基于衬度的X射线光栅成像自适应通量优化

相比于传统X射线成像,X射线光栅成像能够提供吸收衬度之外的折射衬度和暗场衬度图像。为了进一步推动该技术的实际应用,本文针对常用的傅里叶成分分析提出了一种基于衬度的自适应通量优化方法,并推导出相位步进过程中最优的通量分布形式。结果表明,针对折射衬度和暗场衬度最优的通量分布趋势正好相反,但相比于传统固定通量分布均能够显著降低目标衬度的噪声方差,反过来,也意味着在同等噪声下可以降低总的吸收剂量。而针对吸收衬度最优的通量分布就是传统固定通量分布,也说明传统固定通量是同时提取三种衬度的一种折中方案。

基于迭代重建算法的X射线光栅相位CT成像

基于光栅干涉仪的X射线成像技术可以同时获得样品内部的吸收信息、相位信息和散射信息,既保持了传统X射线衰减成像的优点,又拥有相衬成像和散射成像的优势.然而基于传统CT重建算法的X射线光栅成像需要采集大量完整的原始投影数据,数据采集时间过长从而使得物体接受很大的辐射剂量,难以在实际中应用.提出基于传统代数迭代重建算法的光栅成像技术.该方法利用现有X射线光栅成像系统采集少量原始投影数据,基于传统代数迭代重建算法,对旋转变化的相位数据进行CT重构,同时基于傅里叶变换的方法对微分相位数据进行相位恢复.模拟和实验结果表明,基于少量或不完备的原始投影数据,该方法能够准确重构成像对象的吸收、柑位和散射三维信息,同时还能对微分相位切片进行高信噪比的相位恢复,得到样品折射率实部衰减率,为X射线光栅成像技术在工业、生物和医学诊断等领域的应用提供理论和技术支撑.

X射线光栅相衬成像的仿真（英文）

根据菲涅耳衍射积分理论,提出了X射线光栅相衬成像系统的仿真模型。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)小球作为成像物体模型,选取30 ke V的X射线做模拟计算。通过仿真,得到了穿过球体和相位光栅的X射线波前的变化。采用多步位移法从模拟条纹图中恢复出了PMMA小球的相位信息,并分析了莫尔条纹对比度对成像质量的影响,为实际的实验提供可靠的参数选择。经过仿真得到的相移信息与通过实验得到一致,验证了仿真算法的正确性。

基于X射线光栅相衬成像的乳腺癌诊断技术的现状和发展前景

随着X射线相衬成像技术的发展,适用于临床诊断的X射线光栅相衬成像成为当下一个研究热点。该成像技术可用于常规X光源,并同时获得衰减、相衬及暗场三种图像,具有比传统衰减成像更高的对比度和空间分辨率。本文简要介绍了X射线光栅相衬成像的基本原理,总结了基于该成像过程的乳腺癌诊断技术的发展现状,以及它在微钙化、浸润性癌等乳腺癌症状方面的应用研究进展。相关的可行性验证实验也在本文中加以了详细的介绍。但是该技术在临床应用上仍然面临图像噪声大、辐射剂量高和装备精度要求高等局限。目前,许多研究机构及公司均致力于克服这一点,以开发出用于临床的基于光栅成像技术的新型乳腺机,为乳腺癌乃至更多疾病的治疗带来新的变革和进步。

基于X射线光栅相位衬度的鲫鱼无损成像研究

近年来,光栅相位衬度成像成为当前X射线成像学界的研究热点,因其与传统X光源的高度兼容性而被认为是未来临床医学无损诊断的关键技术.与现有X射线吸收衬度成像技术相比,相位衬度成像技术对软组织具有不可替代的分辨能力.基于几何投影的X射线光栅相位衬度成像技术,无损研究了本地鲫鱼的鱼体结构,利用福尔马林溶液处理样品,发现成像结果清楚地显示出鱼肠组织的结构.这是第一次利用X射线光栅相位衬度成像技术观察到鱼肠组织.

X射线线阵探测器校正与滤波

针对X射线线阵探测器像素响应不均而造成X射线图像产生竖条纹,以及由探测器本身和外界产生噪声干扰的问题,提出了一种新型的校正与滤波模型,解决了传统校正方法因忽略噪声影响而使得校正完成后数据波动较大的问题。结合X射线特性及X射线线阵探测器的成像原理,分析了像素响应不均时的输出特性及噪声,建立了改进的两点校正算法与基于偏微分方程的半隐式差分滤波模型。实验证明,分辨率为1×9 216的X射线线阵探测器在经过该模型校正后,有效地解决了像素响应不均的问题,抑制了噪声的影响,在位深为16 bit的情况下,平均均方误差低于五个灰度级,提高了X射线图像检测的质量。

光栅相衬CT中吸收信号环形伪影的去除方法

提出一种光栅X射线相衬断层扫描中吸收信号环形伪影的去除方法。该方法采用正弦图域和重建图域结合的处理算法。对于弱伪影,通过正弦图域的排序和滤波去除。而对于强伪影,首先根据环形伪影在极坐标系的表现,计算残差图像,转换到笛卡尔坐标系得到伪影像素和样品的边界;进而使用基于机器学习的图像分割方法获取每一类样品的分布,同时为了保护边界信息,通过形态学操作获得样本的内部区域;最后再利用残差图像的分布特征定位伪影像素,并使用临近非伪影像素均值替代。实验结果表明该方法可以在不破坏样品边界的前提下有效地去除图像中的环形伪影。