顯微CT系統(tǒng)的分辨率測試方法及探測器仿真研究.pdf

1、顯微CT技術(shù)能夠在無損條件下對被檢測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)微米細(xì)節(jié)分辨能力的三維成像，因而在MEMS技術(shù)、電子科學(xué)、新材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。顯微CT的成像指標(biāo)，尤其是空間分辨率和密度分辨率，是人們比較關(guān)注的問題，目前還沒有針對顯微CT成像指標(biāo)的統(tǒng)一測量標(biāo)準(zhǔn)。如何進(jìn)一步題高顯微CT的分辨率也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，探測器是顯微CT的重要組成部分，對分辨率的提高有重要影響。閃爍體是探測器的關(guān)鍵部件，X射線與閃爍體相互作用時(shí)，由于散射

2、、像差和焦深的影響，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，而這些都與閃爍體厚度有關(guān)，因此研究閃爍體厚度和圖像質(zhì)量的關(guān)系就變得非常重要。本文圍繞顯微CT的分辨率測量和探測器仿真，開展了以下工作:
　　1、回顧了CT的起源和發(fā)展歷史，介紹了顯微CT的組成結(jié)構(gòu)，對顯微CT的主要評價(jià)指標(biāo)空間分辨率和密度分辨率進(jìn)行簡要說明，指出本課題的研究意義和研究內(nèi)容。
　　2、提出用直邊ESF和圓邊ESF測量MTF的改進(jìn)算法，通過改進(jìn)的算法可以修正模體的放置誤差，降

3、低噪聲的影響，提高分辨率測量精度，通過對改進(jìn)算法前后的分辨率計(jì)算結(jié)果和分辨率測試卡的直觀觀測結(jié)果進(jìn)行對比，說明改進(jìn)算法是切實(shí)可行的。進(jìn)一步在Visual Studio2010環(huán)境下將MTF改進(jìn)算法整合為空間分辨率測量模塊。
　　3、基于現(xiàn)有的分辨率測試方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的顯微CT三維空間分辨率測試模體，模體利用用線對法和MTF法同時(shí)測量x-y平面和z向的分辨率，并可以探究分辨率的空間變化規(guī)律。用準(zhǔn)分子激光加工技術(shù)加工了一個(gè)簡化的

4、模體，利用掃描重建后的CT圖像獲得MTF曲線，通過對比兩種方法的分辨率計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了模體的可行性。
　　4、通過對顯微CT的各種密度分辨率測試方法進(jìn)行分析比較，采用密度差法測量密度分辨率。用氯化鈉溶液制作了兩個(gè)密度差試件，對顯微CT的密度分辨率進(jìn)行測量。
　　5、對高分辨光耦探測器開展了探索性的光學(xué)仿真，在ZEMAX下用薄透鏡代替物鏡和透鏡搭建簡化的光路，根據(jù)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來計(jì)算景深，并與景深的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。在非序