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X射線(xiàn)斷層成像新技術(shù)|多場(chǎng)相位CT SkyScan1294

更新時(shí)間:2020-07-31點(diǎn)擊次數(shù):1724

▲SkyScan 1294 –Phase-Contrast Desk-Top X-Ray micro-CT

 

  傳統(tǒng)的基于吸收襯度的X射線(xiàn)成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué),生物學(xué),材料科學(xué),信息科學(xué)和許多工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用,幾乎與我們每一個(gè)人的生活和健康息息相關(guān)。然而這種成像方式可以對(duì)人體骨骼等較重元素組成的物質(zhì)觀察的很清楚,但是對(duì)軟組織成像比較模糊,這其中的原因在于人體組織主要由輕元素組成的,而輕元素對(duì)于硬X射線(xiàn)幾乎沒(méi)有吸收。經(jīng)過(guò)幾十年的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),輕元素引起X射線(xiàn)相位改變的幅度是其對(duì)X射線(xiàn)吸收值的1000~100000倍,利用相位信息發(fā)展的X射線(xiàn)相位襯度成像,特別適合于輕元素構(gòu)成的物體,具有廣闊的發(fā)展前景[1]。

 

 

  由于技術(shù)條件的限制,當(dāng)前X射線(xiàn)相位成像技術(shù)的研究與應(yīng)用主要是在同步輻射裝置上展開(kāi)的。布魯克公司采用瑞士Paul Scherrer研究所授權(quán)的技術(shù)研制出了商用X射線(xiàn)相位CT-SkyScan1294,為X射線(xiàn)斷層成像技術(shù)打開(kāi)了新的應(yīng)用大門(mén)。

 

 

  這臺(tái)儀器不僅可以獲得傳統(tǒng)的X射線(xiàn)吸收襯度圖像,還可以獲得相位襯度圖像。不僅如此,更是可以重建出散射因子,也就是那些包含粉末、泡沫、多孔或多晶的樣品,在利用X射線(xiàn)進(jìn)行斷層成像時(shí),會(huì)引起x射線(xiàn)相位中斷,造成散射相位與入射相位無(wú)關(guān),在成像中會(huì)出現(xiàn)的新的由散射引起的襯度。

  簡(jiǎn)而言之,SkyScan1294是一臺(tái)集吸收襯度、相位襯度和散射襯度于一體的多場(chǎng)成像設(shè)備,可以更加完備的揭示樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)。

  ▲SkyScan1294相位CT的基本原理圖

 

  采用SkyScan1294對(duì)5克拉毛坯鉆石進(jìn)行多場(chǎng)成像的三維渲染圖。吸收襯度圖像展示了鉆石的外部形貌以及內(nèi)部的金屬氧化物夾雜。散射襯度圖像則清晰揭示了內(nèi)部的缺陷。即便是如羽狀紋這樣微小的缺陷。此外,在散射襯度圖像左下角,我們可以清楚看到塊狀的石墨,但由于石墨和金剛石的相同化學(xué)組成,這些信息是傳統(tǒng)的吸收襯度圖像無(wú)法獲得的。

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