一种基于双平面扫描方式的双能静态CT系统

静态CT技术相较于传统的螺旋CT,在扫描速度上有着革命性的优势,这使得其在行李安检等领域有着巨大的应用前景。目前,要实现静态CT系统的实际应用,需要解决几何尺寸误差标定、有限角重建、双能投影数据匹配等一系列实际问题。本文提出了一种基于分布式X射线源和双平面扫描方式的双能静态CT系统。该系统采用碳纳米管冷阴极射线管,实现X射线源的高速启停;并采用双平面扫描方式,提高投影数据的覆盖角度以减小伪影,并通过采集双能投影数据实现物质识别。本文详细介绍该静态CT系统的系统设计、几何校正及成像方法等内容。实际实验结果显示该系统可对箱包及其内部物体进行三维成像,获得较为理想的形状及材料信息,在行李安检领域具有较高的实际应用价值。     

碳纳米管场发射阴极制备技术的最新进展

碳纳米管拥有理想场发射材料的诸多特性,但是目前碳纳米冷阴极制备技术尚存在不可控性和不稳定性,仅在平面显示,电子显微镜针尖和小剂量X射线管方面有商业产品推出。本文介绍了CNT作为场发射电子源在高电场和高电流密度应用中的研究进展,对场发射阴极最新制造技术进行了比较,并对场发射机制进行深入探讨。针对制约其电流发射特性和使用寿命的技术难题,对各种应对方案进行比较分析。在这些方案的基础之上对制备技术进一步优化,很可能解决应用瓶颈,推动CNT场发射阴极的广泛应用。     

X射线三维显微镜及其典型应用

X射线三维显微镜 (显微CT) 是目前发展最热门、成长最快的CT成像技术门类之一, 在微纳制造技术、新材料以及电子科学等领域起着十分重要的作用并得到广泛的应用。X射线三维显微镜能够以亚微米的细节分辨能力对被检测对象内部结构进行无损的三维成像, 是一种新型的检测设备。本文介绍了三英精密仪器有限公司研制的nano Voxel-2000系列X射线三维显微镜的结构和工作原理, 展示了该仪器在系统设计、成像方法及应用分析方面的特色。该系列的X射线三维显微镜最大管电压为150 k V, 采用5μm的微焦源实现低于500 nm的成像分辨率, 能够进行不同尺寸样品、不同分辨率的成像。在此基础上, 探讨了X射线显微镜的典型应用, 主要对样品的内部结构、形貌进行表征。希望典型应用的实例能起到抛砖引玉的作用, 吸引更多学者利用X射线三维显微成像技术开展科学研究, 拓宽X射线三维显微镜的应用领域。     

碳纳米管场发射阴极制备技术的最新进展

碳纳米管拥有理想场发射材料的诸多特性,但是目前碳纳米冷阴极制备技术尚存在不可控性和不稳定性,仅在平面显示,电子显微镜针尖和小剂量X射线管方面有商业产品推出.本文介绍了CNT作为场发射电子源在高电场和高电流密度应用中的研究进展,对场发射阴极最新制造技术进行了比较,并对场发射机制进行深入探讨.针对制约其电流发射特性和使用寿命的技术难题,对各种应对方案进行比较分析.在这些方案的基础之上对制备技术进一步优化,很可能解决应用瓶颈,推动CNT场发射阴极的广泛应用.     

数字实时成像(DR)与X射线胶片成像对比分析

本文简要介绍了数字实时成像技术与X射线胶片成像技术的基本原理,从几个方面对两种技术的特点做了比较分析,并初步讨论了X射线成像技术的发展动向。     

高能双能X射线DR成像及物质识别技术综述

本文关注的是高能双能X射线透视成像以及成像中物体的识别和检测,按照从单能到低能双能再到高能双能的发展脉络介绍了双能X射线DR成像技术背景,详细阐述了高能双能X射线DR成像物质识别原理方法、技术特点和针对性改进,着重讨论了该方法能够用于物质识别的本质,并介绍了该领域面临的挑战和最新进展。     

基于Micro-CT光机X射线源的单晶LaB6阴极的制备及其性能研究

本文采用电化学腐蚀方法和聚焦离子束技术制备了单晶LaB₆针尖,借助电子扫描电镜对针尖进行微观形貌分析。在此基础上,研制热解石墨径向夹持直热式单晶LaB₆阴极,对其发射性能及其在Micro-CT应用进行研究。研究表明,单晶LaB₆阴极能够产生高亮度的电子束,提高了X射线亮度,提升了Micro-CT图像质量。      

多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用

随着探测器技术的不断发展,具有能谱分辨能力的光子计数探测器成为人们研究的焦点,并在X射线成像领域开始得到应用。使用该种探测器,可以将具有较宽能谱分布的X射线分为不同的能区分别进行计数,获得详细的能谱信息及不同能量射线的衰减信息,由此引出了“多能谱成像”的概念。本文介绍了近些年来光子计数探测器技术的发展及其在X射线成像中的应用,同时分析了多能谱技术应用于CT成像所带来的一些优势,如降低辐射剂量、提高信噪比、提高物质识别精度、提高造影剂成像效果等。目前,许多研究机构都致力于研究更快速的电子学设备,以适应高计数率下快速成像的需求,随着多能谱成像技术研究的不断深入,必将为X射线成像及CT领域带来许多新的变革。     

2005年第14卷1-3期主要文章目次索引

[栏目]文章题目作者期-页码[CT理论]体积CT投影数据的模拟方法孙怡侯颖胡家升赵凤勇(1-6)基于Db小波与中值滤波的安检图像噪声消除算法韩裕生卢伟刘菡李从利(1-7)一种辐射成像三维可视化系统的实现吴宇钦张丽陈志强,等(1-11)硬X射线调制望远镜直接解调成像方法快速实现张慧滔张朋宋黎明(1-17)最大后验概率重建算法在发射CT中的应用李建吴志芳(2-10)求解物质真实灰度级的数字图像处理算法原培新孙丽娜(2-16)基于双能量X射线透射技术的物质分类识别方法研究孙丽娜原培新(2-22)基于全局低分辨率CT扫描的合成层析成像技术[英文稿]曾凯赵世…     

基于GPU实现的数字合成X射线体层成像投影数据的模拟方法

数字合成X射线体层成像技术能利用有限角度下的投影数据重建物体任意断层的图像。在数字合成X射线体层成像重建算法研究中,模拟投影数据是重要的步骤,本文提出了一种基于GPU光线投射算法的数字合成X射线体层成像投影数据模拟方法。比较传统CPU模拟手段,GPU模拟方法计算速率快,且基于硬件支持的三线性插值能够得到更加接近实际的投影结果。本文采用传统CPU模拟方法和GPU模拟方法分别计算投影数据,对两种方法获得投影使用ART算法和小波-伽辽金方法进行重建,得到较好的重建效果。     

X射线技术在安检领域的应用

X射线技术是一种成熟且应用非常广泛的安检技术,主要包括X射线透射法、双能X射线法、X射线背散射法和计算机断层扫描法等。其成像原理虽略有不同,但都是利用X射线与物质作用来提取物品的物理特征,从而达到安全检查的目的。在实际应用中,各类X射线技术都存在各自的缺点和不足,造成实际安检存在漏报、误报等问题,为解决这些问题,综合应用各类技术可能是一个有效的解决办法。     

X射线三维CT技术在元器件失效分析中的应用

通过比较X射线DR,普通断层CT技术,扫描声学显微镜的功能特点,分析了X射线三维CT技术的优势。通过对焊接空洞、微动开关失效案例以及不同封装形式器件的分析,研究了X射线三维CT技术在电子元器件失效分析领域的应用。同时根据X射线三维CT成像的特点,分析了该技术发展的前景。     

一种基于多能统计的射束硬化校正方法

在X射线层析成像(X-CT)系统中,传统的CT重建算法都基于射线源是单能的假设提出的,而实际的射线源是多能的,直接由多能投影数据用传统的重建算法重建图像,会导致硬化效应。本文把实际的多能谱细化成若干个子能谱,根据光子数服从Poisson分布这一规律建立数学模型,在传统迭代重建算法的基础上,借用统计的方法进行参数估计。实验结果表明该方法可以有效消除重建图像中的杯状伪影,提高重建图像质量。     

X射线安全检查技术综述

近年来,X射线安全检查技术受到航空安全等需要的驱使,得到迅速发展。本文对国内外现有的用X射线探测行李中的爆炸物和其他违禁品的几个主要方法做了一个回顾,阐述了用单能法、双能法、双视角、散射、计算机断层成像法和立体匹配分层成像法进行物质识别的基本原理,并对各种方法的优缺点作了比较和讨论,最后对X射线安全检查技术的未来发展前景进行了展望。     

小型移动CT扫描仪的焦皮距问题研究

最小焦皮距是国标中限制CT扫描仪小型化的一个关键参数。本文介绍焦皮距的物理意义,分析X射线透视成像和X射线计算机断层成像的异同,以及滤过器在X射线计算机断层成像中对扫描孔内吸收剂量分布的重要影响。实验证明,由于滤过器的作用,大、小CT扫描仪扫描孔内的吸收剂量分布都是中心区域高、内壁区域低。源自X射线透视成像的最小焦皮距概念,在断层成像中不能发挥同样的作用,但是会限制CT扫描仪小型化的发展。     

X射线相位衬度显微成像的原理与进展

当前医学影像学的发展趋势是提高人体软组织成像的衬度分辨率及空问分辨率,由宏观影像学向微观影像学的方向发展。微观影像学能看见微米级的组织和细胞结构,能在活体上无损和动态地观察人体内部器官的微细病理变化,从而能早期做出准确的细胞病理学的定性和定位诊断,以及早期进行精确的定点清除治疗。在提高软组织成像的衬度分辨率方面,相位衬度成像技术是国内外关注的热点。据报道,软组织的X射线相位衬度的分辨率约为常规X射线CT吸收衬度分辨率的1000倍。本文以北京同步辐射装置产生的同步X射线束为光源,应用衍射增强成像（DEI）技术,对人和动物脏器的软组织进行相位衬度成像。结果表明：相位衬度显微成像可清晰显示肺泡、。肾小管、肝小叶等微细的组织结构,其空间分辨率可达20微米,这些在常规X射线CT吸收衬度成像是看不见的。医学相位衬度（简称“相衬”）显微CT成像将是医学显微影像学的未来发展方向。     

CT技术在安检领域应用综述

在现有的安检技术中,X光CT技术是比较成熟、有效的手段之一。第一代X光CT安检机存在着较高的误报及漏报,CT技术的发展可以有效地解决这一问题。X光CT安检机与普通X射线安检机相比,有很多优点,技术有了本质上的提高,尤其是实现了三维成像和能够测定物体密度及原子序数,有效解决了普通X射线安检机成像的重影问题,能够自动与危险品的物理特征进行比对,减少人为因素的影响,既减轻安检人员的劳动强度,又能保证安检效果。     

页岩微米孔隙结构重构的非光滑正则化及快速梯度优化算法

页岩微观结构认识是页岩气勘探开发的基础.传统的探测手段是基于表面的有损观测方法.本文应用上海光源同步辐射技术对页岩结构进行无损探测获取投影数据,该技术可以避免X射线硬化.我们利用X射线计算机断层成像技术进行图像恢复,提出了L1模+TV(全变差)非光滑正则化方法抑制噪声影响,提高图像对比度.实验证明,该方法是准确重建页岩微观结构的有效方法.     

通道式系列安检机国家专利产品

ZF5030（DR＋LS）18065（DR＋LS）／ZF6550（DR＋LS＋CBS）复合型X射线通道式安检机是我们公司自主研发,填补国内空白,具有世界先进水平的安全检查设备。它将数字化多能量X射线透射成像技术（DR--DigitizedRadiography）和基于康普顿背散射扫描技术（CBS--ComptonBackscatterScanning）的液体（LS-LiquidSecurity）和固体有机物安检相结合,实现了在不打开行李箱包的情况下,同时对行李箱包内金属违禁品、     

透射式微焦点X射线源钨-金刚石靶材的制备及其性能研究

本文采用磁控溅射镀膜技术制备了钨-金刚石透射靶材,借助电子扫描电镜对靶材的钨薄膜进行微观形貌分析。同时借助YXLON光机,研究自制靶材在X射线出射率及其产生X射线所需消耗功率和寿命等性能,并与YXLON原带靶材进行性能比较。研究表明,采用磁控溅射制备的钨薄膜与YXLON靶材上的钨薄膜具有相似的表面形貌;在YXLON光机相同工作条件下,自制靶材的X射线出射率略高于YXLON原带靶材的X射线出射率的1%,二者辐射X射线所需的功率相差无几,自制靶材的寿命要长于YXLON靶材的。这表明自制钨-金刚石靶材能够满足微焦点射线源所需的高质量靶材的应用要求。