襯度成像，X射線相位襯度成像基於X射線通過輕元素物質獲得的相位改變是光強改變的一千倍到十萬倍的原理，X射線相位襯度能以比傳統吸收成像高得多靈敏度觀察輕元素樣品的內部結構。
基本介紹
- 中文名：襯度成像
- 外文名：Contrast image
1895年，德國著名物理學家倫琴(1854～1923)發現X射線。三天后，倫琴的夫人偶然看到了手的X射線影像，從此開創了一門新的科學－X射線攝影術，該技術隨後在醫學診斷領域得到廣泛的套用。利用X射線，人們第一次實現了對人體內部的無損傷成像。雖然最初形成的影像並不是很清楚，但是科學家敏銳地預見到X射線影像潛在的巨大套用前景。隨著X光源和探測技術不斷完善，所獲得的圖像越來越清楚。然而這種圖像還只是樣品一個投影，樣品內部各種信息沿X射線傳播方向疊加在一起，無法分辨樣品內部結構前後關係。為了真實的再現物體內部的三維結構，科學家們發明了計算斷層成像(CT)的方法。
然而，目前的醫用CT成像都是基於物質對X射線的吸收，對由輕元素構成的樣品不能提供足夠的成像襯度，就象可見光經過玻璃一樣，沒有留下可觀察的痕跡。因此，傳統的X射線成像只能對吸收係數較大的人體骨骼清晰成像，而不能為病變軟組織提供較高的成像襯度。Zernike首先將相位襯度引入光學顯微鏡，使人們清晰地觀察到了透明的軟組織。受這個工作的啟發，Ando利用Bonse和Hart發明的X射線晶體干涉儀，第一次實現了X射線相位襯度成像。1980年，E. Forster等人第一個利用準直器和分析晶體對X射線相位襯度成像進行研究，這個裝置是現在通常用的衍射增強相位襯度方法（DEI）成像的基礎，他們的工作開創了DEI成像的新領域。系統地對X射線相位成像開始進行研究還是在1990年代初期。那時有人開始從理論上研究從光強信號提取相位的可能性，這些理論工作的進展，為後來X射線相位襯度成像的發展奠定了堅實的基礎。1995年，澳大利亞T.J.Davis和他的同事們在Phys. Rev. Lett.正式報導了他們對一個簡單的相位物體進行X線相位成像的結果，他們發現不同的分析晶體角度所成的像的襯度會不相同，並根據晶體衍射的方程給出了理論解釋。這實際上就是現在被稱作衍射增強（DEI）相位襯度方法。同時，A.Snigirev和他的同事提出了單色同軸相位襯度成像模型，並在ESRF得到成功實現。1996年，W. S. Wilkins在Nature上發表了多波長硬X射線相位襯度成像的論文，同時，K. A. Nugent教授在Phys. Rev. Lett.上面發表了相位提取的理論文章,標誌著X射線相位襯度成像已經發成為研究得到了廣泛的研究，並開始走向實際套用。2006年，中國的朱佩平教授根據他們的工作，提出
了修正的衍射增強方程，並給出了衍射增強方法的另外一種更加簡潔的解釋方
法, 至此，衍射增強方法已經完全發展成熟了。
X射線相位襯度成像基於X射線通過輕元素物質獲得的相位改變是光強改變的一千倍到十萬倍的原理，X射線相位襯度能以比傳統吸收成像高得多靈敏度觀察輕元素樣品的內部結構。這種成像方法可以廣泛套用於生物、醫學、材料科學等眾多研究領域，為科學研究、疾病診斷、材料合成等提供強有力的表征手段。因此，X射線相位襯度成像及其CT技術的研究具有前瞻性和開拓性，並具有重要的研究價值和意義。
