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微型计算机断层成像(Micro-Computed Tomography,micro-CT)技术因其无损探测、分辨率高等特点在生物医学研究领域被广泛应用。Micro-CT成像系统对小动物扫描时,尤其是对心脏等运动器官进行扫描时,重建结果容易受到运动伪影的影响。四维计算机断层成像(4 Dimensional-Computed Tomography,4D-CT)系统旨在消除因生物体器官运动而造成的伪影,并能真实反映生物体组织动态变化。本文致力于研究可实现四维动态成像效果的micro-CT成像技术,利用门控技术消除micro-CT系统重建的运动伪影,并实现小动物心脏成像,具体工作可分为以下三个方面:1.基于探测器外触发序列采集的micro-CT门控系统设计。传统的micro-CT门控系统采用X射线源触发的方式实现不同运动相位数据采集,每次触发只能采集一个运动相位,采集效率低,同时micro-CT系统普遍采用的微焦点X射线通常不具备触发工作模式,限制了门控技术在micro-CT系统中的应用。针对这一问题,本文提出了基于探测器外触发序列采集的micro-CT门控设计方案,该方案通过对探测器的一次触发即可实现小动物器官组织完整运动周期内多个相位的投影图像采集,提高了系统运行效率,同时只需要X射线源工作在连续输出模式。2.基于探测器外触发的micro-CT门控技术的实现及仿体验证。根据探测器外触发序列采集的micro-CT门控设计方案,利用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)实现了前瞻式门控系统,并完成了上位机采集软件开发。根据小鼠心跳速率特征设计了一个具有可调运动频率运动仿体。利用上述micro-CT门控系统对该运动进行动态成像,评估了基于探测器外触发的micro-CT系统的性能以及运动频率对成像效果的影响。3.利用micro-CT系统实现小鼠心脏成像。利用心电采集模块捕获小鼠心电信号,利用DSP将心电信号转化为触发脉冲触发探测器进行序列采集,最终完成小鼠心脏的CT成像。利用该系统进行小鼠心脏的成像实验并对结果进行分析,对本系统进行评估与验证。