基于双能分析光栅的X射线光栅相衬CT的研究

发布时间：2022-02-22 20:45

　　自上世纪九十年代以来,多种X射线相位衬度成像（简称相衬成像）方法相继被提出,不同于传统基于吸收机制的X射线成像,这类成像方法利用X射线穿过物体后的相移信息来获取物体内部详细信息。在硬X射线波段,轻元素物质对X射线相位的改变是其对X射线吸收幅度的1000-100000倍,因此相衬成像较吸收成像能获得更高的图像质量。光栅相衬成像法可以使用普通X射线源进行成像,成为最有可能应用于临床医学的相衬成像法。然而光栅相衬成像法在相位信息提取过程中通常需要步进光栅,增加了成像对系统稳定性的要求,同时受分析光栅不能完全吸收高能X射线的限制,成像时不能使用高能X射线。针对目前光栅相衬成像中存在的问题,课题组提出了一种改进的光栅相衬成像系统。系统实现了高能量X射线在光栅相衬成像中的应用,且成像时不需要步进光栅。本学位论文对该系统进行了研究分析,主要完成的工作如下:（1）详细分析了X射线光栅相衬成像实现的原理,对光栅相衬成像中信息提取方法进行了深入研究,并指出各种方法的优缺点。（2）基于上述理论对系统的成像原理进行了深入研究,通过对高低能量X射线时探测器得到的光强进行归一化处理,提出了一种适用于系统的相位信息... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 研究概况及发展趋势
        1.2.1 相位衬度成像
        1.2.2 光栅相衬成像
        1.2.3 相位衬度CT
    1.3 课题研究的内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 X射线光栅相衬成像原理
    2.1 X射线成像的理论基础
        2.1.1 X射线的波动方程
        2.1.2 X射线与物质的相互作用
    2.2 Talbot光栅干涉仪
        2.2.1 相位光栅与Talbot效应
        2.2.2 分析光栅与位移曲线
    2.3 Talbot-Lau光栅干涉仪
    2.4 光栅相衬成像的信息提取方法
        2.4.1 傅里叶变换法
        2.4.2 常规相位步进法
        2.4.3 几何光学近似法
        2.4.4 正反投影法
        2.4.5 综合比较
    2.5 本章小结
第三章 基于双能分析光栅的光栅相衬成像系统的研究
    3.1 双能分析光栅相衬成像系统原理
    3.2 双能分析光栅相衬成像系统的信息分离方法
    3.3 仿真验证
    3.4 本章小结
第四章 双能分析光栅相衬CT的研究
    4.1 CT重建的基本理论
        4.1.1 投影
        4.1.2 反投影
        4.1.3 中心切片定理
    4.2 滤波反投影算法
        4.2.1 吸收CT算法
        4.2.2 相衬CT算法
    4.3 双能分析光栅相衬成像系统的CT重建
    4.4 仿真验证
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]适于大型装备缺陷检测的工业CT辐射成像技术[J]. 康克军,陈志强,肖永顺,赵自然,刘以农,唐传祥,李元景,李荐民,陈怀璧,李玉兰.  中国体视学与图像分析. 2016(01)
[2]基于X射线光栅成像的多衬度显微计算层析系统[J]. 戚俊成,任玉琦,杜国浩,陈荣昌,王玉丹,和友,肖体乔.  光学学报. 2013(10)
[3]基于光栅相衬成像的扇束螺旋CT重建算法[J]. 李镜,刘文杰,朱佩平,孙怡.  光学学报. 2010(02)
[4]光栅成像的锥束相位CT重建算法[J]. 陈欣,孙怡,朱佩平.  光学学报. 2008(06)
[5]X射线光栅相位成像的理论和方法[J]. 陈博,朱佩平,刘宜晋,王寯越,袁清习,黄万霞,明海,吴自玉.  物理学报. 2008(03)
[6]工业CT三维可视化系统设计与实现[J]. 皋龙,李政,张丽,高文焕,康克军.  核电子学与探测技术. 2003(02)
[7]基于Wintel和P4架构的大型工业CT图像快速重建实现研究[J]. 苏健平,陈志强,张丽,赵自然,高文焕,康克军.  核电子学与探测技术. 2002(04)
[8]在二维和三维CT图象重建理论方法的研究工作及新进展[J]. 康克军,毛希平,刘亚强.  CT理论与应用研究. 1997(02)
[9]环形移位悬浮存储器体系并行处理结构快速三维CT图像重建实验系统[J]. 王石,康克军,王经瑾.  核电子学与探测技术. 1996(03)

博士论文
[1]X射线光栅相衬成像中的信息分离以及计算机断层重建[D]. 吴朝.中国科学技术大学 2014
[2]X射线微分相位衬度CT重建算法研究[D]. 李镜.大连理工大学 2013

硕士论文
[1]X射线光柵相衬成像相关理论和方法的研究[D]. 谢艳娜.天津工业大学 2017



本文编号：3640172