基于光锥耦合的数字X射线成像系统研究

摘要

目前国内现有的便携式X光机都是直视型的，不能输出视频信号，且不能直接与计算机连接进行定量测量和分析。为克服这些缺点，作者提出利用光锥的无畸变传输特性，将它作为光学中继元件，把X射线像增强器光纤面板荧光屏输出的图像耦合到CCD上，实现系统的数字化。本文研究开发了一种基于光锥耦合的新型数字X射线成像系统，该系统具有分辨率高，体积小，重量轻，携带方便等优点，能够满足小幅面的医学成像和无损检测的要求。 本文分析了成像系统的硬件结构，对其主要器件的性能参数作了详细介绍。针对光锥与CCD的耦合方式，实验研究了不同耦合介质对光锥与CCD耦合器件分辨率的影响，详细探讨了光锥与CCD的耦合工艺，给出了耦合过程中的关键技术。从理论上推导了光锥和CCD耦合效率的数学表达式，分析了影响光锥和CCD耦合效率的各种因素，提出了提高光锥和CCD耦合效率的有效手段，进而研究了光锥与CCD的耦合效率对整个耦合器件的信噪比影响。通过分析系统图像的噪声特征，采用多帧平均叠加法、邻域处理法，取得了较好的效果。编制了系统的图像采集处理软件，成像系统对人体进行了X射线成像实验，透视图像轮廓清晰，能够对其病变做出准确诊断。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2 X射线成像技术的现状及发展趋势

1.2.1 X射线成像技术的现状

1.2.2 X射线成像技术的发展趋势

1.3本文主要内容

第二章系统整体结构

2.1系统的成像原理

2.1.1 X射线的性质

2.1.2 X射线与物质的相互作用

2.1.3物质吸收射线强度的规律

2.2系统结构

2.3系统主要器件介绍

2.3.1 X射线管

2.3.2 X射线像增强器

2.3.3 CCD相机

2.3.4光锥

2.3.5图象采集卡

2.4本章小结

第三章系统中光锥与CCD的耦合理论分析

3.1光锥对成像系统的影响

3.2光锥与CCD的耦合方式与工艺

3.2.1光锥与CCD的耦合方式

3.2.2光锥与CCD的耦合工艺

3.3光锥和CCD耦合效率理论分析

3.3.1光锥与CCD耦合效率的数学分析

3.3.2光锥与CCD的耦合效率对整个耦合器件信噪比的影响

3.4本章小结

第四章系统图像特征及处理方法

4.1数字图像处理技术介绍

4.1.1数字图像处理技术的概念

4.1.2关于图像去噪的各种算法

4.2系统图像的特征及处理方法探讨

4.2.1 X射线图像的质量分析

4.2.2 X射线成像系统图像噪声分类

4.2.3数字X射线成像系统图像去噪处理算法研究

4.3本章小结

第五章系统软件构成与整体性能分析

5.1软件总体设计

5.1.1软件的开发平台概述

5.1.2软件功能

5.1.3主要动态链接库

5.1.4软件运行实例

5.2系统整体性能分析

5.2.1空间分辨率的分析与测试

5.2.2人体成像的实验结果

5.3本章小节

第六章结论与展望

6.1本论文的工作总结

6.2进一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果

致谢