本發(fā)明涉及一種CT(Computed Tomography，計(jì)算機(jī)斷層掃描)系統(tǒng)，尤其涉及一種CT采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

同步輻射由于其高亮度，相干性，準(zhǔn)直性的特點(diǎn)，非常適合用于高分辨率X射線成像。例如某成像線站采用wiggler(扭擺器)光源，提供50mm×5mm的光斑尺寸，可以對(duì)老鼠這樣的小動(dòng)物實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的同軸相位襯度成像，以及一些更小的樣品實(shí)現(xiàn)亞微米的成像分辨率。由于探測器發(fā)展的限制，高探測分辨率與大視場尺寸不可同時(shí)兼得，因此當(dāng)實(shí)現(xiàn)高分辨率時(shí)實(shí)際觀測的視場范圍只有1mm×1mm甚至更小，此時(shí)大量X射線被浪費(fèi)。針對(duì)這種情況，如果能夠讓多個(gè)樣品和多個(gè)探測器同時(shí)分享X射線，就意味著可以充分利用X射線，充分利用稀缺的同步輻射資源。

現(xiàn)有技術(shù)中有采用同一個(gè)探測器，多個(gè)樣品串聯(lián)放置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方案，該實(shí)驗(yàn)方法雖然把效率加倍，但是也存在很多問題，首先前后放置的樣品使用同一區(qū)域的X射線互相干擾，如果有一個(gè)樣品吸收極大，后續(xù)樣品就會(huì)被掩蓋，前面的樣品對(duì)X射線的散射作用會(huì)使后面樣品的成像質(zhì)量大幅降低。另外如果一個(gè)樣品出現(xiàn)移動(dòng)等引起實(shí)驗(yàn)失敗的情況，其余實(shí)驗(yàn)也都失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種并行CT采集系統(tǒng)，該并行CT采集系統(tǒng)能并行采集射線光束中尤其是同步輻射X射線中多個(gè)樣品的掃描信號(hào)以分別供多個(gè)CT同時(shí)使用。

根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種并行CT采集系統(tǒng)，其用于并行采集射線光束中至少兩個(gè)樣品的掃描信號(hào)，其中，所述并行CT采集系統(tǒng)包括：

至少兩個(gè)樣品臺(tái)，所述樣品臺(tái)被設(shè)置為用于放置所述樣品，且所有所述樣品臺(tái)上放置的樣品在所述射線光束的垂直于其入射方向的截面上的投影之間相互不交疊；

至少兩個(gè)視場的射線探測器系統(tǒng)，所述射線探測器系統(tǒng)通過各所述視場分別對(duì)應(yīng)采集各所述樣品的掃描信號(hào)。

本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)中，由于各所述樣品在所述射線光束的垂直于其入射方向的截面上的投影之間相互不交疊，通常相應(yīng)地所述視場在所述射線光束的垂直于其入射方向的截面上也是不交疊的，各所述樣品之間、各所述視場之間可以位于同一水平面，也可以位于不同水平面。

本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)使用時(shí)，所述樣品置于所述射線光束中，各樣品使用的射線光束區(qū)域相互不交疊，射線光束入射在各樣品上生成相應(yīng)的各掃描信號(hào)，所述射線探測器系統(tǒng)通過各所述視場分別對(duì)應(yīng)采集各所述樣品的掃描信號(hào)。因此，所述并行CT采集系統(tǒng)能并行采集射線光束中尤其是同步輻射X射線中多個(gè)樣品的掃描信號(hào)以分別供多個(gè)CT同時(shí)使用。由于各樣品使用不同區(qū)域的射線光束，實(shí)驗(yàn)之間互不干擾，成像質(zhì)量完全一樣，即使有一個(gè)失敗，其余的也可以完成。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)中，所述射線探測器系統(tǒng)包括與各所述視場分別對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)射線探測器。

上述方案中，一個(gè)射線探測器對(duì)應(yīng)一個(gè)視場，一個(gè)視場對(duì)應(yīng)一個(gè)樣品的掃描信號(hào)，通常各視場之間相互不交疊。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，所述射線光束為X射線光束，所述射線探測器包括閃爍體、顯微物鏡以及面陣探測器，其中：

所述閃爍體被配置為在所述樣品的掃描信號(hào)的作用下產(chǎn)生相應(yīng)視場的可見光；

所述顯微物鏡被配置為將所述相應(yīng)視場的可見光匹配傳輸至相應(yīng)視場的所述面陣探測器；

所述面陣探測器被配置為接收相應(yīng)視場的可見光并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)視場的探測信號(hào)輸出。

上述方案中，所述X射線光束通常為同步輻射X射線光束，且截面通常為矩形。上述方案中，對(duì)每個(gè)射線探測器，相應(yīng)視場的樣品的掃描信號(hào)通過轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的可見光被所述面陣探測器轉(zhuǎn)換為探測信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)視場的樣品的掃描信號(hào)的采集。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，所述射線探測器還包括用于偏轉(zhuǎn)所述可見光的光軸方向的反射鏡，以使得各射線探測器被設(shè)置為在空間上互不干擾。

上述方案中，由于射線光束截面面積相對(duì)不大，如果光軸方向都一樣，勢必各射線探測器之間在占用空間上會(huì)互相干涉，導(dǎo)致無法安裝。因此，需要對(duì)各光軸方向進(jìn)行不同方向的偏轉(zhuǎn)，以拉開各射線探測器之間的距離，避免相互干擾。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，所述樣品數(shù)量為兩個(gè)，且位于同一水平面上，相應(yīng)地，所述射線探測器為兩個(gè)，其中，兩個(gè)反射鏡將兩根可見光的光軸分別向兩個(gè)相反的方向偏轉(zhuǎn)90°，所述兩個(gè)射線探測器位置相對(duì)固定。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，還包括CT校軸系統(tǒng)，所述CT校軸系統(tǒng)包括分別設(shè)于各所述樣品臺(tái)上和所述射線探測器系統(tǒng)上的傾角傳感器，其中，兩個(gè)所述射線探測器共用一個(gè)傾角傳感器。

上述方案中，CT校軸系統(tǒng)可以保證CT實(shí)驗(yàn)校軸迅速完成，在時(shí)間上可以很好的同步。CT校軸系統(tǒng)可以采用公開號(hào)為CN104374786A，公開日為2015年2月25號(hào)，名稱為“一種同步輻射X射線CT校軸系統(tǒng)及方法”的中國專利文獻(xiàn)公開的方案。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，所述樣品數(shù)量為三個(gè)，且位于同一水平面上，相應(yīng)地，所述射線探測器為三個(gè)，其中，與兩側(cè)的兩個(gè)樣品對(duì)應(yīng)的兩個(gè)射線探測器中，兩個(gè)反射鏡將兩根可見光的光軸分別向兩個(gè)相反的方向偏轉(zhuǎn)90°，與中間的樣品對(duì)應(yīng)的射線探測器中，沒有反射鏡且可見光的光軸方向不變，所述三個(gè)射線探測器位置相對(duì)固定。

更進(jìn)一步地，上述并行CT采集系統(tǒng)中，還包括CT校軸系統(tǒng)，所述CT校軸系統(tǒng)包括分別設(shè)于各所述樣品臺(tái)上和所述射線探測器系統(tǒng)上的傾角傳感器，其中，三個(gè)所述射線探測器共用一個(gè)傾角傳感器。

上述方案中，CT校軸系統(tǒng)可以保證CT實(shí)驗(yàn)校軸迅速完成，在時(shí)間上可以很好的同步。CT校軸系統(tǒng)可以采用公開號(hào)為CN104374786A，公開日為2015年2月25號(hào)，名稱為“一種同步輻射X射線CT校軸系統(tǒng)及方法”的中國專利文獻(xiàn)公開的方案。

更進(jìn)一步地，上述各并行CT采集系統(tǒng)中，所述閃爍體為各所述射線探測器共用的表面垂直于所述射線光束入射方向設(shè)置的能夠在射線作用下產(chǎn)生熒光可見光的超薄晶體。

上述方案中，所述閃爍體可以為雅格晶體。

本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)包括以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)并行采集射線光束中尤其是同步輻射X射線中多個(gè)樣品的掃描信號(hào)以分別供多個(gè)CT同時(shí)使用。

(2)由于各樣品使用不同區(qū)域的射線光束，實(shí)驗(yàn)之間互不干擾，成像質(zhì)量完全一樣，即使有一個(gè)失敗，另一個(gè)也可以完成。

(3)充分利用X射線，充分利用稀缺的同步輻射資源，且數(shù)倍提升實(shí)驗(yàn)效率。

(4)在不改變同步輻射成像光束線布局的情況下，極大緩解同步輻射醫(yī)學(xué)成像線站機(jī)時(shí)壓力，提升大科學(xué)裝置的投入產(chǎn)出比。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第一種實(shí)施方式下的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第一種實(shí)施方式下的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第二種實(shí)施方式下的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第二種實(shí)施方式下的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說明書附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1和圖2分別從俯視和主視的角度示意了本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)。

如圖1和圖2所示，該實(shí)施方式下的并行CT采集系統(tǒng)，其用于并行采集與入射方向A垂直的截面為矩形的同步輻射X射線光束1中兩個(gè)樣品的掃描信號(hào)，其中，并行CT采集系統(tǒng)包括樣品臺(tái)2和樣品臺(tái)3、射線探測器系統(tǒng)4，其中：

同步輻射X射線光束1為同步輻射成像線站的大尺寸矩形光束，其光束尺寸遠(yuǎn)大于高分辨探測器視場尺寸。

樣品臺(tái)2和樣品臺(tái)3分別包括八軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)202和八軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)302，樣品臺(tái)2和樣品臺(tái)3被設(shè)置為分別用于放置樣品201和樣品301，且樣品201和樣品301在同步輻射X射線光束1的垂直于其入射方向A的截面上的投影之間相互不交疊。

射線探測器系統(tǒng)4具有視場B1和視場B2，該射線探測器系統(tǒng)4包括與視場B1和視場B2分別對(duì)應(yīng)的第一射線探測器和第二射線探測器，該第一射線探測器和第二射線探測器分別通過視場B1和視場B2對(duì)應(yīng)采集樣品201和樣品301的掃描信號(hào)。其中，第一射線探測器包括顯微物鏡404、面陣探測器405，第二射線探測器包括顯微物鏡406、面陣探測器407，第一射線探測器和第二射線探測器還包括共用的閃爍體401、直角反射鏡402。

該實(shí)施方式中，樣品201和樣品301之間、視場B1和視場B2之間位于同一水平面。

該實(shí)施方式中，為實(shí)現(xiàn)高分辨率(例如高于1微米的分辨率)，顯微物鏡404和顯微物鏡406采用長工作距離物鏡。

該實(shí)施方式中，閃爍體401為第一射線探測器和第二射線探測器共用的表面垂直于同步輻射X射線光束1入射方向設(shè)置的能夠在射線作用下產(chǎn)生熒光可見光的超薄晶體，其在樣品201和樣品301的掃描信號(hào)的作用下分別產(chǎn)生相應(yīng)視場B1和視場B2的可見光C1和可見光C2；直角反射鏡402將可見光C1和可見光C2的光軸分別向相反的方向D1和方向D2偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度大小均為90°；顯微物鏡404和顯微物鏡406分別將可見光C1和可見光C2匹配傳輸至面陣探測器405和面陣探測器407；面陣探測器405和面陣探測器407分別接收可見光C1和可見光C2并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)視場B1和視場B2的探測信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)樣品201和樣品301的掃描信號(hào)的采集。其中，第一射線探測器和第二射線探測器位置相對(duì)固定。

此外，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)還包括CT校軸系統(tǒng)，該CT校軸系統(tǒng)包括分別設(shè)于樣品臺(tái)2和樣品臺(tái)3最上方的兩軸傾角傳感器203和兩軸傾角傳感器303，以及設(shè)于射線探測器系統(tǒng)4上的兩軸傾角傳感器403，其中，第一射線探測器和第二射線探測器共用兩軸傾角傳感器403。

請繼續(xù)參考圖1和圖2，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)使用時(shí)，樣品201和樣品301置于同步輻射X射線光束1中，樣品201和樣品301使用的射線光束區(qū)域相互不交疊，同步輻射X射線光束1入射在樣品201和樣品301上生成相應(yīng)的各掃描信號(hào)，射線探測器系統(tǒng)4通過視場B1和視場B2分別對(duì)應(yīng)采集樣品201和樣品301的掃描信號(hào)。CT校軸系統(tǒng)根據(jù)調(diào)試時(shí)的兩軸傾角傳感器的數(shù)據(jù)，可以直接對(duì)樣品進(jìn)行校軸。CT校軸系統(tǒng)通過兩軸傾角傳感器203、兩軸傾角傳感器303、以及兩軸傾角傳感器403保證CT實(shí)驗(yàn)校軸迅速完成，在時(shí)間上可以很好的同步。因此，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)能并行采集同步輻射X射線光束1中兩個(gè)樣品的掃描信號(hào)以分別供兩個(gè)CT同時(shí)使用。由于樣品201和樣品301使用不同區(qū)域的射線光束，實(shí)驗(yàn)之間互不干擾，成像質(zhì)量完全一樣，即使有一個(gè)失敗，另一個(gè)也可以完成。

圖3和圖4分別從俯視和主視的角度示意了本發(fā)明所述的并行CT采集系統(tǒng)在第二種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)。

如圖3和圖4所示，該實(shí)施方式下的并行CT采集系統(tǒng)，其用于并行采集與入射方向A垂直的截面為矩形的同步輻射X射線光束1中三個(gè)樣品的掃描信號(hào)，其中，并行CT采集系統(tǒng)包括樣品臺(tái)2、樣品臺(tái)3以及樣品臺(tái)5、射線探測器系統(tǒng)4’，其中：

同步輻射X射線光束1為同步輻射成像線站的大尺寸矩形光束，其光束尺寸遠(yuǎn)大于高分辨探測器視場尺寸。

樣品臺(tái)2、樣品臺(tái)3以及樣品臺(tái)5分別包括八軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)202、八軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)302以及八軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)502，樣品臺(tái)2、樣品臺(tái)3以及樣品臺(tái)5被設(shè)置為分別用于放置樣品201、樣品301以及樣品501，且樣品201、樣品301以及樣品501在同步輻射X射線光束1的垂直于其入射方向A的截面上的投影之間相互不交疊。

射線探測器系統(tǒng)4’具有視場B1、視場B2以及視場B3，該射線探測器系統(tǒng)4’包括與視場B1、視場B2以及視場B3分別對(duì)應(yīng)的第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器，該第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器分別通過視場B1、視場B2以及視場B3對(duì)應(yīng)采集樣品201、樣品301以及樣品501的掃描信號(hào)。其中，第一射線探測器包括顯微物鏡404’、面陣探測器405’、反射鏡402a，第二射線探測器包括顯微物鏡406’、面陣探測器407’、反射鏡402b，第三射線探測器包括顯微物鏡408、面陣探測器409，第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器還包括共用的閃爍體401’。

該實(shí)施方式中，樣品201、樣品301以及樣品501之間、視場B1、視場B2以及視場B3之間位于同一水平面。

該實(shí)施方式中，為實(shí)現(xiàn)高分辨率(例如高于1微米的分辨率)，顯微物鏡404’、顯微物鏡406’以及顯微物鏡408采用長工作距離物鏡。

該實(shí)施方式中，閃爍體401’為第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器共用的表面垂直于同步輻射X射線光束1入射方向設(shè)置的能夠在射線作用下產(chǎn)生熒光可見光的超薄晶體，其在樣品201、樣品301以及樣品501的掃描信號(hào)的作用下分別產(chǎn)生相應(yīng)視場B1、視場B2以及視場B3的可見光C1、可見光C2以及可見光C3；反射鏡402a和反射鏡402b分別將可見光C1和可見光C2的光軸分別向相反的方向D1和方向D2偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度大小均為90°；顯微物鏡404’、顯微物鏡406’以及顯微物鏡408分別將可見光C1、可見光C2以及可見光C3匹配傳輸至面陣探測器405’、面陣探測器407’以及面陣探測器409；面陣探測器405’、面陣探測器407’以及面陣探測器409分別接收可見光C1、可見光C2以及可見光C3并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)視場B1、視場B2以及視場B3的探測信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)樣品201、樣品301以及樣品501的掃描信號(hào)的采集。其中，第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器位置相對(duì)固定。

此外，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)還包括CT校軸系統(tǒng)，該CT校軸系統(tǒng)包括分別設(shè)于樣品臺(tái)2、樣品臺(tái)3以及樣品臺(tái)5最上方的兩軸傾角傳感器203、兩軸傾角傳感器303以及兩軸傾角傳感器503，還包括設(shè)于射線探測器系統(tǒng)4’上的兩軸傾角傳感器403，其中，第一射線探測器、第二射線探測器以及第三射線探測器共用兩軸傾角傳感器403。

請繼續(xù)參考圖3和圖4，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)使用時(shí)，樣品201、樣品301以及樣品501置于同步輻射X射線光束1中，樣品201、樣品301以及樣品501使用的射線光束區(qū)域相互不交疊，同步輻射X射線光束1入射在樣品201、樣品301以及樣品501上生成相應(yīng)的各掃描信號(hào)，射線探測器系統(tǒng)4’通過視場B1、視場B2以及視場B3分別對(duì)應(yīng)采集樣品201、樣品301以及樣品501的掃描信號(hào)。CT校軸系統(tǒng)根據(jù)調(diào)試時(shí)的兩軸傾角傳感器的數(shù)據(jù)，可以直接對(duì)樣品進(jìn)行校軸。CT校軸系統(tǒng)通過兩軸傾角傳感器203、兩軸傾角傳感器303、兩軸傾角傳感器503、兩軸傾角傳感器403保證CT實(shí)驗(yàn)校軸迅速完成，在時(shí)間上可以很好的同步。因此，該實(shí)施方式的并行CT采集系統(tǒng)能并行采集同步輻射X射線光束1中三個(gè)樣品的掃描信號(hào)以分別供三個(gè)CT同時(shí)使用。由于樣品201、樣品301以及樣品501使用不同區(qū)域的射線光束，實(shí)驗(yàn)之間互不干擾，成像質(zhì)量完全一樣，即使有一個(gè)失敗，另兩個(gè)也可以完成。

要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，顯然本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。