發(fā)布時(shí)間：2021-09-18 17:07

　　X射線自1895年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)便迅速在醫(yī)學(xué)影像,工業(yè)無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而諸如生物軟組織等由低原子序數(shù)低密度物質(zhì)構(gòu)成的材料對(duì)X射線的吸收作用非常微弱,傳統(tǒng)的吸收成像方法無(wú)法在合理的劑量范圍內(nèi)得到高質(zhì)量的圖像。自上世紀(jì)90年代中期開始,依托先進(jìn)同步輻射光源,X射線相位襯度成像技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)。該技術(shù)利用X射線的相移信息成像,對(duì)弱吸收物質(zhì)也能表現(xiàn)出非常好的成像襯度,有望克服傳統(tǒng)吸收成像的缺陷,引領(lǐng)技術(shù)變革。過(guò)去三十多年已經(jīng)有多種相襯成像技術(shù)被提出,這其中基于Talbot-Lau光柵干涉儀的微分相襯成像方法被公認(rèn)為該領(lǐng)域具有里程碑意義的工作。該方法可利用大焦點(diǎn),低相干性的普通實(shí)驗(yàn)室光源完成成像,使得X射線相襯技術(shù)第一次擺脫了同步輻射光源或微焦點(diǎn)光源的束縛,進(jìn)而為其走出實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)真正臨床和工業(yè)應(yīng)用提供了可能。另一方面,X射線光柵干涉儀實(shí)際上是一套多模態(tài)成像系統(tǒng),可以同時(shí)提供吸收,微分相移和小角散射（又稱“暗場(chǎng)像”）三種互補(bǔ)像,大大豐富了物質(zhì)成像信息。本論文圍繞X射線光柵干涉儀這一研究熱門開展了一系列研究工作,包括:1.在國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室搭建了一套基于幾何投影方法的光柵相襯平臺(tái)。... 

【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)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２真空中兩束初始相位和振幅相同的電磁波＾和＾在真空中自由傳播，穿過(guò)均??勻的厚度為ｔ的物體后，其振幅和相位將發(fā)生改變

?著相移信號(hào)不會(huì)像吸收信號(hào)一樣隨Ｘ射線能量增加而迅速衰減［９】，這一點(diǎn)在低能??段尤為明顯。以水（Ｈ２０）為例，圖１．３（ａ）給出了其吸收系數(shù)和相移系數(shù)隨Ｘ射??線能量增加時(shí)的衰減規(guī)律，可以看出吸收系數(shù)＾隨能量增加迅速減小，而相移系??數(shù)＜５的衰減則平緩很多。另一個(gè)原因則在于對(duì)于低原子序數(shù)物質(zhì)，其相移截面往??往比吸收截面高出２？３個(gè)數(shù)量級(jí)，這就意味著理論上來(lái)說(shuō)Ｘ射線相襯成像測(cè)量??靈敏度可比吸收成像高出１０００倍。圖１．３（ｂ）給出了幾種不同Ｘ射線能量下，物??質(zhì)的相移截面和吸收截面隨原子序數(shù)的變化規(guī)律。從圖中可以看出，在低原子序??數(shù)區(qū)（例如原子序數(shù)小于３０的區(qū)域），物質(zhì)的相移截面％遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于吸收截面ａａ，??而我們知道諸如醫(yī)學(xué)上人體軟組織，肌腱，血管，軔帶等，工業(yè)上常用的有機(jī)高??分子材料

Ｂｏｎｓｅ和Ｍ．?Ｈａｒｔ在《應(yīng)用物理快報(bào)》（Ａｐｐｌｉｅｄ?Ｐｈｙｓｉｃｓ?Ｌｅｔｔｅｒｓ）上發(fā)表的工作【１５］，??因此Ｘ射線晶體干涉儀又被稱為Ｂｏｎｓｅ－Ｈａｒｔ干涉儀。正是借助該設(shè)備，Ｍｏｍｏｓｅ??等人獲取了世界上第一幅相襯ＣＴ圖像［１４】。其光路原理和結(jié)構(gòu)如圖１．４所示。??（ａ）?（ｂ）??堿??圖１．４?Ｘ射線光柵干涉儀結(jié)構(gòu)原理與實(shí)物圖。（ａ）光路原理圖，圖片來(lái)源文獻(xiàn)［２６］。（ｂ）晶體??千涉儀的實(shí)物圖和尺寸，圖片來(lái)源２０１４年Ｍｏｍｏｓｅ合肥Ｘ射線相襯成像講座報(bào)告。??干涉儀的主體由一塊完整的晶體切割而成，如圖１．４（ｂ）所示，切割后形成的??三塊晶體從左到右依次被稱為分束晶體，透射晶體和分析晶體。同步輻射白光經(jīng)??晶體單色器后照射在分束晶體上，被分為透射光和衍射光。兩束光照射到透射晶??體后又各自再次被分為透射光和衍射光，兩束次級(jí)衍射光％和％在光路形成干??涉。由于干涉條紋周期很小，需要經(jīng)過(guò)第三塊分析晶體讓物光透射，參考光衍射，??使兩束光同軸產(chǎn)生干涉

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于X射線光柵相襯成像的乳腺癌診斷技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J]. 李新斌,陳志強(qiáng),張麗,付怡.  中國(guó)體視學(xué)與圖像分析. 2015(04)
[2]雙能X射線骨密度儀技術(shù)進(jìn)展綜述[J]. 李嬋,李亮,陳志強(qiáng).  CT理論與應(yīng)用研究. 2014(05)
[3]X射線相位襯度成像[J]. 朱佩平,吳自玉.  物理. 2007(06)
[4]衍射增強(qiáng)成像原理[J]. 朱佩平,袁清習(xí),黃萬(wàn)霞,王寯越,舒航,吳自玉,冼鼎昌.  物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[5]兩塊晶體衍射增強(qiáng)成像方法研究[J]. 朱佩平,王寯越,袁清習(xí),田玉蓮,黃萬(wàn)霞,黎剛,胡天斗,姜曉明,吳自玉.  物理學(xué)報(bào). 2005(01)

博士論文
[1]X射線光柵相位襯度成像實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用研究[D]. 胡仁芳.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]X射線光柵相位襯度成像技術(shù)和方法研究[D]. 王圣浩.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]扇束雙能X射線骨密度測(cè)量方法研究[D]. 陳敏聰.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]寬扇束雙能X射線骨密度儀研究[D]. 李嬋.清華大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3400516