X射線斷層成像新技術|多場相位CT SkyScan1294

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

  傳(chuan) 統的基於(yu) 吸收襯度的X射線成像技術在臨(lin) 床醫學，生物學，材料科學，信息科學和許多工業(ye) 領域得到了極其廣泛的應用，幾乎與(yu) 我們(men) 每一個(ge) 人的生活和健康息息相關(guan) 。然而這種成像方式可以對人體(ti) 骨骼等較重元素組成的物質觀察的很清楚，但是對軟組織成像比較模糊，這其中的原因在於(yu) 人體(ti) 組織主要由輕元素組成的，而輕元素對於(yu) 硬X射線幾乎沒有吸收。經過幾十年的研究，科學家發現，輕元素引起X射線相位改變的幅度是其對X射線吸收值的1000~100000倍，利用相位信息發展的X射線相位襯度成像，特別適合於(yu) 輕元素構成的物體(ti) ，具有廣闊的發展前景^[1]。

  由於(yu) 技術條件的限製，當前X射線相位成像技術的研究與(yu) 應用主要是在同步輻射裝置上展開的。布魯克公司采用瑞士Paul Scherrer研究所授權的技術研製出了商用X射線相位CT-SkyScan1294，為(wei) X射線斷層成像技術打開了新的應用大門。

  這台儀(yi) 器不僅(jin) 可以獲得傳(chuan) 統的X射線吸收襯度圖像，還可以獲得相位襯度圖像。不僅(jin) 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射線進行斷層成像時，會(hui) 引起x射線相位中斷，造成散射相位與(yu) 入射相位無關(guan) ，在成像中會(hui) 出現的新的由散射引起的襯度。

  簡而言之，SkyScan1294是一台集吸收襯度、相位襯度和散射襯度於(yu) 一體(ti) 的多場成像設備，可以更加完備的揭示樣品內(nei) 部的微觀結構。

  ▲SkyScan1294相位CT的基本原理圖

  采用SkyScan1294對5克拉毛坯鑽石進行多場成像的三維渲染圖。吸收襯度圖像展示了鑽石的外部形貌以及內(nei) 部的金屬氧化物夾雜。散射襯度圖像則清晰揭示了內(nei) 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(men) 可以清楚看到塊狀的石墨，但由於(yu) 石墨和金剛石的相同化學組成，這些信息是傳(chuan) 統的吸收襯度圖像無法獲得的。