X射線(xiàn)斷層成像新技術(shù)|多場(chǎng)相位CT SkyScan1294

▲SkyScan 1294 –Phase-Contrast Desk-Top X-Ray micro-CT

  傳統的基于吸收襯度的X射線(xiàn)成像技術(shù)在臨床醫學(xué)，生物學(xué)，材料科學(xué)，信息科學(xué)和許多工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應用，幾乎與我們每一個(gè)人的生活和健康息息相關(guān)。然而這種成像方式可以對人體骨骼等較重元素組成的物質(zhì)觀(guān)察的很清楚，但是對軟組織成像比較模糊，這其中的原因在于人體組織主要由輕元素組成的，而輕元素對于硬X射線(xiàn)幾乎沒(méi)有吸收。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，科學(xué)家發(fā)現，輕元素引起X射線(xiàn)相位改變的幅度是其對X射線(xiàn)吸收值的1000~100000倍，利用相位信息發(fā)展的X射線(xiàn)相位襯度成像，特別適合于輕元素構成的物體，具有廣闊的發(fā)展前景^[1]。

  由于技術(shù)條件的限制，當前X射線(xiàn)相位成像技術(shù)的研究與應用主要是在同步輻射裝置上展開(kāi)的。布魯克公司采用瑞士Paul Scherrer研究所授權的技術(shù)研制出了商用X射線(xiàn)相位CT-SkyScan1294，為X射線(xiàn)斷層成像技術(shù)打開(kāi)了新的應用大門(mén)。

  這臺儀器不僅可以獲得傳統的X射線(xiàn)吸收襯度圖像，還可以獲得相位襯度圖像。不僅如此，更是可以重建出散射因子，也就是那些包含粉末、泡沫、多孔或多晶的樣品，在利用X射線(xiàn)進(jìn)行斷層成像時(shí)，會(huì )引起x射線(xiàn)相位中斷，造成散射相位與入射相位無(wú)關(guān)，在成像中會(huì )出現的新的由散射引起的襯度。

  簡(jiǎn)而言之，SkyScan1294是一臺集吸收襯度、相位襯度和散射襯度于一體的多場(chǎng)成像設備，可以更加完備的揭示樣品內部的微觀(guān)結構。

  ▲SkyScan1294相位CT的基本原理圖

  采用SkyScan1294對5克拉毛坯鉆石進(jìn)行多場(chǎng)成像的三維渲染圖。吸收襯度圖像展示了鉆石的外部形貌以及內部的金屬氧化物夾雜。散射襯度圖像則清晰揭示了內部的缺陷。即便是如羽狀紋這樣微小的缺陷。此外，在散射襯度圖像左下角，我們可以清楚看到塊狀的石墨，但由于石墨和金剛石的相同化學(xué)組成，這些信息是傳統的吸收襯度圖像無(wú)法獲得的。