《具有分析功能X射線微分相襯探測器研究》是依託深圳大學，由劉鑫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有分析功能X射線微分相襯探測器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉鑫
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
X射線相襯技術套用於醫學，將為癌症早期診斷提供有力的探測手段，X射線微分相襯是最具有潛力走向實用的相襯成像技術，其干涉條紋探測方法是其關鍵技術之一。本研究項目提出一種新型具有分析功能的X射線探測器用於探測微分相襯成像干涉條紋，不再需要高效率吸收光柵放置於X射線探測器前，克服利用吸收光柵相襯系統吸收光柵製作困難、探測面積小、難以高能量成像等缺點。項目主要研究內容包括：（1）特殊周期陣列轉換屏探測微分干涉條紋原理研究；（2）陣列轉換屏結構最佳化設計；（3）利用蒙特卡洛方法分析探測器效率，設計出高效率轉換屏結構。該種探測器創新性在於：探測效率高、系統複雜度低、適用成像光子能量高，結合陣列光源的使用，微分相襯系統不再需要吸收光柵，同時可作為高空間解析度X射線探測器使用。該項目研究為微分相襯技術的實用化奠定基礎，且目前國外沒有該種探測方法及該類型探測器報導。
結題摘要
在成像技術中，X射線成像的發現具有無可估量的價值，它在醫學檢查、工業無損探傷、安檢等領域一直發揮著重要的作用。弱吸收物體成像時，由於各個部分吸收差異很小，難以形成很好的吸收襯度。X射線相襯成像是近十多年來發展較快的一種新的成像方法，它利用X射線經過物體後產生的相位變化對物體進行成像，是對常規X射線圖像一次質的飛躍，適合於弱吸收物體的圖像診斷。近年來，已發展多種X射線相襯成像技術，基於光柵的微分相襯成像最有希望走向套用。 微分相襯成像一般在圖像探測器前放置一個分析光柵，同相位光柵干涉條紋形成莫爾條紋，以降低對探測器解析度要求。此分析光柵吸收效率極大影響莫爾條紋對比度，進而影響圖像質量。而基於吸收的分析光柵效率不可能達到100%，尤其是對高能X射線。本項目中提出一種非吸收式分析功能探測器，該種探測器不僅能夠探測X射線圖像，還具有分析光柵的功能，且對任何能量X射線具有100%分析效率，因此使用該探測器微分相襯成像系統不受X射線能量限制。該項目在理論上論證了該方案的可行性，模擬計算了不同結構對分析效率的影響，最佳化了探測器結構。根據理論分析結果設計、製作了該探測器，實驗上驗證了該探測器用於X射線微分相襯成像的有效性，得到了微分相襯的實驗結果。針對樣品吸收劑量的問題，本項目提出兩步相移恢復相襯圖像的算法，降低物體對X射線劑量吸收。在本項目的執行過程中，還發展了製作該器件的光助電化學刻蝕、高壓微孔結構填充、器件封裝等工藝，並嘗試了8英寸器件預研工作，為微分相襯實用化奠定了基礎。 本項目在執行期內，較好地完成了理論研究及實驗的預期目標，已發表學術論文8篇，申請發明專利1項，待發表論文2篇；實驗上驗證了方案的可行性；積累了器件製作的工藝技術；相關研究課題培養或協助培養研究生5名。項目所取得的研究成果，為今後繼續開展X射線相襯實用化積累了經驗，為新的相襯方法奠定了必要的研究基礎。
