肾脏相位衬度两种成像技术的比较及分析

目的:分别采用衍射增强成像(DEI)和同轴成像(IOXI)技术进行小鼠肾脏组织的相位衬度成像研究,旨在评估两种成像方法的特性和效果。方法:分别在北京同步辐射装置(BSRF)4W1A及上海光源(SSRF)BL13W1上进行实验(分别实施DEI和IOXI)。经福尔马林溶液固定的不同月龄(10、18、24月龄)小鼠的肾脏标本置于成像台进行成像,以图像衬度及分辨率等指标评估电荷耦合器件(CCD)获得的图像,具体评估指标包括显示的图像形态结构、衬度、分辨率等参数。结果:DEI技术获得的图像主要是显示血管结构。而IOXI技术获得的图像包含更多的细节,除了血管结构外,还能清晰显示包括肾小球在内的小鼠肾脏的微细结构,尤其在高分辨成像下,通过比较不同月龄的小鼠肾脏,初步获得小鼠老化的过程:首先从皮质肾小球的分布、走行及数量发生变化,到后期乃至终末期累及髓质,直小管及血管结构紊乱、皱缩以及肾脏呈硬化萎缩改变。结论:DEI和IOXI技术均能较好显示小鼠的肾脏血管结构,但IOXI技术更能显示包括肾小球在内的细微结构,这对未来研究肾脏病变乃至其余实质脏器的研究具有更加重要的价值。

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。

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。

应用类同轴技术评价小鼠肾脏的进一步研究

目的:应用同步辐射光源的相干性,进行肾脏组织的类同轴成像研究,在前期研究的基础上进一步评价相位衬度成像技术在肾脏组织成像及研究病变模式方面的意义。方法:在上海光源BL13W1线站,取经过甲醛溶液固定后的小鼠肾脏组织样品,置于类同轴光路的样品架上进行成像,以空间分辨率和组织衬度作为评价标准,比较不同年龄的肾脏的形态、结构差异。结果:在样品与成像板距离Z为150cm获得的肾脏成像,具有较高的组织衬度,年龄在10个月、18个月与年龄24个月小鼠肾脏的形态及血管均存在明显差异。结论:类同轴技术能较好显示肾脏的微细解剖结构,而对于适龄和老龄的肾脏之间存在着的血管模式、形态上的差异对于我们在某种程度上研究肾脏的老化特征有一定的诊断价值。

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.