基于mcp的高分辨率x射线成像系统设计

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1、中北大学硕士学位论文基于MCP的高分辨率X射线成像系统设计姓名：李海廷申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：韩焱;韩跃平20080425中北大学学位论文基于MOP的高分辨率X射线成像系统设计摘要‘目前，国内研制的X射线成像系统的空间分辨率一般为5勿／mm左右，不能观察到物体内部的精细结构。带微通道板(MCP)的X射线像增强器在X射线成像系统中的应用可以大大提高系统的成像质量，然而，像增强器在增强有用信息的同时也会将噪声增强，这势必会影响系统成像的空间分辨率和清晰度；另外，对于采用恒定增益像增强器的系统，很多成像条件的变化都会对系统成像质量造成很大影响。基于以上背景，本文在研究了X

2、射线成像理论和微光成像理论的基础上，将高分辨率X射线像增强器作为将X射线图像转换为可见光图像的转换装置，并利用光锥的无畸变传输特性，将其作为光学中继元件(即在X射线像增强器光纤面板荧光屏和CCD之间采用光锥进行耦合)，设计了一个高分辨率X射线成像系统。本文研究开发的高分辨率X射线成像系统，具有分辨率高(可达12勿／mm)，MCP电压可调，体积小，重量轻等优点，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；对系统的主要性能指标进行了测试研究，主要包括：空间分辨率、透度灵敏度、系统动态范围及响应均匀性、系统所称图像灰度均值与像增强器

3、微通道板电压的关系以及系统的调制传递函数MTF等；还对影响系统分辨率的因素以及系统成像最佳放大倍数和最小检出缺陷尺寸进行了分析和计算。实验结果表明，本文设计开发的高分辨率X射线成像系统能够检测到许多普通CR和DR系统无法检测到的微缺陷。另外，根据像增强器微通道板电压与增益的关系，利用输出电压可调的高压电源给像增强器微通道板供电。最后，本文从图像梯度幅度值和图像边缘的关系出发探讨了射线图像质量的客观评价理论，利用将图像梯度幅度值累积和作为评价指标的图像质量评价方法，对系统在不同MCP电压下所成图像的质量进行了分析评价。关键字：x射线成像，高分辨率，MCP，图像质量评价中北大学学位论文TheD

4、esignofHigh-·ResolutionX··rayImagingSystemBasedonMCPAbstractAtpresent，theresolutionratioofmostChinese-madeX-rayimagingsystemsisabout51p／ram,wecallnotobservethesubtleinternalstructuresofsomeobjectswimthem．TheapplicationofX-rayimageintensifierswi也Micro-ChannelPlate(MCP)intheX-rayimaginingsystemcanim

5、provetheimagingqualityofthesystemgreatly．Butthenoisewillbeintensifiedalong谢tlltheusefulinformation,whichcaninfluenttheresolutionratioandclarityoftheimagingqualityofthesystem．Ontheimagingsystemwithconstantgain，manychangesofimagingconditionswillinfluenttheimagingqualityofthesystemgreatly．Basedonthis

6、background,afterstudyingtheX-rayimagingandLow-Light-Levelimagingtheory,thepaperdesignedahigh-resolutionX-rayimagingsystembyusingthehigh-resolutionX-rayintensifierastheconvertinginstallationwh／chconvertedX-rayimagetovisiblelightimage,andusingthenondistortiontransportpropertyofopticalfibertaper,took

7、itasopticalrclaycomponent(X-rayimageintensifieropticalfiberpanelfluorescentsa陀宅nWascoupledtophotosensitivesurfaceofCCD)．Thehigh-resolutionX-rayimagingsystemdesignedinthepaperhassomeadvantagesofhighresolution(reac