基于COMS平板探測(cè)器的小動(dòng)物微型CT成像系統(tǒng)

1967年，Godfrey N．Hounsfield發(fā)明了世界上第一臺(tái)CT設(shè)備。能夠從多個(gè)角度拍攝X 片，采集被攝物體的三維信息，在不破壞物體的情況下觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

1970年起，國(guó)外的醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)開始使用CT診斷疾病。由于小動(dòng)物和人類基因的同源性，小動(dòng)物是研究人類各種疾病的重要工具之一。但是限于傳統(tǒng)成像儀器的低分辨率，小動(dòng)物成像技術(shù)發(fā)展一直比較滯后。

直到20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了Micro CT技術(shù)，Micro CT具有微米級(jí)的空間分辨率，很適合小動(dòng)物成像研究。并能夠以無損方式精確獲得物體的三維結(jié)構(gòu)信息，通過斷層重建以及三維可視化等方式表現(xiàn)出來。

目前這—技術(shù)已經(jīng)廣泛的用于各種領(lǐng)域，例如醫(yī)學(xué)、工業(yè)以及材料的等領(lǐng)域。

國(guó)內(nèi)外CT研究現(xiàn)狀

早期的用于小動(dòng)物成像Micro CT系統(tǒng)典型的配置原理圖如下。

被照射物體放在旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)上，而旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)放在X射線探測(cè)器和X射線源之間。上個(gè)世紀(jì)80年代，可用的x射線探測(cè)器像元巨大，以至于無法提供用于小動(dòng)物成像的所需的較高的空間分辨率。

1984年，Burstein等發(fā)文章稱：研制出使用90kV電壓的X射線源和每行512個(gè)像元的線性X射線探測(cè)器陣列的Micro CT。之后，面陣列探測(cè)器取得了巨大的發(fā)展，分辨率得到了很大的提升。1984年Feldkamp LA等提出了著名的錐型束重建算法——FDK算法為錐形束Micro CT的發(fā)展 奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在1987年Flamnery用同步X射線源作為射線源，使用帶閃爍體的二維CCD探測(cè)器作為接收屏，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一套Micro CT系統(tǒng)。同一時(shí)期，福特汽車公司研究院也研制出應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的Micro CT系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用球管x射線源和圖像增強(qiáng)器作為核心部件。該系統(tǒng)首先被用于研究有關(guān)節(jié)炎的豬軟體骨結(jié)構(gòu)，人的多孔骨結(jié)構(gòu)以及骨小梁結(jié)構(gòu)等。

CT關(guān)鍵部件的選擇：

平板探測(cè)器作為小動(dòng)物成像Micro CT系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的選擇尤為重要。先鋒科技提供Varex公司多種大靶面COMS平板探測(cè)器，客戶可根據(jù)不同大小的動(dòng)物進(jìn)行選擇：

Dexela 1207  114.9*64.6mm²

Dexela 1512  145.4*114.9mm²

Dexela 2307  229.8*64.6mm²

Dexela 2315  229.8*145.4mm²

Dexela 2923  290.8*229.8mm²

晶體的選擇對(duì)平板探測(cè)器的成像質(zhì)量有直接影響，以下是不同閃爍晶體的差異：

小老鼠CT效果圖詳見如下：

參考文獻(xiàn)

[1] 張勇，基于活體小動(dòng)物的Micro CT硬軟件系統(tǒng)研制與開發(fā)，東南大學(xué)