便携式数字X射线光锥耦合CCD成像系统研究

　　引 言

　　数字X射线成像系统以其在图像获取显示存储和传输等方面的优势被广泛地应用于医学影像和工业无损检测领域。这种传统的医用影像和工业无损检测的X射线成像系统一般具有较大的工作面积，但其图像分辨力不高，一般不超过31pixel/mm;而在实际应用中，一些观察和分析微小部件内部结构的工作，如，集成电路的检查、材料与元器件的无损检测以及微小零件的探伤等，这些实际应用并不要求有很大的工作面积，却要求有较高的图像清晰度，另外，运动员、部队以及野外作业人员遇到伤害时的及时诊断，这项工作要求给受伤病人进行及时诊断，并且，要求图像清晰度比较高，也需要便携式数字x射线光锥耦合CCD成像系统。

　　近年来，国内外都已经开发研制成平板式的X射线像增强器。其工作原理是利用微通道板作为从X射线到电子的转换元件，以及随后的电子倍增元件，微通道板与其后面的光纤面板荧光屏近贴聚焦成像。这是目前市场上便携式X射线成像器的核心部件。这种X射线成像仪是直接目视型的，不能输出视频信号，不能直接与计算机连接进行定量测量和分析。虽然也可通过光学透镜，将X射线像增强器荧光屏图像耦合到CCD上，这样成像体积比较大，而且，由于光能损失很大，最后，图像的信噪比明显降低。

　　本文介绍的便携式数字X射线光锥耦合CCD成像系统，利用光锥作为光学中继元件，将X射线II代像增强器光纤面板荧光屏输出的增强的图像耦合到CCD的光敏面上，从而形成高分辨力、数字化成像系统，并对其系统成像的空间分辨力进行了测试和分析。

　　1 成像系统的结构及工作原理

　　本文所介绍的便携式数字X射线光锥耦合CCD成像系统，使用的X射线像增强器是II代像增强器，其有效的工作直径为50mm，工作电压为35～70kV，工作电流为220～500μA，荧光输出屏是光纤面板。CCD选用SONYCCD，其有效工作面积为6.4 mm