类同轴X射线相衬成像.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,类同轴,X,射线相衬成像,近期工作成果,理论公式,上式是考虑相位与吸收缓变得到的频率空间的像密度表达式。此式的形式与,吴希增文章中的结果略有不同。,下面将说明式（,1,）较式（,2,）的合理性。,（,1,）,（,2,）,为了说明式（,1,）的合理性，将对式（,1,）做,Fourier,逆变换，使其由频率空间转换为实空间函数，变换结果如下：,（,3,）,其中，,（,4,）,（,5,）,式（,3,）与吴的结果相同，但吸收与相位效应滤波函数有很大不同,利用数学软件,mathematica,分别模拟式（,4,）和式,15,），结果如图,1,，其中,，,，,X,射线入射光子的平均能量为,20keV,，,X,射线焦斑尺寸,0.025 mm.,Fig.1,右图为吴文中的实空间吸收与相位效应滤波函数模拟结果，峰值相同。此种情况是不合理的。,Fig.2,合理性解释,X,射线类同轴相衬成像理论起源于,PGW,理论，而,PGW,理论是针对弱相位弱吸收物质提出的，是一种特例，后期的理论发展都是包含这个特例的，即式（,1,）在考虑弱相位弱吸收条件时，都将回归,PGW,理论。这已证明。,在弱相位如吸收条件下，即,和,可得,合理性解释,若,F,A,和,F,P,在同一数量级，则吸收项将远远大于相位项，这与,PGW,理论与实验结果都不符合。因此，图,1,中,F,A,F,P,是合理的。,意义：,公式的明确对于进一步研究打下了基础；,通过图,1,可以估计相衬成像的最小分辨率约为,10,m.,空间相干度与入射光子能量对类同轴临床,X,射线相衬成像的影响,在光源十分小的时候（微米量级），合理假设,X,射线源为一光密度平均分布的圆光源，基于此假设，考虑空间相干度后，可得新的理论公式为,（,6,）,其中，,（,7,）,式（,7,）为半径为,a,的,X,射线源的空间相干度，,R,1,为光源到物平面的距离，,R,2,为物平面到像平面的距离，,M,为放大倍数，,u,为空间频率，,J,1,为第一类一阶贝塞尔函数。,re,可以命名为吸收传递函数（,ACTF,），,re2,R,2,u,2/,M,可以命名为相位传递函数（,PCTF,）。,空间相干度影响,Fig.3 The curves of attenuation-contrast transmission function,for the different source radiuses.,空间相干度与影响,Fig.4 The curves of phase-contrast transmission function,for the different source radiuses.,空间相干度影响,Fig.5 The curves of phase-contrast transmission function,for the different source radiuses.,讨论,随着源半径的减小，,PCTF,增强，但当减小到一定程度时，半径的减小对于,PCTF,增强不再明显；,对大半径（如,50,m),最佳成像位置应小于中心位置，对于实验的进行有指导意义；,在,R,2,小于中心位置的区间，,PCTF,变化更快，而大于中心位置后，,PCTF,变化较慢；,人体的厚度应该考虑进来，因此最佳成像位置不是一个值，而应是个区间。,入射光子能量影响,Fig.6 The curves of phase-contrast transmission function,for the different X-ray incident photon energies.,讨论,入射光子能量的改变对最佳成像位置没有影响，这对,X,射线应用于临床有重要意义；,光子能量较低时，对,PCTF,的增强较明显。,实验结果（不同源半径结果比较）,b,Fig.7(a)CCD image of damage of optical glass taken with,a,=1m and,R,2,=0.200000 m and with the x-ray tube operating at 65kVp and 31A.(b)Intensity gradient map of(a).(c)A vertical intensity gradient curve of a scanning line in the elliptic region of(b).,实验结果（不同源半径结果比较）,Fig.8(a)CCD image of damage of optical glass taken with,a,=0.5m and,R,PCTF=0.200000 m and with the x-ray tube operating at 65kVp and 31A.(b)Intensity gradient map of(a).(c)A vertical intensity gradient curve of a scanning line in the elliptic region of(b).,实验结果（不同源半径结果比较）,Fig.7(a)CCD image of damage of optical glass taken with high power mode and,R,2,=0.200000 m and with the x-ray tube operating at 65kVp and 31A.(b)Intensity gradient map of(a).(c)A vertical intensity gradient curve of a scanning line in the elliptic region of(b).,实验结果（改变,R,2,结果比较）,Fig.8(a)CCD image of damage of optical glass taken with,a,=1m and,R,2,=0.100000 m and with the x-ray tube operating at 65kVp and 31A.(b)Intensity gradient map of(a).(c)A vertical intensity gradient curve of a scanning line in the elliptic region of(b).,实验结果（改变管电压结果比较）,Fig.9(a)CCD image of damage of optical glass taken with,a,=1m and,R,2=0.200000 m and with the x-ray tube operating at 50kVp and 31A.(b)Intensity gradient map of(a).(c)A vertical intensity gradient curve of a scanning line in the elliptic region of(b).,谢谢！,