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基于同步辐射的衍射增强成像是近年来发展起来的X射线成像新方式，无论是理论还是实验研究都处于初级阶段。该方法利用X射线穿透物体后形成的吸收、折射及消光衬度成像。与传统的X射线吸收衬度成像相比，在弱吸收的生物组织领域有着独特的优势，未来有着巨大的临床应用前景。
本文在衍射增强成像理论基础上，讨论了DEI图像的衬度特征。在此基础上，对衍射增强成像方法在生物医学样品的成像特异性进行了研究。以病理诊断标准为依据，深入讨论了衍射增强成像方法用于大鼠肝纤维化病变成像的图像特征，探讨了同步辐射衍射增强成像方法在实现肝纤维化无创诊断中的应用价值。论文的主要研究内容及研究成果概括如下：
首先，在Chapman提出的衍射增强成像理论基础上，深入讨论了DEI图像的折射衬度，得到折射像的图像衬度最高，依次是腰位像、峰位像、表观吸收像。图像的衬度与采用的X射线能量直接相关，研究结果表明，峰位像及腰位像的图像衬度随着X射线能量的提高而降低。在北京同步辐射装置上对正常大鼠肝脏进行了衍射增强成像，实验结果验证了上述研究成果。
衍射增强成像是一种全新的X射线成像方式，我们对这种成像方式在生物医学样品中的成像特异性进行了研究，得到了包括小鼠眼球、心脏、肺脏、肾脏、胃脏等组织器官的衍射增强图像，并得到了活体小鼠的一系列图像。成像结果显示衍射增强成像能够清晰地显示这些组织器官的微细结构。
肝组织的纤维化病变是一个漫长的动态病理发展过程，是可以逆转的，跟踪检验疾病的发展有着重要的临床诊断及治疗意义。当前，诊断肝纤维化的金标准是有创伤性的肝组织活检，现代影像学手段由于空间分辨率所限不能对纤维化做出诊断。我们将同步辐射X射线衍射增强成像应用于肝纤维化成像，成功地对白蛋白诱导的大鼠肝纤维化模型进行了衍射增强成像。实验模型由北京友谊医院肝病中心提供，实验在日本的光子工厂完成，图像的病理分析由中日友好医院病理专家完成。结果表明，正常及纤维化病变肝脏图像的纹理特征及血管形态差异显著。通过与病理图像相比照，得到了不同级别肝纤维化的衍射增强图像特征。图像的纹理测度定量研究结果也表明纹理测度能够反映图像的纹理特征。