CN106066339B - 一种x射线冷光计算机断层扫描实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机控制技术领域，具体涉及一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统，本发明包括：环形轨道，所述环形轨道上接有直线轨道，所述直线轨道的两末端分别与环形轨道相接，所述环形轨道上活动设置有第一支架，所述第一支架上设有相机，所述相机朝向环形轨道的内侧，所述直线轨道上分别活动设置有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有X射线源，所述第三支架上设有样品存放部，所述X射线源的发光端设置于样品存放部的前方，且与该样品存放部相对准，所述样品存放部的后方设有X射线探测器。本发明在不伤害实验人的情况下，可以对成像系统进行操作，不用反复开关X射线源，从而解决实验操作不便的问题。

Description

一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机控制技术领域，具体涉及一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统及方法。

背景技术

X射线计算机断层扫描自从1973年引进以来，便成为了其他断层扫描方式发展的基石。然而，由于缺乏高度敏感的X射线分子试剂，所有主流X射线CT成像的对比度机制都存在基础衰减，其在分子成像的使用仍然有限。最近，基于纳米发光材料或其他类似的材料，X射线冷光成像使体内分子示踪剂的X射线成像具有了新的可能性。发光材料被广泛用于X射线医学成像探测器的应用中。镥，铕，铈，镨，钕，锶等这些发光元素由于它们的高效发光性能而被屡屡报道使得众所周知。用X射线激发，这些元素的颗粒可以被制造成产生可以用灵敏的光子探测器来测定可见光或近红外(NIR)荧光。由于X射线和NIR光子可以在组织中传播很长的距离，并且这些纳米发光材料也能特异性靶向生物进程，所以它们特别适合生物体内医学成像。因此，这样的材料可以在X射线成像过程中用作分子显像剂。X射线冷光计算机断层扫描成像(XLCT)是一种基于选择性激励以及光学检测X射线激发荧光纳米粒子的新型分子成像模型。样品通过连续的X射线窄波束照射。然后X射线冷光经由一个高灵敏度的电荷耦合器件(CCD)照相机探测。但由于X射线具有很大的辐射性，对人体可以照成直接的伤害，实验过程需要在屏蔽室内进行。但是由于人与实验系统的隔离导致了实验的不便，从而加长了实验周期。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统，包括：环形轨道，所述环形轨道上接有直线轨道，所述直线轨道的两末端分别与环形轨道相接，所述环形轨道上活动设置有第一支架，所述第一支架上设有相机，所述相机朝向环形轨道的内侧，所述直线轨道上分别活动设置有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有X射线源，所述第三支架上设有样品存放部，所述X射线源的发光端设置于样品存放部的前方，且与该样品存放部相对准，所述样品存放部的后方设有X射线探测器。

进一步，所述直线轨道上活动设置有第四支架，所述X射线探测器设置于所述第四支架上。

进一步，所述第一、第二、第三、第四支架上均设有竖直设置的升降轴，所述升降轴上活动设置有升降台。

进一步，所述第二、第三、第四支架的升降台上设有旋转平台，所述X射线源安装于第二支架的旋转平台上，所述样品存放部安装于第三支架的旋转平台上，所述X射线探测器安装于第四支架的旋转平台上。

进一步，所述第一支架的升降台上设有伸缩平台，所述相机安装于第一支架的伸缩平台上。

进一步，所述相机为CCD相机，且CCD相机外套有一个X射线屏蔽保护装置。

进一步，所述X射线探测器为X射线平板探测器。

一种X射线冷光计算机断层扫描实验方法,包括以下步骤:

将样品放置于第三支架的旋转平台上，开启X射线平板探测器，实验人退出屏蔽室并关上屏蔽室门；

开启液冷冷光CCD相机，通过计算机模块观察屏蔽室内情况，并调节电动旋转平台,微调样品角度至合适，调节微焦X射线源和CCD相机高度,使其对齐样品；

开启微焦X射线源，通过调节微焦X射线源、CCD相机以及样品沿导轨移动，从而调节器材之间的相互位置，采集更多的图像数据。

本发明的X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其在不伤害实验人的情况下，可以对成像系统进行操作，不用反复开关X射线源，从而解决实验操作不便的问题。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明中的一个角度的整体结构示意图；

图2为本发明中的另一个角度的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图2，本发明是一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统，包括：环形轨道10，所述环形轨道10上接有直线轨道9，所述直线轨道9的两末端分别与环形轨道10相接，所述环形轨道10上活动设置有第一支架8，使得该第一支架8可在环形轨道10上移动，所述第一支架8上设有相机2，所述相机2朝向环形轨道10的内侧，所述直线轨道9上分别活动设置有第二支架11和第三支架12，使得该第二、三支架可在环形轨道10上自由移动，所述第二支架11上设有X射线源1，所述第三支架12上设有样品存放部5，所述X射线源1的发光端设置于样品存放部5的前方，且与该样品存放部5相对准，所述样品存放部5的后方设有X射线探测器4。

进一步，所述直线轨道9上活动设置有第四支架，所述X射线探测器4设置于所述第四支架上。

进一步，所述第一、第二、第三、第四支架上均设有竖直设置的升降轴，所述升降轴上活动设置有升降台。

进一步，所述第二、第三、第四支架的升降台上设有旋转平台3，所述X射线源1安装于第二支架11的旋转平台3上，所述样品存放部5安装于第三支架12的旋转平台3上，所述X射线探测器4安装于第四支架的旋转平台3上。

进一步，所述第一支架8的升降台上设有伸缩平台7，所述相机2安装于第一支架8的伸缩平台7上。

其中，X射线源1和样品存放部5都放置在旋转平台3上，旋转平台3由升降台所支撑，X射线源1与样品所在的支架处于同一直线导轨上，在导轨上进行滑移动，X射线探测器4可固定于样品所在支架上，也可单独设置于样品存放部5后方的支架上，相机2置于一个可前后伸缩的伸缩平台上，相机2所在伸缩平台固定在第一支架8上，第一支架8沿着弧形导轨进行滑移动。

进一步，所述相机2为CCD相机，且CCD相机外套有一个X射线屏蔽保护装置6。优选地，该CCD相机为液冷冷光CCD相机。

进一步，所述X射线探测器4为X射线平板探测器。

本发明的工作过程为：当需要进行实验时，将样品放置于第三支架12的旋转平台3上，开启X射线平板探测器，实验人退出屏蔽室并关上屏蔽室门，确认实验就绪后，开启液冷冷光CCD相机，通过计算机模块观察屏蔽室内情况，并调节电动旋转平台3微调样品角度至合适，调节微焦X射线源1和CCD相机高度对齐样品，开启微焦X射线源1，通过调节微焦X射线源1、CCD相机以及样品沿导轨移动，从而调节器材之间的相互位置，来采集更多的图像数据。本发明通过计算机模块可以智能便利的控制X射线源1、样品、CCD相机、以及平板探测器平稳准确的到达指定位置和指定角度，可以使实验器材之间的相对位置相对角度多样化，整个实验装置的位置具有很高的自由度，从而可以方便安全地采集大量的图像数据。且由于采用了弧形导轨和升降支架，使得整个系统可控性提高，相较于旧的X冷光计算机断层扫描实验系统，新的系统更加的便利，器件的相对位置可以改变，绝大部分设备的位置改动完全可以通过计算机操作完成，不用每次进行位置调试都开关激光源，进入屏蔽室操作，提供了极大的便利和保护了实验人，而且整套设备的改进不需要消耗过高的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其特征在于，包括：环形轨道，所述环形轨道上接有直线轨道，所述直线轨道的两末端分别与环形轨道相接，所述环形轨道上活动设置有第一支架，所述第一支架上设有相机，所述相机朝向环形轨道的内侧，所述直线轨道上分别活动设置有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有X射线源，所述第三支架上设有样品存放部，所述X射线源的发光端设置于样品存放部的前方，且与该样品存放部相对准，所述样品存放部的后方设有X射线探测器；

所述直线轨道上活动设置有第四支架，所述X射线探测器设置于所述第四支架上；

所述第一、第二、第三、第四支架上均设有竖直设置的升降轴，所述升降轴上活动设置有升降台；

通过计算机模块控制所述X射线源、所述样品存放部、所述相机、以及所述X射线探测器到达指定位置和指定角度。

2.根据权利要求1所述的X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其特征在于，所述第二、第三、第四支架的升降台上设有旋转平台，所述X射线源安装于第二支架的旋转平台上，所述样品存放部安装于第三支架的旋转平台上，所述X射线探测器安装于第四支架的旋转平台上。

3.根据权利要求2所述的X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其特征在于，所述第一支架的升降台上设有伸缩平台，所述相机安装于第一支架的伸缩平台上。

4.根据权利要求3所述的X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其特征在于，所述相机为CCD相机，且CCD相机外套有一个X射线屏蔽保护装置。

5.根据权利要求4所述的X射线冷光计算机断层扫描实验系统，其特征在于，所述X射线探测器为X射线平板探测器。

6.一种应用在权利要求1-5任意一项所述实验系统的X射线冷光计算机断层扫描实验方法,其特征在于,包括以下步骤:

将样品放置于第三支架的旋转平台上，开启X射线平板探测器，实验人退出屏蔽室并关上屏蔽室门；

开启液冷冷光CCD相机，通过计算机模块观察屏蔽室内情况，并调节电动旋转平台,微调样品角度至合适，调节微焦X射线源和CCD相机高度,使其对齐样品；

开启微焦X射线源，通过调节微焦X射线源、CCD相机以及样品沿导轨移动，从而调节器材之间的相互位置，采集更多的图像数据。