软X射线细胞CT成像重构方法及细胞器识别研究

发布时间：2024-03-01 20:46

　　软X射线纳米三维显微CT成像技术对于生物学、医学、材料科学等领域有着无可替代的重要作用。水窗波段软X射线细胞成像,不需要对生物细胞样品进行干燥脱水、染色、切片等步骤,直接就能对生物细胞样品进行快速冷冻,保持细胞的“鲜活”状态,进而就能对生物细胞样品进行无损、非侵入式地观察。因此水窗波段的软X射线纳米三维显微CT成像技术,非常适合细胞成像。为了提取软X射线纳米三维显微CT成像的有效信息,采集的冷冻细胞样品投影数据需要经过数据前处理、三维CT重构、图像处理计算分析等步骤。成像实验往往存在噪声、坏点、射线光亮度不均匀、旋转轴偏移等诸多问题,因此需要对冷冻细胞样品的投影数据进行前处理操作,以及合适的重构计算方法。细胞的三维重构图像往往难以识别细胞内部的亚细胞结构,假如结合其他辅助的成像手段,比如荧光显微镜,又会影响细胞样品的“原生”状态,因此,本文发展了基于软X射线纳米三维显微CT成像的细胞器识别方法,为后续重构数据的处理与分析建立了基础。另外,样品载具的空间限制,会致使投影角度范围受到限制,这会对最后的三维重构数据造成影响,因此本文针对多组分的离散样品,发展了针对角度缺失伪迹恢复的离散重构方...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?Ｘ射线显微镜的分辨率范围［２４］??

构、亚细胞结构乃至病毒结构都有着非常重要的应用［１５，１６］。??Ｘ射线显微镜分辨率介于光学显微镜与电子显微镜之间，填补了可见光成??像与电子成像之间的空白，在显微成像领域一直发挥着重要的作用（如图１．１）。??自１８９５年德国物理学家伦琴发现Ｘ射线以来，Ｘ射线成像就一直在医学研....

图１．２光电效应示意图??

ｃｅｌｌｓ?Ａ?ｃｅｌｌｓ?ｅｍｂｒｙｏ?Ｊ??图１．１?Ｘ射线显微镜的分辨率范围［２４］??Ｘ射线显微镜跟传统的光学显微镜在成像原理上非常相似，同样遵循光学??原理，通过光学元件实现对被照射样品的光学放大成像。然而，由于Ｘ射线跟??传统光学显微镜中使用的可见光不同，Ｘ射线的波长....

图１．４电子对效应示意图??

散射??光子‘沒、＇?反冲电子??图１．３康普顿散射示意图??（三）电子对效应??当入射高能光子的能量非常高，大于１．０２２?ＭｅＶ的时候（单个电子的能量??为５１１ｋｅＶ，２个电子能量刚好为１．０２２ＭｅＶ），入射高能光子与靶物质原子核??附近的库仑场发生作用，高能光子的能量转....

图１．３康普顿散射示意图??

＼??、ａ、电?Ｐ??图１．４电子对效应示意图??Ｘ射线光子与物质的相互作用主要有以上三种形式，然而，对于不同能量??波段的Ｘ射线以及不同原子序数的靶物质，在这三种相互作用形式当中，占主??５??

本文编号：3915806