相比于吸收成像,X射线相衬成像对于由轻元素组成的软组织样品可以提供更高的成像衬度。因此基于相位衬度技术的X射线相衬成像在临床领域有着广泛的应用前景,特别是在早期癌症的诊断上。为了能够利用相衬成像在医学成像上巨大的优势,突破现有方法的局限性,并将X射线相衬成像技术推广到临床应用中去,新一代基于几何投影的三维相衬人体CT被提了出来。本文主要分析了新一代X射线相衬CT的物理需求,并根据物理需求对相衬CT图像采集系统开展了研究工作。新一代相衬CT球管高压较高,设定为80KV,其设计视场达666mm*24mm,是目前同类设备中最大的。针对新一代相衬CT的技术特点,本文对图像采集系统进行了研究工作。因为X光球管高压较高,因此折射角信号变小。为了获得较高的角度灵敏度,本文选择了高光产额、高探测效率的陶瓷闪烁体阵列探测器以确保信噪比。X光的偏折角度是被调制为光强的变化而被探测器记录下来的。随着能量的提高,折射引起的光强变化也在减小,这就对电子学的有效分辨率提出来较高的要求。同时设计视场较大,通道数较为庞大。本文跟据通道数目以及对高精度分辨率的要求,设计了高密度高集成度的电子学读出方案。为了实现定子和转子间图像数据高速可靠地传输,本文设计了一套数据传输方案。数据传输链路采用了 Xilinx GTX收发器、SFP光模块以及光纤滑环耦合的方式。数据协议采用了 Aurora8B10B。为了进行误码控制,采用了 CRC32校验加误码重传的方式。本文搭建了相衬CT测试平台进行了一系列的电子学测试以及相衬成像实验,测试结果表明系统的有效分辨率可达15.6bit,线性性能、本底稳定性性能良好,信噪比达到的商业探测器板的水平。在二维相衬和三维相衬实验中,图像采集系统可以对水和聚乙烯塑料棒进行分辨。本文工作的创新点主要为:(1)针对新一代基于几何投影的X射线相衬CT的高能量、大视场的特点设计完成了一套图像采集系统。这在国内是首次开展针对高能量、大视场相衬CT图像采集系统的研究。(2)为陶瓷闪烁体阵列探测器设计完成了高密度大动态范围读出电子学。在单板尺寸1.8cm*22cm的尺寸上实现了 384通道的信号读出。测试结果表明,信噪比达到了 DT公司的商业探测器板MDBB-ST16_S的水平。(3)采用基于光滑环的光纤数据传输新技术,实现了定子与转子之间的稳定可靠地数据读出。