计算机断层成像技术(computed tomography,CT)是现代医学临床检查及工业无损检测的重要方法之一,对人类的生产和生活产生了重大影响。随着现代生物医学的快速发展,动物模型实验逐渐成为人类研究疾病、开发药物的重要方法,适用于小动物研究的医学成像系统应运而生。微计算机断层成像技术(micro computed tomography,Micro-CT),又称小动物CT,与普通的临床CT相比,Micro-CT系统具有空间分辨率高、不破坏样本、扫描成本低等特点,能够很好地满足动物实验精细成像的要求,在肿瘤研究、药物开发以及工业无损检测等领域得到普遍应用。本文题目源自于北京大学小动物多模态分子影像仪器研发项目,该项目将X射线断层成像(CT)、正电子发射断层成像(PET)、单光子发射断层成像(SPECT)、荧光分子层析成像(FMT)四种成像模态在同一系统中进行整机集成和同机融合,研发分子影像采集、处理与数字化管理软件系统。为了研究Micro-CT和FMT同机集成后图像的融合技术,设计搭建了一套Micro-CT系统,文章利用该Micro-CT系统进行了多组成像实验,研究Micro-CT工作电压、电流以及曝光时间这些参数对成像质量的影响,找到其科学合理的设置范围。首先,文章介绍了CT及Micro-CT系统的发展状况以及课题的来源和意义。解析了Micro-CT系统的工作原理、系统结构及其硬件组成。其次,设计搭建了一套Micro-CT成像系统,详细介绍了Micro-CT系统的结构、部件选型和成像算法。完成系统搭建后,调试系统并进行性能测试。最后,介绍了Micro-CT系统的图像评价指标——空间分辨率和密度分辨率,并系统地分析了两种分辨率的影响因素。利用设计搭建的Micro-CT系统完成了多组成像实验,并分析工作电压、电流及曝光时间对Micro-CT系统成像质量以及系统自身性能的影响。通过实验对比,分析Micro-CT在成像质量较为理想的情况下,其工作电压、电流以及曝光时间的设置范围。论文研究内容为小动物成像扫描时控制X射线剂量提供了依据,也为今后Micro-CT系统低剂量成像的研究提供了数据支持。