軟X射線成像系統焦深拓展方法及套用研究

《軟X射線成像系統焦深拓展方法及套用研究》是依託中國科學技術大學，由田揚超擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：軟X射線成像系統焦深拓展方法及套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：田揚超
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

高分辨軟X射線成像是近年發展起來進行細胞成像的有力工具，它無需切片可以獲得細胞的三維圖像，觀察到細胞器的三維結構（如可以觀察到質膜、核膜、核孔、內質網、溶酶體和線立體的結構等），可以研究細胞受病毒感染後細胞器結構的變化，為疾病引起的細胞結構變化機理研究提供了強有力的研究手段。但成像系統的解析度越高，系統的焦深就越小(對軟X射線成像系統而言,波長比硬X射線的波長長,焦深更短)，因此成像細胞的尺寸就越小，所以軟X射線成像系統難以實現大尺寸（如真核細胞）細胞的清晰成像，為此，必須解決成像系統解析度與焦深的矛盾。本項目擬採用小波變換和光學傳遞函式方法實現高分辨軟X射線成像系統的焦深拓展，實現高分辨軟X射線成像系統的大細胞成像。

結題摘要

高分辨軟X射線成像時近年發展起來進行細胞成像的有利工具，它可以無需切片可以獲得細胞的亞細胞結構（如可以觀察到質膜、核膜、核孔、內質網、溶酶體和線立體），可以研究細胞受病毒感染後亞細胞結構的變化，為疾病的的細胞變化機理提供了有利證據。但解析度與成像系統的焦深時相互矛盾的，解析度越高，系統的焦深就小，因此成像細胞的大小就越小，其中大尺寸（如真核細胞）細胞就難以獲得清楚的像，為此，必須解決成像系統分辨與焦深的矛盾。本項目針對X射線顯微成像投影圖像特點和光路特點,提出了基於光學傳遞函式的離焦投影圖像恢復，很好解決了樣品不在同一焦面的問題,克服了X射線成像焦深的限制。分析了基於投影圖像的融合算法焦深拓展的方法和基於光學傳遞函式投影恢復算法的焦深拓展存在的局限性,特別是在厚度較大樣品的焦深拓展問題上難以很好的解決,於是我們研究了X射線顯微成像的特點,提出了一種基於三維CT重構圖像的片層融合的焦深拓展方法, 完美地解決了X射線顯微成像焦深的限制問題，實現高分辨系統中的大細胞成像。