近场条件下X射线位相衬度成像方法及其模拟

近场条件下的类同轴法位相衬度成像具有边缘突出效应,其强度分布与相位分布的拉普拉斯算子有直接关系。在近场成像过程中,成像距离决定了成像质量的好坏。本工作通过一维模拟几种具有特定几何构型样品的菲涅耳衍射图样,得到近场条件下最适宜的成像距离,并通过二维模拟验证了此结论。

乳腺组织的位相衬度成像

将位相村度成像用于乳腺肿瘤的结构研究后,发现:正常乳腺组织的吸收图像的清晰度比较高,原因是正常乳腺组织比较致密,对于对X射线的吸收相对较强。而位相衬度成像在分辨肿瘤组织内部结构方面的优势是比较明显的,能够清晰地显示出乳腺组织中的一些精细结构,并可以反映出正常组织、良性肿瘤组织和癌变组织结构的特异性。在位相衬度成像中,图像的村度是与样品到探测器的距离有关的,在不同样品到探测器的距离下,位相村度成像的分辨率是不同的。根据衬度传递函数(CTF),可以估计出乳腺癌组织中的钙化尺度在30μm左右。

北京同步辐射装置上的位相衬度成像

在北京同步辐射装置上首次用位相衬度成像方法对生物样品和复合材料进行研究 ,得到了非常清晰而精细的材料内部细观结构 .

微聚焦管硬x射线位相衬度成像

利用微聚焦管硬x射线光源进行同轴位相衬度成像实验 ,所用的光源聚焦尺寸最小可达 0 5 μm .根据微聚焦硬x射线管的光学传递函数 ,对光源尺寸、相干长度等因素对成像分辨率的影响进行了分析 .对新鲜的未经任何处理的生物样品进行了位相衬度成像 ,分辨率在 1 0 μm左右 ,并和吸收衬度成像进行了对比 .实验结果表明利用微聚焦管作为硬x射线光源 。

多种类生物医学组织衍射增强成像(DEI)的定量研究

探索DEI显示多种类生物医学解剖组织层次与病变细微结构的潜力。在北京同步辐射装置（BSRF）形貌站4W1A束线上，对42个源于人体6个系统、12个脏器、6种组织类型的手术标本样品及8个取自动物病理模型样品进行了包括X-ray吸收衬度成像（XACI）与硬X-ray衍射增强成像（DEI）两种机制下的多次多类对比性二维DEI（2D-DEI）成像扫描；对所获影像予以半定量与定量两种不同方法评价。首次以2D．DEI方式直观显示了人眼环、胃肠道、肾上腺、胰腺、脾脏、子宫、胎盘等解剖结构与病变组织的微观改变，最高影像空间分辨率达40μm，衬度分辨率达0．15—0．8。表明较之XACI单一衬度机制像质，基于DEI多衬度机制像的影像像质显著优越，十分适于展示多由低Z轻元素软组织构成的位相信息丰富的多种类生物医学样品的组织层次与微观结构。

基于SRPCI-CT的膝关节炎病变过程探析

膝关节是常出现病变的组织之一,其发病机制与其结构有关,因此需要先进的成像方法来研究膝关节炎的微观结构。本文通过基于同步辐射位相衬度CT成像(SRPCI-CT)研究膝关节炎的微结构。实验结果表明,在位相衬度成像实验中,膝关节炎组织样本的成像效果非常好。实验中,用PCI-CT方法采集膝关节炎的投影图像,用PITRE软件提取这些图像的位相信息使图像更加清晰,用Amira软件重建样本的切片和三维图像,通过Imaging-Pro软件计算和分析关节的骨体积分数(BVF)。从这些结果不仅可以观察到膝关节病变过程中股骨、软骨-上骨、关节腔(包含软骨和空腔)、软骨-下骨和胫骨的微结构以及骨小梁的网状结构。同时,骨体积分数(BVF)也反映了膝关节病变过程中骨小梁的变化情况,其变化特征与PCI-CT图像结果基本一致。因此,同步辐射位相衬度CT成像有望成为研究关节炎病理过程的手段之一。