【摘 要】
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X射线相衬成像技术是近几年来X射线成像领域中的研究热点之一,轻元素构成的物质,如生物软组织等,对X射线的吸收能力较弱,传统的X射线吸收衬度成像不能很好地分辨这些物质,理
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X射线相衬成像技术是近几年来X射线成像领域中的研究热点之一,轻元素构成的物质,如生物软组织等,对X射线的吸收能力较弱,传统的X射线吸收衬度成像不能很好地分辨这些物质,理论上,这些轻元素物质对X射线产生相移的相移截面比吸收截面高三个数量级,因此X射线相衬成像技术可以反映这些弱吸收物质的内部信息,可以大大地扩展了X射线成像的应用范围。围绕相衬成像技术发展出了多种获得相位图像的方法,在目前的众多相衬成像方法中,基于光栅相衬成像方法可以利用普通的X射线光源进行成像,不依赖于同步辐射光源或微焦点光源,并且可以通过所得的到的图像提取物体的吸收、相衬、散射三种信息,成为最有潜力应用于临床医疗和工业无损检测领域的成像技术。本论文主要基于中国科学技术大学同步辐射实验室的X射线光栅相衬成像装置进行成像实验,使用相位步进的方法获取样品的投影图像,并用信息分离方法来提取吸收、相衬和暗场的三种信息二维图像,在实际的实验工作中,X射线光源的不稳定性带来的光强漂移现象会影响信息提取的结果,进一步影响相衬成像的三维重建工作,因此本文中通过对相衬成像中相位步进曲线的研究,提出了修正光强漂移的方法,并利用实验验证了方法的正确性。在传统X射线成像中,计算机断层重建技术(CT)可以由多个角度下获得的投影图像来重建断层信息分布,实现无损检测的目的,而X射线相衬成像断层重建具有特殊性,本文介绍了CT重建算法的原理,并进行了数值模拟,然后推广到相衬成像CT重建中。本论文的最后提出了相衬成像研究中方便信息提取和重建研究的GUI软件框架,具有易用性、跨平台和可扩展性,可以为更进一步的相衬CT重建研究打下基础。
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