基于碳納米管X射線源的靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、乳腺癌是中國女性當(dāng)前發(fā)病率最高的癌癥，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是降低乳腺癌死亡率的關(guān)鍵。全數(shù)字化乳腺X線攝影技術(shù)的應(yīng)用，使乳腺癌病變X線征象顯示清晰度有了明顯的提高，從而為乳腺癌早期診斷、治療提供依據(jù)。但是當(dāng)前的數(shù)字乳腺機(jī)X射線源采用熱陰極單光源，為了能夠進(jìn)行多視角的X射線掃描，X光源固定在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上做弧線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行X射線掃描。由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)帶來的運(yùn)動(dòng)偽影和熱電子發(fā)射機(jī)制產(chǎn)生的時(shí)間延時(shí)，使得掃描圖像的空間分辨率降低，掃描時(shí)間延長增加病人

2、受輻射劑量。
　　本文針對(duì)當(dāng)前數(shù)字乳腺機(jī)光源系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，采用碳納米管陰極場(chǎng)發(fā)射X射線源取代傳統(tǒng)熱陰極 X射線源。相比傳統(tǒng)熱陰極X射線源而言碳納米管 X射線源具有結(jié)構(gòu)緊湊、高時(shí)間分辨率、可編程式發(fā)射等優(yōu)勢(shì)，因此可以采用電子式的掃描方式取代傳統(tǒng)掃描方式，提高采集圖像的空間分辨率，降低輻射劑量。本文研究的主要內(nèi)容就是基于該新型X射線源對(duì)靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　首先對(duì)碳納米管場(chǎng)發(fā)射理論以及靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)原理進(jìn)行介紹，

3、具體針對(duì)碳納米管場(chǎng)發(fā)射三極式結(jié)構(gòu)，多光束場(chǎng)發(fā)射 X射線源裝置，以及靜態(tài)掃描方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。
　　然后對(duì)靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，硬件電路實(shí)現(xiàn)31路脈沖輸出，控制31個(gè)分布式碳納米管 X光源陣列中對(duì)應(yīng)的每個(gè)發(fā)射單元；并且輸出一路同步觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)X光源與探測(cè)器圖像采集模塊同步工作。多路脈沖信號(hào)與同步觸發(fā)信號(hào)通過FPGA為核心控制器的硬件電路產(chǎn)生。軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)分為上位機(jī)軟件與下位機(jī)軟件，下位機(jī)軟件采Quartus II開

4、發(fā)平臺(tái)，編程語言使用Verilog硬件描述語言實(shí)現(xiàn)31路脈沖以及一路觸發(fā)信號(hào)的具體實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)軟件平臺(tái)采用LabVIEW圖形化編程工具，除了通過串口總線對(duì)下位機(jī)傳遞脈沖參數(shù)外，LabVIEW充分發(fā)揮虛擬儀器控制平臺(tái)作用，集成控制柵極高壓電源、陽極高壓電源、復(fù)合真空計(jì)以及數(shù)字平板探測(cè)器四臺(tái)儀器完成靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)多光束X射線源靜態(tài)掃描以及圖像采集功能。
　　最后對(duì)靜態(tài)數(shù)字乳腺機(jī)控制系統(tǒng)中多路脈沖模塊和同步觸發(fā)脈沖模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以及