X射線光柵相位襯度成像技術(shù)和方法研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 17:29
X射線相位襯度成像技術(shù)是通過(guò)探測(cè)x射線穿過(guò)物質(zhì)的相位變化來(lái)進(jìn)行成像的,在硬x射線波段（10-100keV）,對(duì)于碳、氫、氮、氧等輕元素,其相干散射截面（即相移截面）是各自吸收截面的1000多倍,因此理論上來(lái)說(shuō)對(duì)于那些由輕元素組成的物質(zhì),硬X射線相位襯度成像技術(shù)能夠提供比傳統(tǒng)吸收襯度成像技術(shù)高達(dá)上千倍的測(cè)量靈敏度。X射線相位襯度成像技術(shù)因而在生物軟組織分辨、社會(huì)安全檢查和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中有著巨大的應(yīng)用前景。在目前眾多的X射線相位襯度成像技術(shù)中,基于Talbot-Lau干涉儀的X射線相位襯度成像方法,由于能利用普通的X光管進(jìn)行有效的折射信息提取,使X射線相位襯度成像擺脫了同步輻射光源和微焦點(diǎn)光源的約束,因而成為了目前最流行的X射線相位襯度成像技術(shù)。然而在目前基于Talbot-Lau干涉儀的X射線相位襯度成像技術(shù)中,存在著諸多不足和缺陷。為了完善和推動(dòng)目前的X射線光柵相位襯度成像技術(shù),本學(xué)位論文主要在以下幾個(gè)方面開(kāi)展了研究工作。1.X射線光柵相位襯度成像平臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一個(gè)X射線光柵相位襯度成像試驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)發(fā)了一套集儀器控制、圖像采集和數(shù)據(jù)后處理等功能于一身的科研類軟件。與目前主流...
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
傳統(tǒng)X射線吸收成像技術(shù)對(duì)一個(gè)15歲男孩漏斗胸的成像結(jié)果
第一章緒論 進(jìn)行成像的，由于在硬X射線波段(l(M00keV)，對(duì)于碳、氫、氮、氧等輕元素，其相干散射截面(即相移截面)是各自吸收截面的1000多倍(Momose, 2005a，Momose&Fukuda，1995)。因此理論上來(lái)說(shuō)，對(duì)于那些由輕元素組成的物質(zhì)，硬X射線相位襯度成像技術(shù)能夠提供比傳統(tǒng)吸收襯度成像高上千倍的圖像襯度和測(cè)量靈敏度(Lewis, 2004, Momose, 2005a, Zhou & Brahme, 2008，Bravin et al., 2013)。
圖1.4小鼠腹腔的X射線CT斷層成像結(jié)果。（a)吸收襯度(橫斷面)，（b)相位襯度(橫斷面)，（C)吸收襯度(冠狀面)，（d)相位襯度(冠狀面)。在圖中可以看出，相位襯度成像獲得的斷層在圖像清晰度、對(duì)比度、圖像質(zhì)量上面大大優(yōu)越于傳統(tǒng)吸收襯度成像，并且利用相位襯度成像，可以清洗分辨出肝臟中的細(xì)節(jié)。圖片來(lái)源Arne Tapfer, dissertation, Small AnimalX-ray Phase-Contrast Imaging, Technische Universitat Munchen, 2013.在過(guò)去的50多年時(shí)間里，世界各地的研宄人員提出了多種多樣的X射線相位襯度成像技術(shù)，它們主要可以分為晶體千涉法(直接測(cè)量相位XMomose e! ai,1996c),自由傳播法(測(cè)量相位的二階導(dǎo)數(shù))(Wilkinse/fif/., 1996,Nugentai, 1996),衍射增強(qiáng)法(；測(cè)量相位的一階導(dǎo)數(shù)，即折射角)(Davis et ai, 1995, Chapman et ai,1997)和光柵干涉法(測(cè)量相位的一階導(dǎo)數(shù)，即折射角XDavid et ai, 2002, Momoseet aL，2003a, Weitkamp et ai, 2005, Momose et al, 2006)。基于這四種X射線相位襯度成像技術(shù)，研究人員做出了許多科技創(chuàng)新和技術(shù)改進(jìn)，取得了不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(Momose et ai, 2000, Mori et ai, 2002, Momose,2003, Muehleman et ai, 2004, Kitchen et al., 2005, PfeifFer et ai, 2007, Schulz et ai,2010，Tang et ai, 2012, Liu et ai, 2013, Coan et cd.，2013, Lewis, 2004, Momose,
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]X射線相位襯度成像[J]. 朱佩平,吳自玉. 物理. 2007(06)
本文編號(hào)：2914907
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
傳統(tǒng)X射線吸收成像技術(shù)對(duì)一個(gè)15歲男孩漏斗胸的成像結(jié)果
第一章緒論 進(jìn)行成像的，由于在硬X射線波段(l(M00keV)，對(duì)于碳、氫、氮、氧等輕元素，其相干散射截面(即相移截面)是各自吸收截面的1000多倍(Momose, 2005a，Momose&Fukuda，1995)。因此理論上來(lái)說(shuō)，對(duì)于那些由輕元素組成的物質(zhì)，硬X射線相位襯度成像技術(shù)能夠提供比傳統(tǒng)吸收襯度成像高上千倍的圖像襯度和測(cè)量靈敏度(Lewis, 2004, Momose, 2005a, Zhou & Brahme, 2008，Bravin et al., 2013)。
圖1.4小鼠腹腔的X射線CT斷層成像結(jié)果。（a)吸收襯度(橫斷面)，（b)相位襯度(橫斷面)，（C)吸收襯度(冠狀面)，（d)相位襯度(冠狀面)。在圖中可以看出，相位襯度成像獲得的斷層在圖像清晰度、對(duì)比度、圖像質(zhì)量上面大大優(yōu)越于傳統(tǒng)吸收襯度成像，并且利用相位襯度成像，可以清洗分辨出肝臟中的細(xì)節(jié)。圖片來(lái)源Arne Tapfer, dissertation, Small AnimalX-ray Phase-Contrast Imaging, Technische Universitat Munchen, 2013.在過(guò)去的50多年時(shí)間里，世界各地的研宄人員提出了多種多樣的X射線相位襯度成像技術(shù)，它們主要可以分為晶體千涉法(直接測(cè)量相位XMomose e! ai,1996c),自由傳播法(測(cè)量相位的二階導(dǎo)數(shù))(Wilkinse/fif/., 1996,Nugentai, 1996),衍射增強(qiáng)法(；測(cè)量相位的一階導(dǎo)數(shù)，即折射角)(Davis et ai, 1995, Chapman et ai,1997)和光柵干涉法(測(cè)量相位的一階導(dǎo)數(shù)，即折射角XDavid et ai, 2002, Momoseet aL，2003a, Weitkamp et ai, 2005, Momose et al, 2006)。基于這四種X射線相位襯度成像技術(shù)，研究人員做出了許多科技創(chuàng)新和技術(shù)改進(jìn)，取得了不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(Momose et ai, 2000, Mori et ai, 2002, Momose,2003, Muehleman et ai, 2004, Kitchen et al., 2005, PfeifFer et ai, 2007, Schulz et ai,2010，Tang et ai, 2012, Liu et ai, 2013, Coan et cd.，2013, Lewis, 2004, Momose,
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]X射線相位襯度成像[J]. 朱佩平,吳自玉. 物理. 2007(06)
本文編號(hào)：2914907
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