CN113607761B - 一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 - Google Patents
一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113607761B CN113607761B CN202110912294.5A CN202110912294A CN113607761B CN 113607761 B CN113607761 B CN 113607761B CN 202110912294 A CN202110912294 A CN 202110912294A CN 113607761 B CN113607761 B CN 113607761B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grating
- axis
- formula
- light intensity
- imaged object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 6
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 108010014173 Factor X Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/041—Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4035—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像新方法，是应用于沿Z轴向上依次设置有X射线源、相位光栅、吸收分析光栅、探测器所构成的X射线光栅干涉仪中，且在沿Y轴向上中心对齐；X射线源发射的X射线入射到相位光栅被空间调制，出射X射线穿透被成像物体、吸收分析光栅后入射到探测器。空间调制X射线的强度分布被探测器测量并记录；利用提出的信号计算公式处理探测器记录的光强分布数据，能够获取被成像物体的吸收信号、折射信号和暗场信号。本发明能够解决吸收分析光栅的步进位置不满足等间距要求时，被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号的定量、准确提取问题。
Description
技术领域
本发明涉及X射线成像领域，具体的说是一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法。
背景技术
经过近二十年的基本理论发展完善和应用探索研究，基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法逐步发展成为现有X射线成像技术的强力补充。根据成像原理，被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号对探测器直接测量的光强分布都有显著贡献。因此，利用一定的信号提取公式，能够从探测器测量的一组光强数据，同时获取被成像物体的吸收信号、折射信号和暗场信号。即X射线光栅干涉仪成像是一种多模式成像方法。被成像物体的三种不同信号互为补充，实现对被成像物体的空间结构信息的多维度表征。近年来的实验研究证实，X射线光栅干涉仪成像能够有效利用大焦点X射线源来获取被成像物体的折射信号和暗场信号，因此被广泛认为是最有希望推广到临床医学应用的X射线多模式成像方法之一。此外，X射线光栅干涉仪成像还具有高测量灵敏度、高空间分辨率、高密度分辨率等优点，在乳腺成像、肺部病变诊断、公共安全检查等领域具有广阔的应用前景。
在基于光栅干涉仪的X射线多模式成像中，相位步进法通常被用于指导光强数据的测量，和提取被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号。在原理上，相位步进法利用了最小二乘法来提取被成像物体的三种信号。因此，相位步进法要求在一个光栅周期内等步长步进扫描吸收分析光栅，并在每一个被扫描的光栅步进位置由探测器测量一次光强数据。然而，当吸收分析光栅的步进位置不满足预期的等间距要求时，相位步进法就失效了，无法从测量的光强数据中准确获取被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号。这就降低了基于光栅干涉仪的X射线多模式成像的实验效率，制约了这种多模式成像方法在临床医学诊疗、工业无损检测等领域的推广应用。因此，发展新的基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法，克服相位步进法要求等间距步进扫描光栅的局限性，就成为X射线光栅干涉仪成像在实际推广应用中需要解决的问题之一。
发明内容
本发明为避免现有相位步进法的不足之处，提出一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法，以期在吸收分析光栅的步进位置不满足等间距要求时，能够从探测器测量的光强数据中定量获取被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号，从而为实现快速、准确、多模式X射线成像提供新途径。
为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法，是应用于由X射线源、相位光栅、吸收分析光栅、探测器组成的X射线光栅干涉仪中；
以所述X射线源的位置点为坐标系原点O，以射线轴方向为Z轴向，垂直于射线轴、且平行于所述相位光栅的栅线结构方向为Y轴向，以共同垂直于射线轴和所述相位光栅的栅线结构方向为X轴向，建立直角坐标系O-XYZ；
在沿Z轴向上依次设置有所述X射线源、相位光栅、吸收分析光栅和探测器；且所述X射线源、相位光栅、吸收分析光栅和探测器在沿Y轴向上中心对齐；其特点是，所述X射线快速多模式成像方法是按如下步骤进行：
步骤1、设置各器件相关位置，且满足：0＜L12＜L13＜L14，其中，L12为所述X射线源与所述相位光栅在沿Z轴向上的相对距离，L13为所述X射线源与所述吸收分析光栅在沿Z轴向上的相对距离，L14为所述X射线源与所述探测器在沿Z轴向上的相对距离；
步骤2、获取背景光强数据：
步骤2.1、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动所述X射线源后，利用所述探测器按照第一曝光时长t1获取第一背景光强数据
步骤2.2、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用所述探测器按照第二曝光时长t2获取第二背景光强数据
步骤2.3、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用所述探测器按照第三曝光时长t3获取第三背景光强数据
关闭所述X射线源；
步骤3、获取被成像物体的光强数据：
步骤3.1、将被成像物体沿Z轴向放置在所述相位光栅和所述吸收分析光栅的中间；并将所述X射线源与所述被成像物体在沿Z轴向上的相对距离记为L15，且满足L12＜L15＜L13；设置所述被成像物体与所述相位光栅在沿Y轴向上中心对齐；
步骤3.2、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动所述X射线源后，利用所述探测器按照所述第一曝光时长t1获取所述被成像物体的第一光强数据
步骤3.3、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用所述探测器按照所述第二曝光时长t2获取所述被成像物体的第二光强数据
步骤3.4、设置所述吸收分析光栅在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用所述探测器按照所述第三曝光时长t3获取所述被成像物体的第三光强数据
关闭所述X射线源；
步骤4、利用式(1)逐像素提取所述被成像物体的吸收信号T：
式(1)中，
是被成像物体的光强数据的加权求和，并有：
式(1)中，
是背景光强数据的加权求和，并有：
式(2)和式(3)中，A1为第一权重因子，并有：
式(2)和式(3)中，A2为第二权重因子，并有：
式(2)和式(3)中，A3为第三权重因子，并有：
式(4)、式(5)和式(6)中，X为第一位移校正因子，并有：
式(4)、式(5)和式(6)中，Y为第二位移校正因子，并有：
式(7)和式(8)中，p是所述吸收分析光栅在沿X轴向上的周期；
步骤5、利用式(9)逐像素提取所述被成像物体的折射信号θ：
式(9)中，tan-1表示反正切运算；
步骤6、利用式(10)逐像素提取所述被成像物体的暗场信号D：
D＝Vs/Vr (10)
式(10)中，Vs是被成像物体的光强数据的可见度，并有：
式(10)中，Vr是背景光强数据的可见度，并有：
以所述被成像物体的吸收信号T、折射信号θ、暗场信号D作为所述X射线快速多模式成像方法的结果。
与已有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用探测器记录的光强数据随光栅步进位置的变化规律，提出了一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法，通过引入位移校正因子、等效相移因子，克服了相位步进法要求等间距步进扫描光栅、多次曝光的局限性，实现了非等间距步进扫描光栅时，被成像物的吸收信号、折射信号、暗场信号的逐像素定量、准确获取；实现了仅测量三次光强数据，就能够定量、准确地逐像素获取被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号，实现了快速X射线多模式成像；
2、与现有的相位步进法相比，本发明通过引入权重因子、位移校正因子，解决了光栅不等间距步进导致的测量光强数据的非零偏置问题，实现了被成像物体的吸收信号、折射信号、暗场信号的逐像素定量、准确获取；
3、与现有的相位步进法相比，本发明通过引入等效相移因子，校正了光栅不等间距步进引入的相移偏置，实现了仅需要测量三次光强数据就能够逐像素被成像物的吸收信号、折射信号、暗场信号，避免了被成像物体的多次曝光，实现了快速X射线多模式成像；
附图说明
图1为现有技术中X射线光栅干涉仪示意图；
图2为本申请的吸收信号的提取结果图；
图3为本申请的折射信号的提取结果图；
图4为本申请的暗场信号的提取结果图；
图中标号：1X射线源；2相位光栅；3吸收分析光栅；4探测器；5被成像物体。
具体实施方式
本实施例中，参见图1，设置由X射线源1、相位光栅2、吸收分析光栅3和探测器4构成的X射线光栅干涉仪；如图1所示，以X射线源1的位置点为坐标系原点O，以射线轴方向为Z轴向，垂直于射线轴、且平行于相位光栅2的栅线结构方向为Y轴向，以共同垂直于射线轴和相位光栅2的栅线结构方向为X轴向，建立直角坐标系O-XYZ；
在沿Z轴向上依次设置有X射线源1、相位光栅2、吸收分析光栅3、探测器4；且X射线源1、相位光栅2、吸收分析光栅3、探测器4在沿Y轴向上中心对齐；
一种X射线快速多模式成像方法是按如下步骤进行：
步骤1、设置各器件相关位置，且满足：0＜L12＜L13＜L14，其中，L12为X射线源1与相位光栅2在沿Z轴向上的相对距离，L13为X射线源1与吸收分析光栅3在沿Z轴向上的相对距离，L14为X射线源1与探测器4在沿Z轴向上的相对距离；
步骤2、获取背景光强数据：
步骤2.1、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动X射线源1后，利用探测器4按照第一曝光时长t1获取第一背景光强数据
步骤2.2、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用探测器4按照第二曝光时长t2获取第二背景光强数据
步骤2.3、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用探测器4按照第三曝光时长t3获取第三背景光强数据
关闭X射线源1；
对光栅步进位置x1、x2、x3：满足x1≠x2≠x3；且x1、x2、x3在区间[0 p]不等间距分布，其中，p是吸收分析光栅3在沿X轴向上的周期，典型数值是1微米到10微米。
对曝光时长t1、t2、t3：当X射线源1是同步辐射X射线源时，曝光时长的典型值是1～50毫秒；当X射线源1是大焦点X射线源时，曝光时长的典型值是十几秒到几十秒；当X射线源1是微焦点X射线源时，曝光时长的典型值是几十秒到几百秒；
对探测器4的任一像素，获取的第一背景光强数据
满足式(2.1)：
式(2.1)中，
是X射线源1入射到相位光栅2的光强，Vr是背景光强数据的可见度，满足0＜Vr＜1；φr是背景光强数据的相移因子。
获取的第二背景光强数据
满足式(2.2)：
获取的第三背景光强数据
满足式(2.3)：
步骤3、获取被成像物体的光强数据：
步骤3.1、将被成像物体5沿Z轴向放置在相位光栅2和吸收分析光栅3的中间；并将X射线源1与被成像物体5在沿Z轴向上的相对距离记为L15，且满足L12＜L15＜L13；设置被成像物体5与相位光栅2在沿Y轴向上中心对齐；
步骤3.2、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动X射线源1后，利用探测器4按照第一曝光时长t1获取被成像物体5的第一光强数据
步骤3.3、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用探测器4按照第二曝光时长t2获取被成像物体5的第二光强数据
步骤3.4、设置吸收分析光栅3在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用探测器4按照第三曝光时长t3获取被成像物体5的第三光强数据
关闭X射线源1；
在获取被成像物体5的光强数据时，分析吸收光栅3在沿X轴向上的步进位置、曝光时长的数值，与获取背景光强数据时的对应数值保持一致，以利于之后被成像物体5的吸收信号、暗场信号的定量、准确提取。
对探测器4的任一像素，获取的被成像物体5的第一光强数据
满足式(3.1)：
式(3.1)中，
是X射线源1入射到相位光栅2的光强，与被成像物体5的吸收信号T相关，满足/>
Vs是被成像物体5的光强数据的可见度，且与被成像物体5的暗场信号D相关，满足D＝Vs/Vr；φs是被成像物体5的光强数据的相移因子，且与被成像物体5的折射信号θ相关，满足θ＝(φs-φr)。
获取的被成像物体5的第二光强数据
满足式(3.2)：
获取的被成像物体5的第三光强数据
满足式(3.3)：
步骤4、利用式(3)逐像素提取被成像物体5的吸收信号T：
式(1)中，
是被成像物体5的光强数据的加权平均，且满足：
式(1)中，
是背景光强数据的加权平均，且满足：
式(2)和式(3)中，A1为第一权重因子，且满足：
式(2)和式(3)中，A2为第二权重因子，且满足：
式(2)和式(3)中，A3为第三权重因子，且满足：
式(4)、式(5)和式(6)中，X为第一位移校正因子，并有：
式(4)、式(5)和式(6)中，Y为第二位移校正因子，并有：
式(7)和式(8)中，p是所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的周期；
定义背景等效相移因子Φr，满足Φr＝φr+(2πx2/p)；
定义第一位移校正因子X，满足X＝π(x1-x3)/p；
定义第二位移校正因子Y，满足Y＝π(x1+x3-2x2)/p；
(1)将获取的背景光强数据作等价形式变换，得到式(4.1)：
由式(4.1)可得到：
由式(4.2)可得到：
(2)将获取的被成像物体5的光强数据
作类似式(4.3)的公式计算，得到/>
(3)利用式(1)逐像素提取被成像物体5的吸收信号T：
图2所示为被成像物体5的吸收信号的提取结果。如图2所示，以理论值作为参照标准，本申请的提取结果与理论值的相关系数达到0.986，证实了本申请提出的成像新方法的定量准确性。
步骤5、利用式(9)逐像素提取被成像物体5的折射信号θ：
式(5)中，tan-1表示反正切运算；
(1)考虑获取的背景光强数据。由式(4.1)可得到：
由式(5.1)可得到：
由式(5.2)可得到：
(2)将获取的被成像物体5的光强数据
作类似式(5.3)的公式计算，得到被成像物体5的等效相移因子Φs，且满足Φs＝φs+(2πx2/p)；
(3)在式(5.3)和式(5.4)的基础上，利用式(5.5)逐像素提取被成像物体5的折射信号θ：
式(5.5)中，tan-1表示反正切运算；
图3所示为被成像物体5的折射信号的提取结果。如图3所示，本申请提出的新方法的提取结果与理论值符合的很好，两者的相关系数为0.985，实现了定量、准确的折射信号提取。
步骤6、利用式(10)逐像素提取被成像物体5的暗场信号D：
D＝Vs/Vr (10)
式(6)中，Vs是被成像物体5的光强数据的可见度，且满足：
式(6)中，Vr是背景光强数据的可见度，且满足：
(1)考虑获取的背景光强数据。由式(5.2)可得到：
由式(6.1)可得到：
由式(6.2)可得到：
(2)将获取的被成像物体5的光强数据
作类似式(6.3)的公式计算，得到被成像物体5的光强数据的可见度：
(3)在式(6.3)和式(6.4)的基础上，利用式(10)逐像素提取被成像物体5的暗场信号D；
以被成像物体5的吸收信号T、折射信号θ、暗场信号D作为X射线快速多模式成像方法的结果。
图4所示为被成像物体5的暗场信号的提取结果。如图4所示，以理论值作为参照标准，本申请提出的新方法总是能够定量、准确提取被成像物体5的特征暗场信号。在弱暗场信号的位置，暗场信号的振荡行为来源于实验噪声的影响，不影响本申请提出的X射线快速多模式成像方法的可行性。
Claims (1)
1.一种基于光栅干涉仪的X射线多模式成像方法，是应用于由X射线源(1)、相位光栅(2)、吸收分析光栅(3)、探测器(4)组成的X射线光栅干涉仪中；
以所述X射线源(1)的位置点为坐标系原点O，以射线轴方向为Z轴向，垂直于射线轴、且平行于所述相位光栅(2)的栅线结构方向为Y轴向，以共同垂直于射线轴和所述相位光栅(2)的栅线结构方向为X轴向，建立直角坐标系O-XYZ；
在沿Z轴向上依次设置有所述X射线源(1)、相位光栅(2)、吸收分析光栅(3)和探测器(4)；且所述X射线源(1)、相位光栅(2)、吸收分析光栅(3)和探测器(4)在沿Y轴向上中心对齐；其特征是，所述X射线快速多模式成像方法是按如下步骤进行：
步骤1、设置各器件相关位置，且满足：0＜L12＜L13＜L14，其中，L12为所述X射线源(1)与所述相位光栅(2)在沿Z轴向上的相对距离，L13为所述X射线源(1)与所述吸收分析光栅(3)在沿Z轴向上的相对距离，L14为所述X射线源(1)与所述探测器(4)在沿Z轴向上的相对距离；
步骤2、获取背景光强数据：
步骤2.1、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动所述X射线源(1)后，利用所述探测器(4)按照第一曝光时长t1获取第一背景光强数据
步骤2.2、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用所述探测器(4)按照第二曝光时长t2获取第二背景光强数据
步骤2.3、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用所述探测器(4)按照第三曝光时长t3获取第三背景光强数据
关闭所述X射线源(1)；
步骤3、获取被成像物体的光强数据：
步骤3.1、将被成像物体(5)沿Z轴向放置在所述相位光栅(2)和所述吸收分析光栅(3)的中间；并将所述X射线源(1)与所述被成像物体(5)在沿Z轴向上的相对距离记为L15，且满足L12＜L15＜L13；设置所述被成像物体(5)与所述相位光栅(2)在沿Y轴向上中心对齐；
步骤3.2、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第一步进位置为x1；启动所述X射线源(1)后，利用所述探测器(4)按照所述第一曝光时长t1获取所述被成像物体(5)的第一光强数据
步骤3.3、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第二步进位置为x2；利用所述探测器(4)按照所述第二曝光时长t2获取所述被成像物体(5)的第二光强数据
步骤3.4、设置所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的第三步进位置为x3；利用所述探测器(4)按照所述第三曝光时长t3获取所述被成像物体(5)的第三光强数据
关闭所述X射线源(1)；
步骤4、利用式(1)逐像素提取所述被成像物体(5)的吸收信号T：
式(1)中，
是被成像物体(5)的光强数据的加权求和，并有：
式(1)中，
是背景光强数据的加权求和，并有：
式(2)和式(3)中，A1为第一权重因子，并有：
式(2)和式(3)中，A2为第二权重因子，并有：
式(2)和式(3)中，A3为第三权重因子，并有：
式(4)、式(5)和式(6)中，X为第一位移校正因子，并有：
式(4)、式(5)和式(6)中，Y为第二位移校正因子，并有：
式(7)和式(8)中，p是所述吸收分析光栅(3)在沿X轴向上的周期；
步骤5、利用式(9)逐像素提取所述被成像物体(5)的折射信号θ：
式(9)中，tan-1表示反正切运算；
步骤6、利用式(10)逐像素提取所述被成像物体(5)的暗场信号D：
D＝Vs/Vr (10)
式(10)中，Vs是被成像物体(5)的光强数据的可见度，并有：
式(10)中，Vr是背景光强数据的可见度，并有：
以所述被成像物体(5)的吸收信号T、折射信号θ、暗场信号D作为所述X射线快速多模式成像方法的结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110912294.5A CN113607761B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110912294.5A CN113607761B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113607761A CN113607761A (zh) | 2021-11-05 |
| CN113607761B true CN113607761B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=78340081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110912294.5A Active CN113607761B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113607761B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016206153A1 (de) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und Röntgensystem zur Erzeugung von Phasenkontrast- und/oder Dunkelfelddarstellungen eines Untersuchungsobjektes |
| CN113063809A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 合肥工业大学 | 一种基于霍夫变换法的x射线光栅干涉仪成像方法 |
-
2021
- 2021-08-10 CN CN202110912294.5A patent/CN113607761B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016206153A1 (de) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und Röntgensystem zur Erzeugung von Phasenkontrast- und/oder Dunkelfelddarstellungen eines Untersuchungsobjektes |
| CN113063809A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 合肥工业大学 | 一种基于霍夫变换法的x射线光栅干涉仪成像方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 硬X射线光栅微分干涉相衬成像两步相移算法的理论与实验研究;杜杨;雷耀虎;刘鑫;郭金川;牛憨笨;;物理学报(第06期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113607761A (zh) | 2021-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3048441B1 (en) | X-ray phase-contrast imaging system and imaging method | |
| Bérujon et al. | Two-dimensional x-ray beam phase sensing | |
| CN108896584B (zh) | 基于双探测器光栅干涉仪的单次曝光x射线暗场成像方法 | |
| JP6230167B2 (ja) | 局所測定を用いた試料の特徴付けのための装置及び方法 | |
| CN103411957A (zh) | 高空间分辨双轴共焦图谱显微成像方法与装置 | |
| JP2018528408A (ja) | 位相コントラスト及び／又は暗視野撮像のためのｘ線検出器 | |
| WO2016074864A1 (en) | System for obtaining quantitative x-ray images using hilbert transform on imaged fringes | |
| US9952163B2 (en) | Coded-aperture X-ray imaging | |
| CN109186759B (zh) | 一种光栅光谱仪像质测量方法和装置 | |
| CN109490340B (zh) | 一种联用技术测试数据处理方法 | |
| CN110133012B (zh) | 基于三探测器光栅干涉仪的单次曝光多模式x射线成像方法 | |
| CN108535768A (zh) | 一种基于双探测器技术的伽马相机 | |
| EP3136089A1 (en) | Omnidirectional scattering- and bidirectional phase-sensitivity with single shot grating interferometry | |
| CN113063809B (zh) | 一种基于霍夫变换法的x射线光栅干涉仪成像方法 | |
| JP4883936B2 (ja) | 走査型サイトメータの画像処理方法及び装置 | |
| CN104777718B (zh) | 一种大数值孔径光刻机投影物镜波像差检测方法 | |
| CN113607761B (zh) | 一种基于光栅干涉仪的x射线多模式成像新方法 | |
| CN111795980B (zh) | 一种基于逐像素高斯函数拟合法的x射线边界照明成像方法 | |
| CN113866195B (zh) | 一种x射线光栅干涉仪成像的多衬度信号提取方法 | |
| JP2008089325A (ja) | 電子プローブマイクロアナライザによる地質年代測定法 | |
| CN113805216B (zh) | 一种一次曝光的x射线相位传播成像的物质分解方法 | |
| Menzel et al. | Using light and X-ray scattering to untangle complex neuronal orientations and validate diffusion MRI | |
| CN104865195A (zh) | 光学投影断层成像的检测方法 | |
| CN109782432A (zh) | 基于空间光调制器的汇聚透镜single-shot叠层相位恢复技术 | |
| CN111505034B (zh) | 一种基于迭代算法的x射线衍射增强成像方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |