X射線光柵相襯成像ct系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，包括依次順序設(shè)置的X射線光源、源光柵、分束光柵、分析光柵及探測器，所述X射線光源和所述源光柵相對固定地集成為第一模塊，所述分析光柵和所述探測器相對固定地集成為第二模塊，所述第一模塊、所述分束光柵及所述第二模塊圍繞固定于所述分束光柵和所述分析光柵之間的樣品臺旋轉(zhuǎn)，掃描獲得立體影像。所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)中，X射線光源和源光柵相對固定地集成為第一模塊、分析光柵和探測器相對固定地集成為第二模塊，由此減少了獨立部件，可使系統(tǒng)簡潔、操作簡單、穩(wěn)定性高；將樣品臺固定，而旋轉(zhuǎn)其它部件，又可減少對樣品臺的干擾，有利于提高X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)的臨床應(yīng)用性。
【專利說明】
X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]1895年，德國科學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，1896年，這項發(fā)現(xiàn)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)顯影。經(jīng)過100多年的發(fā)展，X射線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，成為醫(yī)院常規(guī)的一種檢查和治療手段。
[0003]X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，主要依據(jù)X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用。由于X射線穿過人體時，收到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多，那么通過人體后的X射線量就不一樣，這樣便攜帶了人體各部分密度分布的信息，在熒光屏上或攝影膠片上引起的熒光作用或感光作用的強弱就有較大差別，因而在熒光屏上或膠片上將顯示出不同密度的陰影。根據(jù)陰影強度的對比，結(jié)合臨床診斷，即可判斷人體該部位是否正常。X射線吸收成像對于骨骼等硬組織，可以得到很好的圖像;但是對于血管、月旨肪、肌肉、乳腺等軟組織，X射線成像技術(shù)獲得的圖像是一片模糊、分辨不清的。
[0004]X射線相襯成像是近些年發(fā)展的一種新技術(shù)，通過探測X射線穿過物質(zhì)的相位變化(即相移)來成像。從理論上來說，對于人體的軟組織，X射線相位襯度成像技術(shù)能夠提供比傳統(tǒng)吸收成像高千倍的圖像襯度和測量靈敏度。
[0005]目前，X射線相襯成像技術(shù)還在試驗階段，一些關(guān)鍵性的技術(shù)問題還無法解決。如晶體干涉法對光源要求苛刻，使用同步輻射光源，成像視野小，目前只能做小老鼠的實驗；自由傳播法和衍射增強法對光源要求同樣苛刻，使用同步輻射光源或微焦點光源。他們由于體積大，造價昂貴，醫(yī)學(xué)前景不明。
[0006]目前，在實驗室中比較接近臨床的是X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，如圖1，該X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)使用普通X射線光源、3塊光柵及探測器，其中3塊光柵分別是源光柵、分束光柵、分析光柵。這種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)各個部件相互獨立，運行復(fù)雜，缺乏自動化操作，精度難以保證;通常需要旋轉(zhuǎn)樣品臺才能得到CT圖像，在臨床上不具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和問題，本發(fā)明提供一種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)。
[0008]—種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，包括依次順序設(shè)置的X射線光源、源光柵、分束光柵、分析光柵及探測器，所述X射線光源和所述源光柵相對固定地集成為第一模塊，所述分析光柵和所述探測器相對固定地集成為第二模塊，所述第一模塊、所述分束光柵及所述第二模塊圍繞固定于所述分束光柵和所述分析光柵之間的樣品臺旋轉(zhuǎn)，掃描獲得立體影像。
[0009]本發(fā)明一較佳實施方式中，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括平移控制單元，所述平移控制單元連接所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊，控制所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。
[0010]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述平移控制單元通過四個壓電陶瓷電機控制所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。
[0011]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述壓電陶瓷電機上裝有實時向計算機反饋位置信息的編碼器，所述計算機通過一個控制模塊下達運動指令控制所述壓電陶瓷電機驅(qū)動所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。
[0012]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述第一模塊和所述分束光柵進一步集成為第一旋轉(zhuǎn)體，所述第二模塊單獨形成為第二旋轉(zhuǎn)體，所述控制單元還包括連接所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)控制單元，所述旋轉(zhuǎn)控制單元控制所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體以所述樣品臺為圓心，并圍繞所述樣品臺旋轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)控制單元通過齒輪及壓電陶瓷電機連接所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體。
[0014]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述樣品臺的掃描時間、掃描次數(shù)以及每次旋轉(zhuǎn)角度由所述計算機控制。
[0015]本發(fā)明一較佳實施方式中，還包括連接于所述控制模塊和所述探測器之間的圖像傳輸模塊。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)中，所述X射線光源和所述源光柵相對固定地集成為第一模塊、所述分析光柵和所述探測器相對固定地集成為第二模塊，由此減少了獨立部件，可使系統(tǒng)簡潔、穩(wěn)定性高、操作簡單。另外，將樣品臺固定，而旋轉(zhuǎn)其它部件，又可減少對樣品臺的干擾，有利于提高所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)的臨床應(yīng)用性。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一較佳實施例提供的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
[0020]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0021 ]請參閱圖2，本發(fā)明一較佳實施例提供一種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)100，包括依次順序設(shè)置的X射線光源10、源光柵20、分束光柵30、分析光柵40及探測器50，所述X射線光源10和所述源光柵20相對固定地集成為第一模塊120，所述分析光柵40和所述探測器50相對固定地集成為第二模塊450，所述第一模塊120、所述分束光柵30及所述第二模塊450圍繞固定于所述分束光柵30和所述分析光柵40之間的樣品臺60旋轉(zhuǎn)，掃描獲得立體影像。
[0022]本實施例中，所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)100還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括平移控制單元，所述平移控制單元連接所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450，所述平移控制單元控制所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450分別沿光路平移。具體地，所述平移控制單元包括分別連接所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450的四個壓電陶瓷電機70，所述平移控制單元通過所述四個壓電陶瓷電機70控制所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450分別沿光路平移。由此，可以調(diào)節(jié)所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450兩兩之間的相對距離，有利于對所述樣品臺60進行掃描獲得清晰的成像。
[0023]可以理解的是，所述樣品臺60用于承載待測的人體部位。
[0024]優(yōu)選地，所述壓電陶瓷電機70上裝有實時向計算機80反饋位置信息的編碼器(圖未示)，所述計算機80通過一個控制模塊90下達運動指令控制所述壓電陶瓷電機70驅(qū)動所述第一模塊120、所述分束光柵30、所述樣品臺60及所述第二模塊450分別沿光路平移。本實施例中，所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)100還包括連接于所述控制模塊90和所述探測器50之間的圖像傳輸模塊95，所述圖像傳輸模塊95將所述探測器50獲得的圖像傳輸至所述控制模塊90，并最終傳輸至所述計算機80進行存儲或處理。
[0025]可以理解的是，所述計算機80和所述控制模塊90相連接，所述計算機80為工業(yè)計算機。
[0026]進一步地，所述第一模塊120和所述分束光柵30集成為第一旋轉(zhuǎn)體123，所述第二模塊450單獨形成為第二旋轉(zhuǎn)體451，所述控制單元還包括連接所述第一旋轉(zhuǎn)體123和所述第二旋轉(zhuǎn)體451的旋轉(zhuǎn)控制單元，所述旋轉(zhuǎn)控制單元控制所述第一旋轉(zhuǎn)體123和所述第二旋轉(zhuǎn)體451以所述樣品臺60為圓心，并圍繞所述樣品臺60旋轉(zhuǎn)。由此，可以對所述樣品臺60進行360°旋轉(zhuǎn)掃描，獲得立體影像。
[0027]本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)控制單元通過齒輪(圖未示)及一個壓電陶瓷電機70連接所述第一旋轉(zhuǎn)體123和所述第二旋轉(zhuǎn)體451。
[0028]可以理解的是，所述樣品臺60的掃描時間、掃描次數(shù)以及每次旋轉(zhuǎn)角度由所述計算機80控制。
[0029]相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)100中，所述X射線光源10和所述源光柵20相對固定地集成為第一模塊120、所述分析光柵40和所述探測器50相對固定地集成為第二模塊450，由此減少了獨立部件，可使系統(tǒng)簡潔、穩(wěn)定性高、操作簡單。另外，將樣品臺60固定，而旋轉(zhuǎn)其它部件，又可減少對樣品臺60的干擾，有利于提高所述X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)100的臨床應(yīng)用性。
[0030]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，包括依次順序設(shè)置的X射線光源、源光柵、分束光柵、分析光柵及探測器，其特征在于，所述X射線光源和所述源光柵相對固定地集成為第一模塊，所述分析光柵和所述探測器相對固定地集成為第二模塊，所述第一模塊、所述分束光柵及所述第二模塊圍繞固定于所述分束光柵和所述分析光柵之間的樣品臺旋轉(zhuǎn)，掃描獲得立體影像。2.如權(quán)利要求1所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括平移控制單元，所述平移控制單元連接所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊，控制所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。3.如權(quán)利要求2所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，所述平移控制單元通過四個壓電陶瓷電機控制所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。4.如權(quán)利要求3所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電陶瓷電機上裝有實時向計算機反饋位置信息的編碼器，所述計算機通過一個控制模塊下達運動指令控制所述壓電陶瓷電機驅(qū)動所述第一模塊、所述分束光柵、所述樣品臺及所述第二模塊分別沿光路平移。5.如權(quán)利要求4所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，所述第一模塊和所述分束光柵進一步集成為第一旋轉(zhuǎn)體，所述第二模塊單獨形成為第二旋轉(zhuǎn)體，所述控制單元還包括連接所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)控制單元，所述旋轉(zhuǎn)控制單元控制所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體以所述樣品臺為圓心，并圍繞所述樣品臺旋轉(zhuǎn)。6.如權(quán)利要求5所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)控制單元通過齒輪及壓電陶瓷電機連接所述第一旋轉(zhuǎn)體和所述第二旋轉(zhuǎn)體。7.如權(quán)利要求5所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品臺的掃描時間、掃描次數(shù)以及每次旋轉(zhuǎn)角度由所述計算機控制。8.如權(quán)利要求4所述的X射線光柵相襯成像CT系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接于所述控制模塊和所述探測器之間的圖像傳輸模塊。
【文檔編號】A61B6/03GK105935297SQ201610460755
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】李文超, 陳鳴閩, 李凌, 李志成, 辜嘉
【申請人】中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院