[发明专利]一种三维超快X光CT成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，包括真空罩（14），真空罩（14）内按照电子束传播路径依次包括电子枪（1）、聚焦线圈（3）、偏转线圈（4）和电子束靶材（7）；电子束照射到靶材上后，产生X光；X光射出真空罩（14）后依次经过扫描区域（17）和X射线探测器面板型阵列（12）；扫描区域（17）包括扫描介质（10）；真空罩（14）上设置有涡轮分子泵（15），电子束靶材（7）对应位置设置有电子束图像采集监测装置（16）；电子束靶材（7）的倾斜表面上固定安装有N个电子束偏移监测箔片（6），电子束偏移监测箔片（6）和电子束焦斑扫描路径（5）平行且相间布置；电子束偏移监测箔片（6）监测电子束焦斑是否偏离电子束焦斑扫描路径（5）；电子束图像采集监测装置（16）监测电子束（2）的出束和亮度是否正常。

2.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述电子束靶材（7）对应位置设置有水冷装置（13）；水冷装置（13）围绕电子束靶材（7）设置或设置在电子束靶材（7）一侧。

3.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述扫描介质（10）设置在容器（9）内。

4.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述电子束靶材（7）的倾斜表面与X射线探测器面板型阵列（12）相对布置。

5.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述聚焦线圈（3）为环形和多边形中的一种；偏转线圈（4）为条形、弧形和圆环形中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述电子束靶材（7）为棱柱形和环形中的一种；电子束偏移监测箔片（6）为直线形、折线形和曲线形中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述X射线探测器面板型阵列（12）为线性阵列和弧形阵列中的一种；X射线探测器面板型阵列（12）同一行或同一列的探测器单位与电子束焦斑扫描路径（5）平行；偏转线圈（4）的长边与电子束焦斑扫描路径（5）平行。

8.根据权利要求1所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，所述X射线探测器面板型阵列（12）和真空罩（14）均为可移动装置。

9.根据权利要求2所述的一种三维超快X光CT成像系统，其特征在于，还包括控制装置，控制装置连接X射线探测器面板型阵列（12）、涡轮分子泵（15）、电子枪（1）、聚焦线圈（3）、偏转线圈（4）和水冷装置（13）。

10.一种如权利要求1～9任一所述一种三维超快X光CT成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：启动涡轮分子泵（15），真空罩（14）内的压力维持在10^-5Pa；启动X射线探测器面板型阵列（12）进行光子暗计数，采集环境本底计数，以矩阵形式存储；

步骤2：启动电子枪（1），电子枪（1）产生的电子束经过聚焦线圈（3）产生的电磁场，汇集成焦斑投射到电子束靶材（7）中的一条电子束焦斑扫描路径（5）上；通过偏转线圈（4）内变化的电流产生的电磁场控制电子束焦斑在电子束靶材（7）上高速运动；在电子束焦斑扫描路径（5）上产生X光源阵列；

步骤3：电子束射出真空罩（14）后，进入扫描区域（17），经过衰减；衰减后的X光子被X射线探测器面板型阵列（12）收集并输出透射光子数值矩阵；

步骤4：根据步骤3得到的透射光子数值矩阵和步骤2得到的X光源阵列与X射线探测器面板型阵列的空间位置矩阵，通过解析式或迭代式重建算法即可获得扫描区域（17）内介质情况。