一種X-射線層析設備模擬裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種X-射線層析設備模擬裝置，X-射線源、被測物體、探測裝置，至少還包括調節系統，所述調節系統用以支撐并調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。所述模擬裝置能夠模擬X-射線層析設備各種可能的狀態，具有相當的靈活性和通用性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種X-射線層析設備模擬裝置
本技術涉及計算機X-射線層析
，尤其涉及X-射線層析設備模擬裝置。
技術介紹
與普通的X-射線攝影只能提供三維物體的空間信息重疊的二維投影不同，X-射線層析技術能夠有效而準確地獲取物體內部的三維結構信息，基于其多角度投影重構這一基本原理開發的各種層析設備，包括CT和斷層合成等，已經被廣泛的應用在醫療、安檢、工業檢測以及科學研究的各個領域。如何進一步優化現有設備、開發新的技術和設備，拓寬層析技術的應用領域，提升其應用價值一直以來都是人們的興趣所在，也是研究的重點。由于X-射線層析設備具體的結構和設計隨著應用的不同會有顯著的不同，例如醫療診斷CT普遍采用源-探測器組繞著病人旋轉的結構，新型的安檢CT原型機則采用了具用一定幾何分布的多 個相對靜止的射線源，控制射線源開關的順序從多角度照射被測物體，而科研使用的微型CT則多保持源-探測器組不動，旋轉物體實現多角度投影數據采集。由于X-射線層析設備的多樣性和復雜性，現有的開發測試平臺往往都是針對某一特定的設備，根據具體應用的技術指標建造相應的模擬和測試平臺，然后在此平臺上對系統設計的可行性，結構設計的優化，性能的測試等進行相應的研究和評估。但是這樣針對特定設備所設計的模擬裝置往往只適用于特定的結構，應用的范圍受到限制。同時這些平臺也不具有跨平臺的通用性，從而成為研究結合不同技術平臺的新方案的瓶頸。其導致的結果是研究開發的成本居高不下、周期過長、效率低下。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種X-射線層析設備模擬裝置，能夠模擬層析設備各種可能的狀態，具有相當的靈活性和通用性，為X-射線層析技術相關的開發和應用提供一個高效、快速和經濟的模擬和檢測平臺。為了解決上述技術問題，本技術采用了如下技術手段包括X-射線源、被測物體、探測裝置，其特征在于，至少還包括調節系統，所述調節系統用以支撐并調節所述 X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。進一步的，所述調節系統包括支撐并調節所述X-射線源的第一調節裝置、支撐并調節所述被測物體的第二調節裝置、以及支撐并調節探測裝置的第三調節裝置。進一步的，所述第一調節裝置與第三調節裝置的自由度之和大于等于6。進一步的，所述第二調節裝置至少有6個自由度。進一步的，所述第一調節裝置具有6個自由度，所述第三調節裝置具有6個自由度。進一步的，所述第一調節裝置、第二調節裝置和第三調節裝置中的任一均至少包括Θ z角度調節模塊、水平度Θ X、θ Y調節模塊、z方向升降調節模塊和XY水平位置調節模塊。進一步的，所述第二調節裝置的ΘΖ角度調節模塊的角度調節范圍為0 360度。進一步的，X-射線源、被測物體和探測裝置中的至少兩個設置在同一運動軌道上；或者用以調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置的所述調節裝置至少兩個設置在同一運動軌道上。進一步的，所述運動軌道的形狀為圓形、直線、S形狀、或8字形。進一步的，所述調節系統為可編程控制的機械臂、導軌、升降臺或其組合。本技術由于采用以上所述技術方案，使得所述模擬裝置可以自由調節X-射線源、被測物體、探測裝置的位置、方向或角度，使得該模擬裝置可以更大范圍地適用于不同的X-射線層析設備，如通過調節裝置改變X-射線源和探測裝置的相對位置就能實現從 CT到斷層合成設備模擬的切換。本技術的模擬裝置具有通用性，各種形式的CT和斷層合成都可以在所述模擬裝置上實現，對于一些新型的技術方案，如乳腺斷層合成和平板探測器等，也能在所述模擬裝置上直接實現，從而有效降低不同設備單獨開發的研發成本， 而且可以縮短研發周期。附圖說明本技術X-射線層析設備模擬裝置由以下的實施例及附圖詳細給出。圖1a為本技術實施例的系統結構示意圖；圖1b為X-射線源、被測物體和探測裝置相對位置示意圖；圖2為本技術實施例1中被測物體的調節裝置的結構示意圖；圖3為本技術實施例1中探測器的調節裝置的結構示意圖；圖4為本技術斷層合成掃描原理示意圖；圖5為本技術實施例2的系統結構示意圖。具體實施方式以下將對本技術X-射線層析設備模擬裝置作進一步的詳細描述。如圖1a和圖1b所示的一個實施例的模擬裝置的系統示意圖，包括X-射線源1、 被測物體2、探測裝置3，所述調節系統包括用于支撐并調節所述X-射線源I的第一調節裝置4、支撐并調節所述被測物體2的第二調節裝置5、支撐并調節探測裝置3的第三調節裝置6，以及監測并控制以上所述被調節對象和調節系統的控制裝置7。圖1a中，雙線箭頭表示控制裝置7對箭頭指向方的狀態監測和調整，單線箭頭表示控制裝置7對被測物體2的狀態監測和干預。本實施例為CT (Computed Tomography,計算機斷層成像)的模擬裝置,如圖1b所示，單一點狀X-射線源I從出射窗口發出X-射線，經過被測物體2吸收后，被探測裝置3吸收探測。所述X-射線源I固定在一個剛性支架上；所述被測物體2和探測裝置3分別固定于第二調節裝置5和第三調節裝置6上，所述第二調節裝置5和第三調節裝置6本身具有六個自由度，可根據被調節對象的需要通過自動或手動進行獨立調節，實現所載器件的空間位置、方向和角度達到模擬裝置工作的需要。本實施例不同于傳統的CT掃描儀，因為在傳統的CT掃描儀中，被測物體是不轉動的，而是在一個豎直或近似豎直的平面上轉動X-射線源和/或探測裝置；而在本實施例中，被測物體2被固定在一個旋轉平臺上，X-射線源I 和探測裝置3的相對位置關系調整確定后就保持固定。轉動被測物體2，可實現CT對被測物體2多角度投影數據的采集。如圖2所示，并結合圖la，第二調節裝置5包括Θ Z角度調節模塊51、θ X Θ Y水平度調節模塊52，Z方向升降調節模塊53和XY水平位置調節模塊54。所述第二調節裝置5 至少能實現6個自由度的調節，所述Θ Z角度調節模塊51的角度調節范圍為(Γ360度。其中θ X Θ Y水平度調節塊52和XY水平位置調節塊54得以保證Θ Z角度調節模塊51圍繞著CT等效旋轉軸心進行旋轉。當然，旋轉中心相對CT等效旋轉軸心偏離和傾斜的情況也可以模擬。在該實施例中，選擇Θ Z角度調節模塊51和Z方向升降調節模塊53的組合運動方式，還能夠實現CT的序列掃描和螺旋掃描。由于Θ Z角度調節模塊51的轉速和Z方向升降調節模塊53的升降速分別可調，這樣就可以研究層析設備關于螺距、時間分辨率等因素與成像質量的關系或影響。如圖3所示，并結合圖la，所述第三調節裝置6包括Θ Z角度調節模塊61、θ X Θ Y 水平度調節模塊62、Z方向升降調節模塊63和XY水平位置調節模塊64，可以調節所述探測裝置3在六個自由度內進行精確的位置、方向和角度的調節，從而保證X-射線源I和探測裝置3之間準確的相對位置。在本實施例中X-射線源I靜止不動，雖然第一調節裝置4 的自由度為零，但是與第三調節裝置自由度之和等于6。又由于X-射線源I靜止，因而不用考慮轉動時其尺寸和重量等參數帶來的限制，更利于早期新技術新想法的檢驗。在本實施例中，還可以將所述X-射線源I或第一調節裝置4、被測物體2或第二調節裝置5，以及探測裝置3或第三 調節裝置6設置于軌道上實現相對位置的調節。所述軌道的形狀可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種X?射線層析設備模擬裝置，包括X?射線源、被測物體、探測裝置，其特征在于，至少還包括調節系統，所述調節系統用以支撐并調節所述X?射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。

【技術特征摘要】
1.一種X-射線層析設備模擬裝置，包括X-射線源、被測物體、探測裝置，其特征在于，至少還包括調節系統，所述調節系統用以支撐并調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。2.如權利要求1所述的X-射線層析設備模擬裝置，其特征在于，所述調節系統包括支撐并調節所述X-射線源的第一調節裝置、支撐并調節所述被測物體的第二調節裝置、以及支撐并調節探測裝置的第三調節裝置。3.如權利要求2所述的X-射線層析設備模擬裝置，其特征在于，所述第一調節裝置與第三調節裝置的自由度之和大于等于6。4.如權利要求3所述的X-射線層析設備模擬裝置，其特征在于，所述第二調節裝置的自由度不小于6。5.如權利要求3所述的X-射線層析設備模擬裝置，其特征在于，所述第一調節裝置具有6個自由度，所述第三調節裝置具有6個自由度。6.如權利要求2所述的X-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉紅林，章健，
申請(專利權)人：上海聯影醫療科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：