体内 4D X射线暗场肺部成像

X射线暗场成像因肺泡产生强烈的暗场信号而非常适用于可视化肺部健康状况。然而，时间分辨的断层成像（即4D）暗场成像具有挑战，因为大多数X射线暗场技术需要多个样本曝光，且需在扫描晶体或光栅位置时捕获数据。本文首次实现了小鼠体内4D X射线暗场肺部成像。通过将单曝光网格成像的数据获取过程与呼吸循环同步，实现了该成像。由于每个暗场投影的数据获取时间短，这种方法通过最小化运动模糊效应、总耗时及样本剂量，使4D X射线暗场成像成为可能。我们从受控小鼠以及muco-obstructive疾病和肺癌模型小鼠中捕获图像，其中预期肺泡大小会发生变化。本工作表明，4D暗场信号提供了与传统基于衰减的CT图像不可及的补充信息，特别是揭示了肺部不同部位在呼吸循环中肺泡大小变化情况。通过量化暗场信号并将其与肺泡的其他物理属性关联，此技术可用于功能性肺部成像，评估肺部全局和区域状况，其中肺泡的大小或膨胀受到影响。