便攜式數(shù)字X射線光錐耦合CCD成像系統(tǒng)研究

　　引 言

　　數(shù)字X射線成像系統(tǒng)以其在圖像獲取顯示存儲(chǔ)和傳輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。這種傳統(tǒng)的醫(yī)用影像和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)的X射線成像系統(tǒng)一般具有較大的工作面積，但其圖像分辨力不高，一般不超過(guò)31pixel/mm;而在實(shí)際應(yīng)用中，一些觀察和分析微小部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的工作，如，集成電路的檢查、材料與元器件的無(wú)損檢測(cè)以及微小零件的探傷等，這些實(shí)際應(yīng)用并不要求有很大的工作面積，卻要求有較高的圖像清晰度，另外，運(yùn)動(dòng)員、部隊(duì)以及野外作業(yè)人員遇到傷害時(shí)的及時(shí)診斷，這項(xiàng)工作要求給受傷病人進(jìn)行及時(shí)診斷，并且，要求圖像清晰度比較高，也需要便攜式數(shù)字x射線光錐耦合CCD成像系統(tǒng)。

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)開(kāi)發(fā)研制成平板式的X射線像增強(qiáng)器。其工作原理是利用微通道板作為從X射線到電子的轉(zhuǎn)換元件，以及隨后的電子倍增元件，微通道板與其后面的光纖面板熒光屏近貼聚焦成像。這是目前市場(chǎng)上便攜式X射線成像器的核心部件。這種X射線成像儀是直接目視型的，不能輸出視頻信號(hào)，不能直接與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行定量測(cè)量和分析。雖然也可通過(guò)光學(xué)透鏡，將X射線像增強(qiáng)器熒光屏圖像耦合到CCD上，這樣成像體積比較大，而且，由于光能損失很大，最后，圖像的信噪比明顯降低。

　　本文介紹的便攜式數(shù)字X射線光錐耦合CCD成像系統(tǒng)，利用光錐作為光學(xué)中繼元件，將X射線II代像增強(qiáng)器光纖面板熒光屏輸出的增強(qiáng)的圖像耦合到CCD的光敏面上，從而形成高分辨力、數(shù)字化成像系統(tǒng)，并對(duì)其系統(tǒng)成像的空間分辨力進(jìn)行了測(cè)試和分析。

　　1 成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　本文所介紹的便攜式數(shù)字X射線光錐耦合CCD成像系統(tǒng)，使用的X射線像增強(qiáng)器是II代像增強(qiáng)器，其有效的工作直徑為50mm，工作電壓為35～70kV，工作電流為220～500μA，熒光輸出屏是光纖面板。CCD選用SONYCCD，其有效工作面積為6.4 mm