基于X射線(xiàn)光柵相位襯度的小動(dòng)物無(wú)損成像研究.pdf

1、近年來(lái)，X射線(xiàn)光柵相位襯度成像成為當(dāng)前X射線(xiàn)成像學(xué)界的研究熱點(diǎn)，因其與傳統(tǒng)X光源的高度兼容性而被認(rèn)為是未來(lái)臨床醫(yī)學(xué)無(wú)損診斷的關(guān)鍵技術(shù)。與現(xiàn)有的X射線(xiàn)吸收襯度成像技術(shù)相比，相位襯度成像技術(shù)在對(duì)軟組織等輕元素樣品成像時(shí)具有不可替代的分辨能力，能夠同時(shí)獲得動(dòng)物和人體的骨骼、器官等硬組織和軟組織的高襯度、大視場(chǎng)、免造影的三維結(jié)構(gòu)成像。該技術(shù)在一次成像過(guò)程中，可以通過(guò)信息分離算法獲得吸收襯度圖像、相位襯度圖像和散射襯度圖像，三者各有特色，又相互補(bǔ)

2、充，獲取的信息量遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)醫(yī)用X射線(xiàn)CT裝置，因此在癌癥早期防治、免造影診斷、動(dòng)物無(wú)損研究等方面具有重要的科研價(jià)值和潛在的應(yīng)用前景。
　　本論文利用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)基于幾何投影的X射線(xiàn)光柵相位襯度成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展小動(dòng)物的無(wú)損成像研究。基于該平臺(tái)，本論文主要開(kāi)展了以下兩方面的工作:
　　1.基于X射線(xiàn)光柵相位襯度的小鼠肺部無(wú)損成像研究
　　肺癌是臨床死亡率最高的惡性腫瘤之一，尋找更為有效的早期診

3、斷手段成為治療肺癌等惡性腫瘤的迫切要求。我們利用基于幾何投影的X射線(xiàn)相位襯度成像技術(shù)，對(duì)植有黑色素瘤的小鼠肺部進(jìn)行無(wú)損成像研究，在X射線(xiàn)相位襯度成像應(yīng)用于肺癌早期診斷方面進(jìn)行了有益的嘗試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在植有黑色素瘤癌變的小鼠肺部樣品的相位襯度圖像中，不但觀(guān)察到了表面凸起的黑色素瘤，而且還展示了其內(nèi)部癌變組織的豐富細(xì)節(jié)，并且其襯噪比高于正常肺部。上述研究證明了利用光柵相位襯度成像實(shí)現(xiàn)肺癌早期檢測(cè)的可能性，在肺癌早期診斷方面具有成像快、清

4、晰等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
　　2.基于X射線(xiàn)光柵相位襯度的鯽魚(yú)無(wú)損成像研究
　　探究常用魚(yú)類(lèi)的結(jié)構(gòu)對(duì)于確保食品安全和人體健康具有非常重要的意義。我們基于幾何投影的X射線(xiàn)光柵相位襯度成像技術(shù)，無(wú)損研究活體鯽魚(yú)的魚(yú)體結(jié)構(gòu)，利用福爾馬林溶液處理樣品，發(fā)現(xiàn)成像結(jié)果清楚地顯示出魚(yú)腸軟組織的結(jié)構(gòu)。這是第一次利用常規(guī)X射線(xiàn)光源的光柵相位襯度成像技術(shù)觀(guān)察到魚(yú)腸軟組織。我們還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)福爾馬林溶液處理鯽魚(yú)樣品的吸收襯度圖像、相位襯度圖像和散射襯度圖像的襯