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同轴x射线位相衬度成像实验研究

中国医学影像技术 2007年第11期23卷 1721-1723页

作者：蒋诗平陈阳李妹芳陈亮熊壮余永强中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029 安徽医科大学附属医院放射科安徽合肥230022

目的研究利用类点光源的同轴x射线位相衬度成像技术。方法在北京同步光源4W1A光束线上,分别利用白光束x射线和14keV单色x射线,采用同轴方式开展生物样品的位相衬度成像实验。结果位相衬度图像比吸收衬度的图像分辨率更高、衬度更好。结... 详细信息

目的研究利用类点光源的同轴x射线位相衬度成像技术。方法在北京同步光源4W1A光束线上,分别利用白光束x射线和14keV单色x射线,采用同轴方式开展生物样品的位相衬度成像实验。结果位相衬度图像比吸收衬度的图像分辨率更高、衬度更好。结论对于x射线吸收很弱的样品,位相衬度成像能够得到更好衬度和更高分辨率的图像。利用类点源x射线同轴相位衬度成像技术相对比较容易地被用于临床。

关键词： x射线成像位相衬度同步辐射

基于减影融合的x射线多谱计算机层析成像方法

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激光与光电子学进展 2020年第8期57卷 330-336页

作者：孟红娟陈平潘晋孝李毅红中北大学理学院信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

在分析不同能谱对应的公共能量段下多能投影之间关系的基础上,研究了基于减影融合的多谱CT成像算法。该方法在分析不同射线源参数下射线能谱之间关联性的基础上,建立了递变能量多能投影序列减影融合模型,并通过递变能量获取工件的多个... 详细信息

在分析不同能谱对应的公共能量段下多能投影之间关系的基础上,研究了基于减影融合的多谱CT成像算法。该方法在分析不同射线源参数下射线能谱之间关联性的基础上,建立了递变能量多能投影序列减影融合模型,并通过递变能量获取工件的多个多能投影序列,结合减影融合模型,对所得投影图像进行减影融合,去除公共能量段投影信息,获取近似窄能谱的投影信息。最后采用统计迭代算法进行图像重建,减小噪声干扰,提高重建质量。实验结果表明,所提方法能通过多谱投影减影融合得到近似窄谱投影,有效抑制射束硬化伪影。

关键词：光谱学 x射线成像多谱CT成像减影融合窄谱投影硬化校正

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基于CCD的脉冲x射线实时成像系统

传感器技术 2004年第9期23卷 84-85,88页

作者：郭明安冯兵罗剑辉李斌康阮林波孙凤荣西北核技术研究所陕西西安710024

从x射线成像原理、系统组成及实验应用等方面介绍了基于CCD的脉冲x射线成像系统,可用于不透明物体的检测,直接得到x射线透视后的图像,实现了不透明物体检查的实时图像显示。

关键词： CCD x射线成像图像采集

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基于微扫描的x射线实时成像方法

激光与光电子学进展 2016年第5期53卷 163-170页

作者：高美静许伟吴伟龙王静媛燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室河北秦皇岛066004

为提高x射线实时成像系统的空间分辨力,提出了将光学微扫描技术引入原有成像系统,搭建了带有微扫描的x射线实时成像系统,介绍了光学微扫描x射线成像系统的工作原理。该光学微扫描系统得以成功应用的关键技术之一是亚像素级精度的图像配... 详细信息

为提高x射线实时成像系统的空间分辨力,提出了将光学微扫描技术引入原有成像系统,搭建了带有微扫描的x射线实时成像系统,介绍了光学微扫描x射线成像系统的工作原理。该光学微扫描系统得以成功应用的关键技术之一是亚像素级精度的图像配准技术。给出了频域加窗图像配准方法的原理、流程及具体步骤。利用不同配准算法对x射线图像进行了仿真研究,仿真结果表明该图像配准算法对于x射线图像的有效性,该方法将实际x射线图像配准的精度提高到亚像素级,具有较强的实用价值。

关键词：成像系统 x射线成像微扫描高分辨力亚像素级图像配准

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微型x射线数字成像系统的测试与应用

中国光学与应用光学 2010年第6期3卷 591-597页

作者：蔺超郑玉权中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

研制了一套采用x射线敏感CCD作为成像探测器的微型数字成像系统并用于牙科诊断。应用牙齿模型与分辨率测试卡对系统的辐射剂量和分辨率进行了测试,采用分段线性校正对CCD与转换屏耦合下的响应不均匀性进行校正,并通过计算线性相关系数... 详细信息

研制了一套采用x射线敏感CCD作为成像探测器的微型数字成像系统并用于牙科诊断。应用牙齿模型与分辨率测试卡对系统的辐射剂量和分辨率进行了测试,采用分段线性校正对CCD与转换屏耦合下的响应不均匀性进行校正,并通过计算线性相关系数辨别瑕疵像元以避免误判。测试了系统在高分辨率、小工作幅面x射线检测方面的应用效果。结果显示,系统分辨率高于10lp/mm,在获得相近对比度图像的条件下,所需的辐射剂量仅为胶片的10%,图像非均匀性相对校正前可降低27.5%。得到的结果表明,系统满足高分辨率、低辐射剂量的使用要求,在微小物体x射线检测方面具有较大的应用潜力。

关键词： x射线成像数字图像分辨率辐射剂量非均匀性校正

一种基于毛细管x光透镜的微型锥束CT扫描仪

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物理学报 2022年第9期71卷 37-46页

作者：周腊珍夏文静许倩倩陈赞李坊佐刘志国孙天希赣南医学院医学信息工程学院赣州341000 赣南医学院组织工程材料与生物制造江西省重点实验室赣州341000 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室北京100875

活体小动物成像系统是疾病研究、新药开发的重要组成部分.其中,x射线微型锥束计算机断层成像(x-ray micro cone-beam computed tomography,Micro-CBCT)能实现数十至数百微米空间分辨率的解剖结构成像研究.Micro-CBCT成像仪的一个关键挑... 详细信息

活体小动物成像系统是疾病研究、新药开发的重要组成部分.其中,x射线微型锥束计算机断层成像(x-ray micro cone-beam computed tomography,Micro-CBCT)能实现数十至数百微米空间分辨率的解剖结构成像研究.Micro-CBCT成像仪的一个关键挑战是其空间和对比度分辨率主要取决于x射线源焦斑大小、探测器分辨率和系统几何结构等因素.为提高Micro-CBCT的空间分辨率、对比度分辨率和成像均一性,本文基于毛细管x光透镜研制了一款能够调控照射x射线束斑孔径的Micro-CBCT扫描仪,用于小动物成像研究.此系统由微焦斑x射线源、非晶硅平板探测器、旋转工作台和控制电脑组成,并采用Feldkamp-Daivs-Kress算法重建投影图像.对该系统的性能进行了测试,结果表明,系统在10%调制传递函数下的空间分辨率为9.1 lp/mm,提高了1.35倍.同时,由于毛细管x光透镜对低能x射线的吸收和散射抑制作用,实现了2倍以上的对比度增强,减轻了多色x射线束硬化效应引起的图像均一性恶化问题.应用该Micro-CBCT系统对麻醉小鼠进行了活体成像,验证了该系统在小动物成像研究中的实用性.

关键词：毛细管x光透镜微型锥束CT x射线成像调制传递函数

x射线微分相位衬度成像中的信息提取方法研究

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X射线微分相位衬度成像中的信息提取方法研究

作者：刘达林合肥工业大学

学位级别：硕士

x射线相位衬度成像技术不仅可以提供传统x射线吸收衬度成像的吸收衬度,而且兼具相位衬度成像和暗场成像两者的优势。对于那些由轻元素组成的物质,硬x射线相位衬度成像技术理论上能够提供比传统吸收衬度成像技术高达上千倍的测量灵敏度... 详细信息

x射线相位衬度成像技术不仅可以提供传统x射线吸收衬度成像的吸收衬度,而且兼具相位衬度成像和暗场成像两者的优势。对于那些由轻元素组成的物质,硬x射线相位衬度成像技术理论上能够提供比传统吸收衬度成像技术高达上千倍的测量灵敏度。几种主要的相衬成像技术中,x射线微分相衬成像(包括衍射增强成像和光栅相衬成像)近些年引起了越来越多的关注,他们都是测量样品的相移一阶导数信号,衍射增强成像是目前基于同步辐射光源的材料内部结构的有效表征手段,而光栅相衬成像能够与常规x光源有机结合,是目前最有希望应用到临床医学中的x射线成像技术。实验上探测器采集的图像是包含物体吸收,相移以及散射的混合信息投影图像。三种衬度机制对应物体的不同组成和结构,独立的三种信号能观察到更清晰的结果,因此从投影图像中提取出独立的信息图像必不可少。本论文系统总结了x射线微分相位衬度成像的信息提取方法,并提出了几种新的信息提取方法。本文主要在以下几个方面开展了研究工作:1、基于强度函数高阶展开的信息提取方法x射线光栅相衬成像中,对强度函数做泰勒展开,可以有效提取被成像物体的小角度信息。将强度函数展开至二阶,就可以同时提取物体的吸收、折射、和超小角散射(USAxS)信息。然而对于具有更大折射角度和散射宽度的物体,仅仅展开至二阶则显得不足。本章节在前人工作基础上,探究强度函数高阶展开对信息提取结果的影响。2、三张图像的衍射增强成像信息提取方法衍射增强成像中,利用高斯函数拟合摇摆曲线,推导光强的解析表达式,并给出三种信息的信息提取公式。三图方法只需采集三幅投影图就可以同时分离物体的吸收、折射和散射信息。同步辐射实验结果表明,新方法与传统标准方法MIR结果基本一致,相比于MIR,我们的方法只需要三幅投影图,大大简化图像采集过程,减少了成像时间,一定程度上降低辐射剂量,对于临床医学,生物活体成像有重要意义。

关键词： x射线成像微分相衬成像信息提取方法图像采集

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x射线衍射增强成像中的信号偏差研究

X射线衍射增强成像中的信号偏差研究

作者：夏健霖合肥工业大学

学位级别：硕士

x射线衍射增强成像是一种重要的x射线相位衬度成像方法,该成像方法通过测量物体对x射线的调制来获取物体的内部信息。利用该方法对由碳、氢、氧等轻元素构成的人体软组织进行相位衬度成像,能够获得比传统吸收衬度成像技术更高的图像对... 详细信息

x射线衍射增强成像是一种重要的x射线相位衬度成像方法,该成像方法通过测量物体对x射线的调制来获取物体的内部信息。利用该方法对由碳、氢、氧等轻元素构成的人体软组织进行相位衬度成像,能够获得比传统吸收衬度成像技术更高的图像对比度和测量灵敏度,在医学成像、材料科学、国土安全等领域具有极大的应用前景。在x射线衍射增强成像技术中,诸多因素,如机械误差、光源的相干性、光子统计噪声和信号偏差等,会影响成像质量。其中机械误差、光子统计噪声和光源的相干性已经有很多研究并发表了大量论文,而详细介绍信号偏差的文献较少。本文系统性的介绍了x射线衍射增强成像的基本原理和信息提取方法,并基于三图法深入研究了信号偏差对成像质量的影响。本论文的主要工作内容包括以下几个方面:(1)基于x射线衍射增强成像中的光子统计噪声,引出了衍射增强成像中信号偏差的基本概念和原理,基于泰勒级数二阶展开推导了信号偏差的理论公式。结合三图法的信息提取公式计算了折射信号和散射信号的偏差,结果表明折射信号和散射信号都是有偏估计。本论文在此基础深入研究了折射、散射信号偏差的影响因素。(2)利用树脂棒-散射箔片模型进行了衍射增强成像的数值模拟实验。数值模拟结果验证了理论推导,在此基础上重点研究了晶体角位置对偏差的影响。利用建立的偏差模型,能够指导试验方案的优化,以提高三图法提取物体信息的准确度。

关键词： x射线成像衍射增强成像数值模拟信号偏差

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高质量x射线检测数字化成像及图像采集

光学精密工程 2002年第4期10卷 359-364页

作者：程耀瑜胡鶠韩焱朱明武华北工学院七系山西太原030051 南京理工大学机械学院江苏南京210014

x射线数字成像检测是工业无损检测的新技术。非胶片实时数字成像检测以其高效率、低成本 ,特别是数字图像的可交换性和存储方便等特点成为射线检测的发展趋势。通常使用的由射线像增强器、视频摄像机、图像采集卡和计算机组成的系统成... 详细信息

x射线数字成像检测是工业无损检测的新技术。非胶片实时数字成像检测以其高效率、低成本 ,特别是数字图像的可交换性和存储方便等特点成为射线检测的发展趋势。通常使用的由射线像增强器、视频摄像机、图像采集卡和计算机组成的系统成像质量差且只能在低能x射线下使用 ,作者经过反复研究和实验 ,研制了基于单晶闪烁屏和科学级CCD相机的可用于高、低能x射线高分辨率、高对比灵敏度数字成像检测系统。介绍了整个检测系统的组成 ,设计了科学级制冷CCD相机、预处理电路、A/D转换电路、微机EPP方式快速数据采集电路和软件等。给出了某铝铸件 (厚 1 5 0mm)在加速器高能x射线下的成像结果。实验证明该系统比普通像增强器和视频相机组成的系统具有适应射线能量范围宽和成像质量好的优点 (成像时间长一些 )。系统的空间分辨率大于 3lp/mm ,检测物体 5 0mm(等效钢厚 )以上时 ,对比度灵敏度小于 1 %。

关键词： x射线成像科学级CCD相机复位噪声空间分辨率对比度灵敏度数字化成像图像采集