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利用 X 射线传播相位衬度成像提取由未知材料组成样品的层析相位与衰减

医学物理 2023-07-31 v2 图像与视频处理 光学

摘要

基于传播的相位衬度 X 射线成像(PB-PCXI)利用样品引起的相移产生图像衬度。这在成像弱衰减样品时已被证明有用,因为传统的基于衰减的成像并非总能提供足够的衬度。我们提出了一种 PB-PCXI 算法,能够提取未知样品中不同材料的复折射率的 X 射线衰减分量 β\beta 与折射分量 δ\delta。该方法将基于误差函数的模型曲线拟合到 PB-PCXI 层析重建中的相位恢复界面,该界面是在使用不正确的 δ\deltaβ\beta 值应用 Paganin 型相位恢复时获得的。随后可利用拟合参数计算复合材料的真实 δ\deltaβ\beta 值。该方法不需要任何先验样品信息,因此具有广泛适用性。我们的 PB-PCXI 重建是单距离的,每个层析角度仅需一次曝光,这对于放射敏感样品十分重要。我们将该方法应用于乳腺组织样品,恢复出的折射分量 δ\delta 与理论值相比精度达 0.6 - 2.4%。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.06284,
  title  = {Tomographic phase and attenuation extraction for a sample composed of unknown materials using X-ray propagation-based phase-contrast imaging},
  author = {Samantha J. Alloo and David M. Paganin and Kaye S. Morgan and Timur E. Gureyev and Sherry C. Mayo and Sara Mohammadi and Darren Lockie and Ralf Hendrik Menk and Fulvia Arfelli and Fabrizio Zanconati and Giuliana Tromba and Konstantin M. Pavlov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06284},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 4 figures and 1 table