博士论文-基于Talbot效应的X射线相位衬度成像理论研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘小松 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吴自玉 ; 朱佩平 |
| 关键词 | X射线相位衬度成像 分数Talbot效应 光栅干涉仪 任意相位调制 相位衬度CT |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 基于Talbot效应的X射线光栅干涉仪成像技术（X-ray Talbot Interferometry, XTI）是最近几年才发展起来的一种全新的X射线相位衬度成像技术。这种技术对弱吸收样品有很高的衬度、空间分辨率能够达到微米量级，且实验设备小巧紧凑、对系统稳定性以及X射线的相干性要求比较低。XTI成像技术可以应用于普通X射线光源，因而这种成像技术在临床医学上有很大的应用前景。XTI自出现以来就吸引着众多的关注。越来越多的科学家投身基于Talbot效应的X射线相位衬度成像研究领域，积极开展光栅干涉仪成像理论研究，并取得了很多优秀的科研成果。因此，XTI相位衬度成像技术的研究具有前瞻性和开拓性，并具有重要的研究价值和意义。本文致力于发展和完善基于Talbot效应的光栅干涉仪成像理论，并研究基于微分相位衬度成像方法的折射率的恢复问题。本文的工作主要集中于两个方面：基于任意相位调制的XTI相位衬度成像理论研究和基于微分相位衬度成像技术的折射率的各阶导数的计算机断层扫描（Computed tomography, CT）重建算法。; 在基于任意相位调制的光栅干涉仪成像理论中，首先分析了任意相位调制的可行性，给出适用于XTI技术的相位调制的范围以及由不同相位调制下分数Talbot距离的选取，并讨论了X射线空间相干性和时间相干性对微分相位衬度的影响。针对目前基于步进扫描的相位提取方法比较冗繁耗时的现状，本文提出了一种全新的基于位移曲线的正反投影方法，用于光栅干涉仪相位衬度成像技术中样品相位信息的提取。基于正反投影的相位提取方法，能够降低光栅干涉仪成像对光源、光栅稳定性的要求并减少样品辐射剂量，使得相位衬度CT与传统CT一样简单快速。另外，本文还提出了基于Talbot效应的X射线柱面光栅干涉仪相位衬度成像的构想，有可能提供满足临床医学要求的大范围的视场。正反投影方法以及圆光栅干涉仪相位衬度成像理论的提出，使得X射线相位衬度成像技术向临床医学应用方面迈进了一大步。; 基于微分相位衬度成像技术的折射率各阶导数的CT重建工作，主要研究折射率一阶和二阶导数的CT重建算法。折射率一阶导数反映了样品内部折射率分布的变化情况，而二阶导数的物理含义为折射率的变化率的快慢。它们对于样品折射率变化剧烈的地方，如样品的边缘、内部微小结构的边界等部分很敏感。因而折射率的一阶和二阶导数都能够非常好地表征样品的边缘或是样品内部结构的细节，这一点被实验和数值模拟过程所验证。 |
| 学科主题 | 凝聚态物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210233]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘小松. 博士论文-基于Talbot效应的X射线相位衬度成像理论研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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