[实用新型]具有四自由度载物台的基于锥形束重建的成像装置

说明书

技术领域

本实用新型属于显微X射线成像技术领域，特别涉及一种具有四自由度载物台的基于锥形束重建的成像装置。

背景技术

自1895年伦琴发现X线以后不久，X线就被广泛用于对人体进行检查，作为对疾病诊断的依据。到20世纪70年代和80年代又相继出现了X线计算机体层成像(x-ray computed tomography，x-ray CT或CT)，它是近代飞跃发展的计算机技术和X线检查技术相结合的产物。

1971年英国EM I公司Hounsfield研究成功第一台头部CT扫描机，1975年美国Ledkey设计第一台全身CT机问世，它是用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像，从而显著扩大了人体的检查范围，提高了病变的检出率和诊断的准确率。这种诊断价值高，无痛苦，无创伤无危险的诊断方法，是放射诊断领域中的一项重大突破。

1980年代，由于普通CT无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发显微CT，即Micro CT。Micro CT(也称为显微CT、微焦点CT或者微型CT)采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，分辨率高达几个微米，仅次于同步加速X线成像设备的水平，具有良好的“显微”作用。而高分辨率付出的代价是扫描样品的体积很小，只有几个厘米，体现其“微型”的一面。

空间分辨率达到10μm至1μm的医学CT称为显微CT(Micro CT，μ-CT)。与之对应的是达到肉眼分辨水平的CT称为宏观CT(Macro CT)。这是因为，一个细胞的大小，平均为10μm-50μm，而细胞小器的大小，约为0.2μm-1μm。所以，显微CT也就是“能看见组织和细胞图像的CT”。

与临床CT普遍采用的扇形X线束(Fan Beam)不同的是，Micro CT通常采用锥形X线束(Cone Beam)。采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像，提高空间分辨率，提高射线利用率，而且在采集相同3D图像时速度远远快于扇形束CT。所以Micro CT能够提高扫描速度，可以达到动态成像的效果

Micro CT能够在不破坏样品的情况下，对骨骼、牙齿、活体小动物和各种材料器件进行高分辨率X线成像，获取样品内部详尽的三维结构信息，从而显示各部分的三维图像，分辨率远远高于临床CT。利用强大的图像处理软件，用户可以观察任意角度的断层图像/三维图像，定义任意数量和三维形状的感兴趣区(Region of Interest，ROI)，分割或合并多个的三维图像，定量计算样品内部选定区域的体积、面积、孔隙率、连接密度、结构模型指数、各向异性程度等等。根据已知密度的标准品(如体模)，还可以得到样品的密度值(如骨密度BMD)，分析物质的种类、组成、强度和完整性等参数。

目前的Micro CT载物台通常只有前后、上下和旋转三个自由度，如果载物台的旋转中心不在射线源焦点和平板检测器的投影中心组成的连线上，则会影响成像效果。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种具有四自由度载物台的基于锥形束重建的成像装置，解决了现有技术存在的载物台只有三个自由度，不易调整的缺点。

为了解决现有技术中上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种具有四自由度载物台的基于锥形束重建的成像装置，包括平移运动机构和回转运动机构，其特征在于所述的平移运动机构包括水平方向运动机构和垂直方向运动机构，所述的水平方向运动机构与载物台底板平面且平行设置，垂直方向运动机构设置在水平方向运动机构上且垂直于载物台底板平面；所述的回转运动机构设置在水平方向运动机构的一侧。

优选的，所述的水平方向运动机构包括前后、左右方向运动机构，前后、左右方向运动机构平行设置于载物台底板平面上且其运动轨迹相互垂直，所述的回转运动机构设置在前后或左右方向运动机构上。

优选的，所述平移运动机构包括步进电机、导柱、导柱两端固定的两挡板、门型固定板；所述的门型固定板设置在两挡板间且由导柱贯穿滑动，门型固定板开口垂直于运动平面；所述的步进电机通过连接杆传动门型固定板滑动。

优选的，所述平移运动机构还包括接近开关，所述的接近开关分别设置在两挡板上且接近开关感应器位于门型固定板端。

优选的，所述的步进电机的连接杆为传动丝杆，步进电机驱动传动丝杆与门型固定板对应侧的螺母连接。