导读:本文包含了光栅相衬成像论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:快速成像,高能成像,光栅相衬成像,医用CT球管
光栅相衬成像论文文献综述
吴朝,魏文彬,高昆,田扬超[1]（2019）在《快速高能X射线光栅相衬成像》一文中研究指出X射线光栅相衬成像对弱吸收物质成像能够获得较高的图像衬度,然而使用高分辨探测器,成像时间长。此外,受光栅工艺限制,成像能量通常在30 keV左右。文中基于投影成像原理,大大放宽了对光栅工艺的要求,提高了成像能量。同时,利用医用CT球管以及医用探测器,基于周步进扫描模式,实现了快速相衬CT成像。在国家同步辐射实验室搭建的成像系统上,完成了80 kV管电压(等效能量约48 keV)180 mA管电流,物体80 s曝光的二维和叁维成像实验。针对实验结果,进一步探讨了提高密度分辨率的方法和途径。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年08期）
李冀,黄建衡,雷耀虎,刘鑫,赵志刚[2]（2019）在《基于级联光栅的X射线相衬成像实验研究》一文中研究指出为避免小周期高宽比吸收光栅的制作,提出了由泰伯-劳干涉仪和逆泰伯-劳干涉仪组成的级联光栅X射线相衬成像装置,该装置利用泰伯-劳干涉仪的自成像作为逆泰伯-劳干涉仪的源.通过实验验证了该方法的有效性,得到了成像系统的莫尔条纹和强度振荡曲线.条纹最高对比度为17.4%,随着吸收光栅偏离零点位置,条纹对比度逐渐降低,但是在其位置跨越从-17mm到12mm的范围内,条纹对比度仍保持在10%以上.实验讨论了样品位置对成像灵敏度的影响,结果表明当样品位置靠近相位光栅两侧时,其成像灵敏度最高.本文的研究可应用于生物医学成像的大视场X射线相衬成像系统的设计.(本文来源于《光子学报》期刊2019年01期）
陈力[3]（2018）在《X射线光栅相衬成像降噪技术研究》一文中研究指出X射线成像技术在临床医学和无损检测等领域有着广泛的应用,为了实现对轻元素所组成物质的检测,X射线相衬成像应运而生。近二十年来的研究使得X射线相衬成像有了迅速的发展,而基于Talbot-Lau效应的X射线相衬成像使其摆脱了同步辐射源的限制。作为最有临床应用前景的相衬成像方法,光栅相衬成像技术研究的重要任务是为临床诊断提供高质量的图像,因此需要研究适用于光栅成像技术的图像处理方法。在实际图像采集过程中,因设备缺陷、外部环境干扰,最终获取的图像会受到噪声污染、条纹干扰等,严重退化图像质量,影响我们对图像细节的分辨。为了解决上述问题,我们设计搭建了X射线光栅成像系统,调整系统参数使系统噪声最小,并对最终图像进行降噪处理。基于X射线光栅相衬成像系统,本论文主要在实验室光栅成像系统的探测器校准、实验平台搭建以及图像噪声的去除方法等研究方面开展了以下工作:第一,以X射线光栅相衬成像原理为基础,分析了系统中的噪声成分,推导了系统最佳灵敏度公式,并确定了在本实验平台的条件下能获得最佳灵敏度的系统长度及相关参数。第二,本实验系统中所使用的探测器为CMOS平板探测器,分析了CMOS传感器自身所带来的噪声,主要分为随机噪声和叁种固有噪声,根据每种噪声的成因和特性制定相应的算法进行降噪,对探测器中的条纹噪声分别用傅立叶变换和自相关插值法进行去除。第叁,从X射线光源的角度,为了控制辐射量的大小,分析了与辐射量相关的叁个因素:管电压、管电流和曝光时间对图像噪声的影响,并确定了这叁种指标在本实验系统中最佳的参数值;在消除本实验系统中的随机噪声使用帧积分平均法时,研究了图像的最佳迭加帧数选择问题;对比图像质量的过程中,由于图像均值不同,引入了变异系数来比较两幅图像中的噪声多少。第四,由于光栅制作的缺陷,提出一种新的方法,消除用聚乙烯棒成像过程中光栅缺陷所带来的噪声,以此协助实验研究人员分析光栅成像系统的优劣。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
韩华杰[4]（2018）在《X射线光栅相衬成像医学应用与实验技术研究》一文中研究指出X射线自1895年被发现以来便迅速在医学影像,工业无损检测等领域得到了广泛的应用。然而诸如生物软组织等由低原子序数低密度物质构成的材料对X射线的吸收作用非常微弱,传统的吸收成像方法无法在合理的剂量范围内得到高质量的图像。自上世纪90年代中期开始,依托先进同步辐射光源,X射线相位衬度成像技术逐渐发展起来。该技术利用X射线的相移信息成像,对弱吸收物质也能表现出非常好的成像衬度,有望克服传统吸收成像的缺陷,引领技术变革。过去叁十多年已经有多种相衬成像技术被提出,这其中基于Talbot-Lau光栅干涉仪的微分相衬成像方法被公认为该领域具有里程碑意义的工作。该方法可利用大焦点,低相干性的普通实验室光源完成成像,使得X射线相衬技术第一次摆脱了同步辐射光源或微焦点光源的束缚,进而为其走出实验室,实现真正临床和工业应用提供了可能。另一方面,X射线光栅干涉仪实际上是一套多模态成像系统,可以同时提供吸收,微分相移和小角散射(又称“暗场像”)叁种互补像,大大丰富了物质成像信息。本论文围绕X射线光栅干涉仪这一研究热门开展了一系列研究工作,包括:1.在国家同步辐射实验室搭建了一套基于几何投影方法的光栅相衬平台。该系统控制软件由LabVIEW开发,由于LabVIEW无法自动识别探测器生产商提供的开发包文件,我们通过动态链接库(DLL)技术,实现了系统控制软件和X射线平板探测器之间的通讯,进而实现了整个系统的数据采集自动化。另外,我们基于LabVIEW视觉模块开发了一套系统校准辅助软件。在系统校准时,两块光栅投影形成的莫尔条纹形态是我们判断光栅校准状态和进行下一步校准的重要依据,人眼判断效率低,精度差。我们开发的软件通过图像处理算法自动精确计算两块光栅形成的莫尔条纹的周期和角度信息,辅助实验者快速精确完成系统校准工作。2.提出一种基于光栅干涉仪的全新体成分测量方法。目前常用的体成分测量方法为双能X射线吸收测量法(:DEXA),它利用两种能量的X射线照射人体而建立两组方程,从而解算出人体骨骼和软组织的面密度。本论文的方法仅需要一个能量的X射线进行成像,它同时利用光栅干涉仪获取的吸收信息和微分相移信息,建立双组份方程,同样可以求解两种身体成分。我们先通过数值模拟在单能平行束X射线系统上验证了该方法的可行性,随后又通过设计制作人体体模,在日本东北大学多元物质材料科学研究所的Talbot-Lau系统上完成了相关实验,实验结果证明,本论文提出的方法可以精确求解两种体成分,特别是在求解软组织面密度时,测量精度明显优于DEXA方法。由于本论文的方法可以很容易在光栅干涉仪上实现,将大大拓展光栅干涉仪的应用范围。我们相信随着光栅干涉仪逐渐走向临床,该方法有替代目前常用的DEXA方法的潜力。3.面向临床和工业应用,我们提出了两种高速低剂量数据采集方法:连续滑窗交错法(CSWI)和正弦调制积分水桶法(SPM-IB)。连续滑窗交错法通过借鉴滑窗交错的思想,大大提高了连续扫描方法的投影重建数量减小了相衬CT重建的数据欠采样误差,数值模拟和实验结果均验证了该方法对图像质量的提升。随后,我们又提出了一种正弦调制的积分水桶方法。与通常采用的线性调制方法不同,该数据采集方法中,光栅的移动速度符合正弦曲线的规律。我们推导了四水桶值的SPM-IB方法的信息提取和分离公式,并给出调制参数的优化方法及结果。数值模拟实验验证了推导公式的正确性,计算结果还表明该方法对量子统计噪声有很好的鲁棒性。与传统的相位步进方法相比,SPM-IB方法由于光栅连续运动,是一种CT兼容的图像采集方法,同时由于图像采集速度明显提高,物体所受辐射剂量大大降低;而与我们之前提出的线性调制积分水桶法相比,SPM-IB方法可以减小甚至避免电机在启动和停止时的非线性问题,因此在CT成像或高速相衬成像等需要光栅多次高速往复运动的场合,该方法具有明显的优势。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-04-19）
荣锋,梁莹,杨亚东,马雪皓[5]（2017）在《X射线光栅相衬成像的仿真（英文）》一文中研究指出根据菲涅耳衍射积分理论,提出了X射线光栅相衬成像系统的仿真模型。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)小球作为成像物体模型,选取30 ke V的X射线做模拟计算。通过仿真,得到了穿过球体和相位光栅的X射线波前的变化。采用多步位移法从模拟条纹图中恢复出了PMMA小球的相位信息,并分析了莫尔条纹对比度对成像质量的影响,为实际的实验提供可靠的参数选择。经过仿真得到的相移信息与通过实验得到一致,验证了仿真算法的正确性。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2017年12期）
骆荣辉,吴朝,田扬超[6]（2017）在《基于投影的X射线光栅相衬成像系统的仿真模拟》一文中研究指出基于投影的X射线光栅相衬成像技术由于具有较大的成像视场以及可以实现较高能量的成像,有望实现医学临床应用。由于其光学元件较多,在系统设计时确定合适的结构参数是一件复杂而艰难的工作。因此,通过一定的合理假设,构建系统的计算机数值仿真模型,利用计算机强大的循环计算能力,实现相关参数对系统性能影响的分析进而实现参数优化将是一个很好的选择。根据基于投影的X射线光栅相衬成像装置的结构原理,同时将成像系统抽象为一个线性系统,在此基础上构建出成像系统的数学模型。并将其转变为适合于计算机的离散模型,实现基于投影的X射线光栅相衬成像的模拟仿真。最后,利用国家同步辐射实验室相衬平台采集的数据验证了该模拟方法的正确性。(本文来源于《中国医学物理学杂志》期刊2017年11期）
胡仁芳,冯大敏,吴朝,高昆,潘志云[7]（2018）在《X射线光栅相衬成像中保留源光栅的探测器校正方法》一文中研究指出本文提出了一种X射线光栅相衬成像探测器校正方法,该方法无需移除靠近光源的源光栅,而是将其与光源作为一个整体参与增益校正。在基于几何投影的光栅相衬成像系统上,开展了利用传统的探测器校正与本文提出的探测器校正方法的对比实验,两种方法获得了一致的结果。实验结果表明,本文方法大幅简化了实验操作流程,提高了系统的稳定性,对于实现X射线相衬成像的临床应用有一定的推进意义。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2018年01期）
梁榉曦[8]（2017）在《硬X射线光栅微分相衬成像系统中光栅的研制》一文中研究指出在惯性约束聚变中,作为燃料的靶丸小球在压缩后内部的密度可能不均匀,甚至存在微米级的空隙,这些不良结构将导致靶丸小球无法被点燃实行能量增益,进而导致点火失败,所以对靶丸内部结构进行检测非常有必要。X射线光栅相衬成像能对轻元素进行检测并获得吸收、折射和散射信息,显示更多的细节,比传统的吸收成像具有更大的优势,可以广泛用于生物医学,无损检测,材料科学等领域,因而逐渐成为近年来的研究热点。相位光栅和分析光栅是成像系统中的核心元件,对其进行参数设计和制作工艺探究越来越有必要。基于X射线光栅相衬成像对靶丸的检测,本论文利用实验室现有条件,结合成像系统要求,对成像系统的核心元件即相位光栅和分析光栅进行参数设计,并对其制作工艺进行探究。X射线光栅相衬成像在国内的系统入射光能量主要是20-30keV之间,而本论文选择的入射光能量为40 keV,光源到相位光栅间距为200mm。相位光栅的相位为π,槽深为51.67μm。根据系统的相干性要求和结构紧凑性,选定周期为5μm。根据光栅的衍射效率以及自成像距离确定占宽比为0.5,尺寸为10×10 mm~2。分析光栅的周期与相位光栅自成像周期一样,考虑成像系统的几何放大因子时,光栅周期为5.04μm。根据吸收率(30%)确定分析光栅槽深为51.89μm。根据光栅衍射效率,图像的衬度和信噪比确定占宽比为0.5,尺寸为15×15mm~2。光栅制作利用了单晶硅的各向异性湿法腐蚀。相位光栅工艺主要包括晶向对准技术,光栅掩模制备,和湿法腐蚀技术。分析光栅的制作工艺建立在相位光栅制作工艺的基础上,还包括背面开窗,正面腐蚀和电镀。难点在于背面开窗和电镀。最终我们成功制备了符合设计要求的相位光栅,同时对于分析光栅的研制取得了阶段性进展。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-06-01）
骆荣辉[9]（2017）在《X射线光栅相衬成像系统数值仿真模拟研究》一文中研究指出X射线相位衬度成像技术是X射线成像技术中新兴的研究领域。一方面它可以在一次成像过程中同时获得物体的折射、散射及吸收信息,提供了传统的吸收衬度成像技术无法反映的信息。另一方面,对于由轻元素构成的物质(如人体的软组织等),相位衬度成像技术理论上可以获得比传统的吸收衬度成像技术好很多的图像质量。经过科研工作者们最近几十年的努力,几种实现X射线相位衬度成像的技术先后被提出。这其中,基于光栅的相位衬度成像方法是目前被认为最接近临床医学应用的X射线相位衬度成像技术。X射线光栅相衬成像系统的结构参数分析及优化是目前该研究领域非常重要的研究工作之一,也是应用X射线光栅相衬成像技术进行其他相关研究绕不开的前期工作。然而X射线光栅相衬成像系统结构复杂,其光学元件较多,在系统设计时确定合适的结构参数是一件复杂而艰难的工作,单纯依靠理论分析是难以完成的。因此,本文首先通过一定的合理假设和抽象,综合运用线性系统理论和标量衍射理论,结合成像系统的结构原理,构建了光栅相衬成像系统的数学模型。然后利用Matlab科学计算语言建立了光栅相衬成像系统的计算机数值仿真模型,并用已有的实验平台数据进行验证。利用该数值模型可以实现各参数的灵活连续调节的能力,可以快速方便地评估出系统某一参数对性能的影响关系,进而实现参数的分析及优化。本文的最后利用该数值仿真模型实现了对成像系统中光栅结构参数的分析及优化工作,并在此基础上提出了一种利用成像系统自身的装置设备方便快捷地检测光栅结构缺陷的实验方法。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-05-01）
谢艳娜[10]（2017）在《X射线光栅相衬成像相关理论和方法的研究》一文中研究指出X射线相衬成像技术自上世纪九十年代出现以来,一直是X射线成像领域的研究热点之一。相衬成像利用X射线的相移信息来探测成像物体的内部组成结构。这种成像方法弥补了传统X射线成像不能对弱吸收物体成像的不足,因此,X射线相衬成像技术在医学、生物学、材料科学以及无损检测等领域具有重大的应用价值。基于Talbot-Lau效应的光栅相衬成像法可以使用普通的X射线源成像,因此这种成像方法成为最具有发展前景的相衬成像技术。但是,这种成像方法在相位信息提取时通常采用相位步进法,要求步进装置的移动在微米甚至纳米量级,增加了机械控制的难度,受吸收光栅不能完全吸收高能X射线的限制,成像时不能使用高能X射线。针对目前X射线光栅相衬成像法存在的问题,本学位论文主要在以下几个方面开展了研究工作。首先,详细分析了X射线光栅成像系统的成像原理,对相位光栅的成像规律进行了进一步的研究。其次,对X射线光栅相衬成像的信息提取方法进行了研究,指出最常用的相位步进法的优缺点。在这些理论研究的基础上,本文设计了一种双能阵列X射线源和双能分析光栅,并应用于X射线光栅相衬成像中,提出了一种双能X射线光栅相衬成像系统和适用于该系统的相位信息提取方法。本文所提出的双能X射线光栅相衬成像系统不需要精密步进平台,精简了成像系统,避免了步进误差导致的成像质量降低的问题,成像物体只需两次曝光就可以成像,提高了成像效率,双能阵列X射线源、双能分析光栅的应用避免了吸收光栅不能使用高能X射线成像的问题。最后,对提出的成像系统及其相位提取方法进行了仿真实验,仿真结果表明提取到的检测样本的相位一阶导数分布与相关文献实验所得结果一致,证明了本文提出的成像系统和相位提取方法是可行的。为了达到成像系统对高能X射线成像时的中心能量的要求,通过仿真不同材料对X射线的滤除作用,设计了 X射线滤光片。仿真结果表明,滤光片可以有效的滤除低能X射线,使出射的高能X射线满足成像系统的要求。(本文来源于《天津工业大学》期刊2017-02-16）
光栅相衬成像论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为避免小周期高宽比吸收光栅的制作,提出了由泰伯-劳干涉仪和逆泰伯-劳干涉仪组成的级联光栅X射线相衬成像装置,该装置利用泰伯-劳干涉仪的自成像作为逆泰伯-劳干涉仪的源.通过实验验证了该方法的有效性,得到了成像系统的莫尔条纹和强度振荡曲线.条纹最高对比度为17.4%,随着吸收光栅偏离零点位置,条纹对比度逐渐降低,但是在其位置跨越从-17mm到12mm的范围内,条纹对比度仍保持在10%以上.实验讨论了样品位置对成像灵敏度的影响,结果表明当样品位置靠近相位光栅两侧时,其成像灵敏度最高.本文的研究可应用于生物医学成像的大视场X射线相衬成像系统的设计.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光栅相衬成像论文参考文献
[1].吴朝,魏文彬,高昆,田扬超.快速高能X射线光栅相衬成像[J].红外与激光工程.2019
[2].李冀,黄建衡,雷耀虎,刘鑫,赵志刚.基于级联光栅的X射线相衬成像实验研究[J].光子学报.2019
[3].陈力.X射线光栅相衬成像降噪技术研究[D].深圳大学.2018
[4].韩华杰.X射线光栅相衬成像医学应用与实验技术研究[D].中国科学技术大学.2018
[5].荣锋,梁莹,杨亚东,马雪皓.X射线光栅相衬成像的仿真（英文）[J].红外与激光工程.2017
[6].骆荣辉,吴朝,田扬超.基于投影的X射线光栅相衬成像系统的仿真模拟[J].中国医学物理学杂志.2017
[7].胡仁芳,冯大敏,吴朝,高昆,潘志云.X射线光栅相衬成像中保留源光栅的探测器校正方法[J].原子能科学技术.2018
[8].梁榉曦.硬X射线光栅微分相衬成像系统中光栅的研制[D].中国科学技术大学.2017
[9].骆荣辉.X射线光栅相衬成像系统数值仿真模拟研究[D].中国科学技术大学.2017
[10].谢艳娜.X射线光栅相衬成像相关理论和方法的研究[D].天津工业大学.2017