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研究人员开发出新型光传输模型可改善X射线相位对比成像

盖世汽车钟群 2024-08-19 09:10:43

盖世汽车讯据外媒报道，休斯敦大学（University of Houston）的研究人员宣布取得X射线成像技术进展，可显著改善医疗诊断、材料和工业成像、交通安全等应用。

图片来源：University of Houston

相关论文成果发表在期刊《Optica》上。在论文中，休斯敦大学自然科学与数学学院和卡伦工程学院的Moores教授称号获得者Mini Das和休斯敦大学物理研究生Jingcheng Yuan介绍了一种用于单掩模相位成像系统的新型光传输模型，可增强轻元素材料（包括癌症等软组织以及塑料、爆炸物等背景组织）的非破坏性深度成像的可见性。

Das教授表示：“旧的X射线技术依靠X射线吸收来产生图像，但这种方法难以处理密度相似的材料，进而导致对比度低，难以区分不同的材料，这在医学成像和爆炸物探测等领域都是一个挑战。”

近年来，X射线相位对比成像（PCI）技术因其利用X射线穿过物体时的相对相位变化为软组织提供增强对比度的潜力而受到广泛关注。在现有的众多技术中，单掩模差分法因其在实际应用中的简单性和有效性，以及与其它方法相比能获得更高对比度的图像而脱颖而出。而且，它通过单次、低剂量成像以更简单、更高效的方式实现了这一点。

Das教授表示：“我们的新光传输模型有助于了解对比度的形成以及多种对比度特征如何在采集的数据中混合。因此，它允许从一次曝光中检索具有两种不同对比度机制的图像，这相比传统方法有了重大进步。”

该设计使用具有周期性狭缝的X射线掩模，从而创建了一个可增强边缘对比度的紧凑型装置。Das补充道：“这种掩模可与探测器像素对齐，使我们能够捕获差分相位信息，从而更清楚地显示材料之间的变化。其主要优点是简化了设置，减少了对高分辨率探测器或复杂多镜头过程的需求。”

Das的团队已经通过严格的模拟和内部开发的实验室台式X射线成像系统对其模型进行了测试。Das表示，下一个目标是将该技术集成到便携式系统中，并改造现有的成像装置，以便在医院、工业射线成像和机场等现实环境中进行测试。

Das表示：“我们的研究为X射线成像开辟了新的可能性，提供了一种简单、有效和低成本的方法来增强图像对比度，这是非破坏性深度成像的关键需求。它使相位对比成像更容易获得、更实用，从而带来更好的诊断和优化的安全筛查。它是应对各种成像挑战的多功能解决方案。我们正在测试其在许多应用中的可行性。”