为圆心，并围绕所述样品台旋转。
6.如权利要求5所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，所述旋转控制单元通过齿轮及压电陶瓷电机连接所述第一旋转体和所述第二旋转体。
7.如权利要求5所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，所述样品台的扫描时间、扫描次数以及每次旋转角度由所述计算机控制。
8.如权利要求4所述的X射线光栅相衬成像CT***，其特征在于，还包括连接于所述控制模块和所述探测器之间的图像传输模块。
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