一种X-射线层析设备模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种X-射线层析设备模拟装置，X-射线源、被测物体、探测装置，至少还包括调节系统，所述调节系统用以支撑并调节所述X-射线源、被测物体和探测装置中任意一个或任意组合的位置、方向或角度。所述模拟装置能够模拟X-射线层析设备各种可能的状态，具有相当的灵活性和通用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种X-射线层析设备模拟装置
本技术涉及计算机X-射线层析
，尤其涉及X-射线层析设备模拟装置。
技术介绍
与普通的X-射线摄影只能提供三维物体的空间信息重叠的二维投影不同，X-射线层析技术能够有效而准确地获取物体内部的三维结构信息，基于其多角度投影重构这一基本原理开发的各种层析设备，包括CT和断层合成等，已经被广泛的应用在医疗、安检、工业检测以及科学研究的各个领域。如何进一步优化现有设备、开发新的技术和设备，拓宽层析技术的应用领域，提升其应用价值一直以来都是人们的兴趣所在，也是研究的重点。由于X-射线层析设备具体的结构和设计随着应用的不同会有显著的不同，例如医疗诊断CT普遍采用源-探测器组绕着病人旋转的结构，新型的安检CT原型机则采用了具用一定几何分布的多 个相对静止的射线源，控制射线源开关的顺序从多角度照射被测物体，而科研使用的微型CT则多保持源-探测器组不动，旋转物体实现多角度投影数据采集。由于X-射线层析设备的多样性和复杂性，现有的开发测试平台往往都是针对某一特定的设备，根据具体应用的技术指标建造相应的模拟和测试平台，然后在此平台上对系统设计的可行性，结构设计的优化，性能的测试等进行相应的研究和评估。但是这样针对特定设备所设计的模拟装置往往只适用于特定的结构，应用的范围受到限制。同时这些平台也不具有跨平台的通用性，从而成为研究结合不同技术平台的新方案的瓶颈。其导致的结果是研究开发的成本居高不下、周期过长、效率低下。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种X-射线层析设备模拟装置，能够模拟层析设备各种可能的状态，具有相当的灵活性和通用性，为X-射线层析技术相关的开发和应用提供一个高效、快速和经济的模拟和检测平台。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下技术手段包括X-射线源、被测物体、探测装置，其特征在于，至少还包括调节系统，所述调节系统用以支撑并调节所述 X-射线源、被测物体和探测装置中任意一个或任意组合的位置、方向或角度。进一步的，所述调节系统包括支撑并调节所述X-射线源的第一调节装置、支撑并调节所述被测物体的第二调节装置、以及支撑并调节探测装置的第三调节装置。进一步的，所述第一调节装置与第三调节装置的自由度之和大于等于6。进一步的，所述第二调节装置至少有6个自由度。进一步的，所述第一调节装置具有6个自由度，所述第三调节装置具有6个自由度。进一步的，所述第一调节装置、第二调节装置和第三调节装置中的任一均至少包括Θ z角度调节模块、水平度Θ X、θ Y调节模块、z方向升降调节模块和XY水平位置调节模块。进一步的，所述第二调节装置的ΘΖ角度调节模块的角度调节范围为0 360度。进一步的，X-射线源、被测物体和探测装置中的至少两个设置在同一运动轨道上；或者用以调节所述X-射线源、被测物体和探测装置的所述调节装置至少两个设置在同一运动轨道上。进一步的，所述运动轨道的形状为圆形、直线、S形状、或8字形。进一步的，所述调节系统为可编程控制的机械臂、导轨、升降台或其组合。本技术由于采用以上所述技术方案，使得所述模拟装置可以自由调节X-射线源、被测物体、探测装置的位置、方向或角度，使得该模拟装置可以更大范围地适用于不同的X-射线层析设备，如通过调节装置改变X-射线源和探测装置的相对位置就能实现从 CT到断层合成设备模拟的切换。本技术的模拟装置具有通用性，各种形式的CT和断层合成都可以在所述模拟装置上实现，对于一些新型的技术方案，如乳腺断层合成和平板探测器等，也能在所述模拟装置上直接实现，从而有效降低不同设备单独开发的研发成本， 而且可以缩短研发周期。附图说明本技术X-射线层析设备模拟装置由以下的实施例及附图详细给出。图1a为本技术实施例的系统结构示意图；图1b为X-射线源、被测物体和探测装置相对位置示意图；图2为本技术实施例1中被测物体的调节装置的结构示意图；图3为本技术实施例1中探测器的调节装置的结构示意图；图4为本技术断层合成扫描原理示意图；图5为本技术实施例2的系统结构示意图。具体实施方式以下将对本技术X-射线层析设备模拟装置作进一步的详细描述。如图1a和图1b所示的一个实施例的模拟装置的系统示意图，包括X-射线源1、 被测物体2、探测装置3，所述调节系统包括用于支撑并调节所述X-射线源I的第一调节装置4、支撑并调节所述被测物体2的第二调节装置5、支撑并调节探测装置3的第三调节装置6，以及监测并控制以上所述被调节对象和调节系统的控制装置7。图1a中，双线箭头表示控制装置7对箭头指向方的状态监测和调整，单线箭头表示控制装置7对被测物体2的状态监测和干预。本实施例为CT (Computed Tomography,计算机断层成像)的模拟装置,如图1b所示，单一点状X-射线源I从出射窗口发出X-射线，经过被测物体2吸收后，被探测装置3吸收探测。所述X-射线源I固定在一个刚性支架上；所述被测物体2和探测装置3分别固定于第二调节装置5和第三调节装置6上，所述第二调节装置5和第三调节装置6本身具有六个自由度，可根据被调节对象的需要通过自动或手动进行独立调节，实现所载器件的空间位置、方向和角度达到模拟装置工作的需要。本实施例不同于传统的CT扫描仪，因为在传统的CT扫描仪中，被测物体是不转动的，而是在一个竖直或近似竖直的平面上转动X-射线源和/或探测装置；而在本实施例中，被测物体2被固定在一个旋转平台上，X-射线源I 和探测装置3的相对位置关系调整确定后就保持固定。转动被测物体2，可实现CT对被测物体2多角度投影数据的采集。如图2所示，并结合图la，第二调节装置5包括Θ Z角度调节模块51、θ X Θ Y水平度调节模块52，Z方向升降调节模块53和XY水平位置调节模块54。所述第二调节装置5 至少能实现6个自由度的调节，所述Θ Z角度调节模块51的角度调节范围为(Γ360度。其中θ X Θ Y水平度调节块52和XY水平位置调节块54得以保证Θ Z角度调节模块51围绕着CT等效旋转轴心进行旋转。当然，旋转中心相对CT等效旋转轴心偏离和倾斜的情况也可以模拟。在该实施例中，选择Θ Z角度调节模块51和Z方向升降调节模块53的组合运动方式，还能够实现CT的序列扫描和螺旋扫描。由于Θ Z角度调节模块51的转速和Z方向升降调节模块53的升降速分别可调，这样就可以研究层析设备关于螺距、时间分辨率等因素与成像质量的关系或影响。如图3所示，并结合图la，所述第三调节装置6包括Θ Z角度调节模块61、θ X Θ Y 水平度调节模块62、Z方向升降调节模块63和XY水平位置调节模块64，可以调节所述探测装置3在六个自由度内进行精确的位置、方向和角度的调节，从而保证X-射线源I和探测装置3之间准确的相对位置。在本实施例中X-射线源I静止不动，虽然第一调节装置4 的自由度为零，但是与第三调节装置自由度之和等于6。又由于X-射线源I静止，因而不用考虑转动时其尺寸和重量等参数带来的限制，更利于早期新技术新想法的检验。在本实施例中，还可以将所述X-射线源I或第一调节装置4、被测物体2或第二调节装置5，以及探测装置3或第三 调节装置6设置于轨道上实现相对位置的调节。所述轨道的形状可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X?射线层析设备模拟装置，包括X?射线源、被测物体、探测装置，其特征在于，至少还包括调节系统，所述调节系统用以支撑并调节所述X?射线源、被测物体和探测装置中任意一个或任意组合的位置、方向或角度。

【技术特征摘要】
1.一种X-射线层析设备模拟装置，包括X-射线源、被测物体、探测装置，其特征在于，至少还包括调节系统，所述调节系统用以支撑并调节所述X-射线源、被测物体和探测装置中任意一个或任意组合的位置、方向或角度。2.如权利要求1所述的X-射线层析设备模拟装置，其特征在于，所述调节系统包括支撑并调节所述X-射线源的第一调节装置、支撑并调节所述被测物体的第二调节装置、以及支撑并调节探测装置的第三调节装置。3.如权利要求2所述的X-射线层析设备模拟装置，其特征在于，所述第一调节装置与第三调节装置的自由度之和大于等于6。4.如权利要求3所述的X-射线层析设备模拟装置，其特征在于，所述第二调节装置的自由度不小于6。5.如权利要求3所述的X-射线层析设备模拟装置，其特征在于，所述第一调节装置具有6个自由度，所述第三调节装置具有6个自由度。6.如权利要求2所述的X-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红林，章健，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：