利用同步辐射扭摆器光源研究X射线同轴轮廓成像质量

利用北京同步辐射光源研究了准平行束X射线同轴轮廓成像中影响成像质量的若干因素。结果表明,同步辐射光束在垂直方向能获得更好的边缘增强效果。尺寸较大的样品能获得更高的衬度。随着样品到探测器距离的增大,衬度增大,但存在一个最佳距离。高分辨率的探测器可以获得较高的衬度和较好的边界锐度。

X射线同轴轮廓成像中影响成像质量的若干因素研究

采用数字模拟方法较为系统地研究了光子能量、样品直径和散射强度对成像质量的影响,克服了已有实验结果的局限性.研究得到成像质量随光子能量的变化关系,模拟结果与已有实验结果相符.研究发现,当其他成像参数不变时,同一样品存在多个光子能量可实现相近的成像质量,且成像质量都较好,这可用于定量相衬成像中多图重构时图像的选择,也为对辐射剂量有要求的样品提供理论依据.得到了不同直径样品在成像质量最佳时所对应的样品到探测器距离,发现这一距离随样品直径的增加而增加.研究了样品厚度或折射率变化导致的散射X射线对成像质量的影响,发现成像衬度随散射的增强呈指数下降,在厚度或折射率分布不规则导致散射的情况下,X射线同轴轮廓成像仍能得到较好的轮廓像.

利用定量相衬成像消除X射线同轴轮廓成像中散射的影响

在所有的相衬成像方法中,X射线同轴轮廓成像由于光路简单、不需要任何光学元件而备受关注.其缺点是无法直接消除散射的影响,从而限制了它在生物医学等领域中的应用.利用数字模拟方法研究了引入散射前后轮廓像的质量随样品到探测器距离的变化情况.模拟结果表明直接轮廓成像存在一个最佳成像距离,因而无法通过改变样品到探测器距离来减小散射的影响.利用定量相衬成像不受成像距离限制的特点,研究了远距离成像时散射的影响.结果表明,样品到探测器的距离增大到一个临界值时,散射对重构像的影响可降到一个极值,此时成像质量得到了明显改善.

离体生物样本无对比剂血管成像:硬X线同轴轮廓相衬成像术的实验研究

目的X线相衬成像能够在无对比剂和降低曝光量的情况下观察生物组织尤其是软组织的内部结构。该实验利用同步辐射相干X线,根据同轴轮廓成像原理,在无对比剂的情况下,观察新西兰大白兔和人的离体肝组织标本内部的血管结构。方法所有样品经10%甲醛溶液固定,并切成6mm厚,10mm×10mm大小备用。成像胶片为富士工业胶片(Fuji-IX80)。实验是在北京同步辐射实验室4W1A光束上进行的,实验装置类似于全息成像,最大光斑为20mm×10mm,光子能量为8keV。改变样品和胶片的距离,以获得最佳的成像质量。结果兔肝标本的血管树得到清晰显示,人肝硬化标本的扭曲的异常血管也得到清晰显示。显示的最小的血管直径小于20μm。结论在第一代同步辐射上,在无对比剂的情况下,肝脏样本内部的血管结构可以通过X线同轴轮廓成像的方法得到显示。

比较同步辐射衍射增强与同轴技术小鼠肾脏成像

目的通过评价同步辐射相位衬度成像技术在小鼠肾脏微细结构的成像过程,比较同轴成像技术(IOXI)与衍射增强成像(DEI)的差异,探索相位成像技术的应用价值。方法在北京同步辐射装置(BSRF)形貌站4W1A和上海光源(SSRF)成像线站BL13W上,分别对小鼠肾脏进行成像,以组织衬度与空间分辨力作为评价指标。结果肾脏微细结构在IOXI与DEI中均得以显示,尤其是IOXI可显示肾小球。通过显微放大法获得的图像空间分辨力达10μm。结论包括IOXI与DEI在内的相位衬度成像技术在软组织及血管结构的显示中均具有较高的应用价值。IOXI由于获得成像信息更多,且光路较为简单、图像可直接获得,在生物医学应用研究中的价值可能更高。

相干X线相衬成像的初步研究:离体大白鼠肝脏、肺脏成像实验

目的 应用同轴轮廓成像原理对大白鼠离体肝脏、肺脏进行X线相衬成像实验 ,并与常规X线技术对比 ,为进一步实验奠定基础。方法 在北京正负电子对撞机国家实验室 ,利用同步辐射装置的插入件辐射引出的空间相干X射线 ,应用同轴轮廓成像原理 ,对大白鼠离体的肝脏、肺脏进行X线相衬成像。同时 ,对离体的大白鼠肺脏进行常规X线摄影 ,并进行对比。结果 大白鼠离体肝脏血管成像未能显示内部结构 ;离体肺脏的同轴轮廓成像清晰度及分辨率显著高于普通X线技术。结论 X线相衬成像从原理和实践上 ,其分辨率都高于常规X线技术 ,但尚需进一步探索和改进。