發(fā)布時間：2020-05-25 18:15

【摘要】：醫(yī)學影像技術的高速發(fā)展給廣大患者帶來了福音,人們不用承受臨床手術的痛苦和風險便可以診斷體內(nèi)病灶,進行精準治療。作為一種可獲取精準解剖圖像的技術,CT(Computed Tomography)在醫(yī)學影像發(fā)展進程中有著不可或缺的地位。與此同時,小動物醫(yī)學模型已經(jīng)成為了研究人類疾病的一個重要內(nèi)容,人類疾病大都可以在動物上建立相應模型,從而找到治療方法。但是普通臨床CT設備的空間分辨率無法滿足對小動物成像的要求,使得小動物醫(yī)學模型發(fā)展受到阻礙,因此急需具有更高空間分辨率、更快速重建算法的Micro-CT設備。它的研制將加速小動物醫(yī)學模型的發(fā)展,同時也會帶動多模態(tài)分子影像的蓬勃興起。論文以課題組多模態(tài)分子影像研發(fā)為背景,研制了一套基于FPGA的Micro-CT采集控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用了微焦點X射線源和高性能平板探測器,以兩種采集模式實現(xiàn)對X射線源、探測器和運動控制器的同步控制,并承擔了與上位機實時信息交流的任務。本系統(tǒng)專用于小動物實驗體斷層掃描成像,可獲得較為清晰的內(nèi)部信息,具有很好的精確性、實時性和穩(wěn)定性。論文主要研究工作如下:(1)對目前市場現(xiàn)有的Micro-CT進行調(diào)研,確定了該系統(tǒng)所需的系統(tǒng)核心部件,然后介紹了X射線源、探測器、運動控制組件等核心部件的基本工作原理,經(jīng)過對比與分析,確定了各核心部件的型號。(2)確定了Micro-CT系統(tǒng)掃描機架設計方案,利用Solidworks軟件對Micro-CT系統(tǒng)面板結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機架進行了設計與建模,詳細計算了系統(tǒng)放大倍率和空間分辨率,并驗證了X射線穿透深度、機架結(jié)構(gòu)合理性以及軸承負載能力。(3)采用FPGA為主控芯片開發(fā)Micro-CT采集控制系統(tǒng)的硬件與軟件,在經(jīng)過硬件需求分析和FPGA選型后,對系統(tǒng)電路采取分模塊設計,并進行了PCB布板和測試工作,然后在FPGA內(nèi)部搭建軟核和外設IP,開發(fā)系統(tǒng)控制程序與硬件邏輯,其中也包括了系統(tǒng)采集模式和上位機通訊的設計,最后根據(jù)所設計的硬件邏輯模塊進行仿真驗證以及測試評估。(4)簡要介紹了適用于本系統(tǒng)設備的重建模型與Feldkamp算法,然后在上位機設置一系列參數(shù)運行系統(tǒng),對小鼠進行活體實驗,得到了小鼠的切片投影圖和骨骼繪制圖,所得結(jié)果驗證了本系統(tǒng)的可行性與應用性能,最后根據(jù)系統(tǒng)設計方案與實機測試總結(jié)了所研制系統(tǒng)的特性。
【圖文】：

模型發(fā)展瓶頸學模型已經(jīng)成為研究人類疾病的一個重要征接近于人類，而且基因組同源性較高，所型，從而找到治療方法，如圖 1-1 漫畫所示發(fā)、建立與完善各種小動物醫(yī)學模型，，所、發(fā)展機理、防治技術、藥物篩選以及治療肝郁證造模的研究[1]、神經(jīng)和精神領域的帕型[2]、代謝與心血管疾病領域的小鼠脂肪性 HIV（Human Immunodeficiency virus，人類免eficiency Syndrome，艾滋�。╈`長類動物模適合，有著長足的發(fā)展動力和多元的發(fā)展與人類疾病相對應的“三性”特征，即發(fā)病見性[6]。

圖 1-2 小動物 Super Nova PET/CT 設備應用局限現(xiàn) X 射線后，許多科學家都投身于“神秘開。X 射線是一種波長很短、能量極大的因為 X 射線的種種特性，使其在醫(yī)學影像方發(fā)展與技術積淀，在 1972 年，Hounsfile剖人體的情況下產(chǎn)生不重疊的人體內(nèi)部結(jié)技術真正開啟了為人類造福的醫(yī)學影像時，采集物體多個角度的投影數(shù)據(jù)，最后通展雖然源于 X 光機，但是其分辨率高、掃適應范圍。CT 設備利用射線源產(chǎn)生的 X一部分被損耗或吸收，另一部分穿過目標
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH77;TP273;TN791

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張哲;金兆國;蔡麗丹;陳亮;;綠色通道貨物檢測技術[J];吉林交通科技;2012年01期

2 王艷;王遠軍;聶生東;;醫(yī)用診斷X射線源的研究進展[J];中國醫(yī)學物理學雜志;2018年10期

3 王麟;;巡天遙看一千河——“慧眼號”硬X射線天文望遠鏡的今昔[J];科學大眾(中學生);2017年09期

4 易濤;韋敏習;侯立飛;楊國洪;李軍;劉慎業(yè);;一種鋁靶軟X射線源的研究[J];光學技術;2014年02期

5 李昊;沙京田;張文利;;安檢設備用X射線源熱仿真研究[J];機械設計與制造;2013年05期

6 邱睿;李君利;毛用澤;;X射線源針孔成像方法可行性研究[J];原子能科學技術;2007年03期

7 盧寧,劉曉英,馬志峰;計算機在X射線源控制系統(tǒng)的應用[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2004年11期

8 友清;;阿貢實驗室將建造超級X射線源[J];激光與光電子學進展;1988年11期

9 張建中;雙元素X射線衍射的獲得[J];科學通報;1988年16期

10 高尚士;;國外射線育種的研究[J];種子世界;1989年07期

相關會議論文 前10條

1 董克攻;;微結(jié)構(gòu)靶產(chǎn)生的小焦斑短脈沖X射線源[A];中國工程物理研究院科技年報(2014年版)[C];2014年

2 陳黎明;;激光驅(qū)動的超強極短X射線源研究進展[A];第九屆全國光學前沿問題討論會論文摘要集[C];2011年

3 胡廣月;;點背光熱輻射X射線源的設計和物理特征[A];第十五屆全國等離子體科學技術會議會議摘要集[C];2011年

4 韓放達;肖永順;常銘;朱曉驊;;X射線源焦點尺寸測量方法和標準綜述[A];2014年全國射線數(shù)字成像與CT新技術研討會論文集[C];2014年

5 趙帥;魏東波;張立凱;;微焦點X射線源成像質(zhì)量分析與研究[A];全國射線數(shù)字成像與CT新技術研討會論文集[C];2009年

6 肖鵬;陳昌彥;胡永貴;夏培邦;黃燕;余學鋒;郭旗;陸嫵;;低能X射線源與~(60) γ源的等效研究[A];第十屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集[C];2000年

7 郭彥斌;;高能X射線源下膠片照相和數(shù)字照相的應用分析[A];2006全國荷電粒子源、粒子束學術會議論文集[C];2006年

8 郭彥斌;胡文濤;陳忠;;Paxscan 4030與脈沖式X-射線源同步問題的探討[A];2006全國荷電粒子源、粒子束學術會議論文集[C];2006年

9 王大椿;顏一鳴;康念坎;;一種簡易方便的軟X射線源及其探測裝置[A];第7屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（三）[C];1994年

10 許州;金曉;黎明;楊興繁;陳浩;盧和平;潘清;沈旭明;單李軍;;高能工業(yè)CT用新型加速器X射線源[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

相關重要報紙文章 前2條

1 記者田學科;碳釬管作射線源使 X光機微型化[N];科技日報;2002年

2 張巍巍;極強X射線源可催生新的物質(zhì)狀態(tài)[N];科技日報;2009年

相關博士學位論文 前8條

1 楊強;微型X射線源關鍵技術研究[D];成都理工大學;2012年

2 杜應超;基于湯姆遜散射X射線源的理論及初步實驗研究[D];清華大學;2006年

3 王凱歌;微束斑X射線源的理論與實驗研究[D];中國科學院研究生院（西安光學精密機械研究所）;2002年

4 李成剛;高能X射線源焦斑尺寸診斷技術研究[D];中國工程物理研究院;2015年

5 涂紹勇;納秒激光脈沖驅(qū)動的高強度數(shù)千電子伏X射線源的研究[D];中國科學技術大學;2014年

6 解濱;微型X射線源研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2004年

7 牟歡;真空密封透射式微型微束調(diào)制X射線源[D];中國科學院國家空間科學中心;2017年

8 徐曉杰;致密星雙星的演化和X射線源的研究[D];南京大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 尹康;基于FPGA的Micro-CT采集控制系統(tǒng)設計[D];河北大學;2019年

2 李瓊;基于碳納米管射線源的靜態(tài)數(shù)字乳腺成像系統(tǒng)優(yōu)化設計[D];武漢理工大學;2018年

3 胡時航;微結(jié)構(gòu)陽極X射線源制作關鍵工藝研究[D];深圳大學;2018年

4 徐寧;雙陽極X射線源的研發(fā)[D];大連交通大學;2018年

5 徐小東;微結(jié)構(gòu)陽極X射線源中電子與靶作用過程的蒙特卡羅研究[D];深圳大學;2017年

6 王瑋;225keVX射線源平臺射線的產(chǎn)生與分布模擬[D];蘭州大學;2014年

7 楊磊;安檢設備用高頻X射線源研制[D];蘭州大學;2007年

8 吳小龍;靜電自會聚六硼化鑭X射線源的研究[D];電子科技大學;2014年

9 陳國華;基于冷陰極X射線源的快速成像驅(qū)動電路研究[D];東南大學;2016年

10 嚴曉強;線焦斑X射線源的模擬與設計[D];深圳大學;2016年

本文編號：2680549