단일 비산란 그리드 및 다색광 x-선원 기반 위상대조 x-선 영상화 실험 연구 Experimental Study for Phase-contrast X-ray Imaging Based on a Single Antiscatter Grid and a Polychromatic X-ray Source원문보기
본 연구에서는 단일 비산란 그리드 및 다색광 x-선원을 이용하여 위상대조 x-선 영상을 용이하게 구현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 신기법의 개념 입증을 위해 집속형 선형 그리드(200 lines/inch 선 밀도), 마이크로 초점 x-선관(${\sim}5{\mu}m$ 초점크기), CMOS형 평판형 검출기($48{\mu}m$픽셀 크기)로 실험장치를 구성하였으며, 한 번의 x-선 촬영($90kV_p$, 0.1 mAs)으로 감약대조 x-선 영상과 향상된 가시성을 지진 산란 x-선 영상 및 차분 위상대조 x-선 영상을 Fourier변조복원 기법을 적용하여 성공적으로 분리 획득하였다. 더 나아가, 감약대조 x-선 영상과 산란 x-선 영상을 합성함으로써 일반 감약대조 x-선 영상에서는 명확하게 볼 수 없는 샘플의 미세 구조를 보다 선명하게 나타냄을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 단일 비산란 그리드 기반 위상대조 x-선 영상화 기법은 실험 구성 및 절차가 단순하고 새로운 대조도에 기반한 산란 및 위상대조 x-선 영상을 동시에 제공하기 때문에 차세대 x-선 영상화 신기법으로 다양한 응용분야에서 용이하게 적용될 수 있을 것으로 전망한다.
본 연구에서는 단일 비산란 그리드 및 다색광 x-선원을 이용하여 위상대조 x-선 영상을 용이하게 구현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 신기법의 개념 입증을 위해 집속형 선형 그리드(200 lines/inch 선 밀도), 마이크로 초점 x-선관(${\sim}5{\mu}m$ 초점크기), CMOS형 평판형 검출기($48{\mu}m$ 픽셀 크기)로 실험장치를 구성하였으며, 한 번의 x-선 촬영($90kV_p$, 0.1 mAs)으로 감약대조 x-선 영상과 향상된 가시성을 지진 산란 x-선 영상 및 차분 위상대조 x-선 영상을 Fourier변조복원 기법을 적용하여 성공적으로 분리 획득하였다. 더 나아가, 감약대조 x-선 영상과 산란 x-선 영상을 합성함으로써 일반 감약대조 x-선 영상에서는 명확하게 볼 수 없는 샘플의 미세 구조를 보다 선명하게 나타냄을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 단일 비산란 그리드 기반 위상대조 x-선 영상화 기법은 실험 구성 및 절차가 단순하고 새로운 대조도에 기반한 산란 및 위상대조 x-선 영상을 동시에 제공하기 때문에 차세대 x-선 영상화 신기법으로 다양한 응용분야에서 용이하게 적용될 수 있을 것으로 전망한다.
In this work, we performed a proof-of-concept experiment for phase-contrast x-ray imaging (PCXI) based on a single antiscatter grid and a polychromatic x-ray source. We established a table-top setup which consists of a focused-linear grid having a strip density of 200 lines/inch, a microfocus x-ray ...
In this work, we performed a proof-of-concept experiment for phase-contrast x-ray imaging (PCXI) based on a single antiscatter grid and a polychromatic x-ray source. We established a table-top setup which consists of a focused-linear grid having a strip density of 200 lines/inch, a microfocus x-ray tube having a focal-spot size of about $5{\mu}m$, and a CMOS-type flat-panel detector having a pixel size of $48{\mu}m$. By using our prototype PCXI system and the Fourier demodulation technique, we successfully obtained attenuation, scattering, and differential phase-contrast images of improved visibility from the raw images of several selected samples at x-ray tube conditions of $90kV_p$ and 0.1 mAs. Further, fusion image (e.g., the attenuation+the scattering) may have an advantage in displaying details of the sample's structures that are not clearly visible in the conventional attenuation image. Our experimental results indicate that single-grid-based approach seems a useful method for PCXI with great simplicity and minimal requirements on the setup alignment.
In this work, we performed a proof-of-concept experiment for phase-contrast x-ray imaging (PCXI) based on a single antiscatter grid and a polychromatic x-ray source. We established a table-top setup which consists of a focused-linear grid having a strip density of 200 lines/inch, a microfocus x-ray tube having a focal-spot size of about $5{\mu}m$, and a CMOS-type flat-panel detector having a pixel size of $48{\mu}m$. By using our prototype PCXI system and the Fourier demodulation technique, we successfully obtained attenuation, scattering, and differential phase-contrast images of improved visibility from the raw images of several selected samples at x-ray tube conditions of $90kV_p$ and 0.1 mAs. Further, fusion image (e.g., the attenuation+the scattering) may have an advantage in displaying details of the sample's structures that are not clearly visible in the conventional attenuation image. Our experimental results indicate that single-grid-based approach seems a useful method for PCXI with great simplicity and minimal requirements on the setup alignment.
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제안 방법
We investigated a simplified method to PCXI with a single antiscatter grid and a conventional polychromatic x-ray source. We obtained concurrently attenuation, scattering, and differential phase-contrast images of improved visibility from the raw images of several samples and composed the attenuation and scattering images. The fusion image may have an advantage in displaying details of the sample’s structures that are not clearly visible in the conventional attenuation image.
대상 데이터
It consists of a microfocus x-ray tube having an about 5-μm focal spot size (Hamamatsu, L7910, Japan), a focused-linear grid of a 200-lines/inch strip density (JPI Healthcare Corp., Korea), and a CMOS-type flat-panel detector of a 48-μm pixel size and a 2,048×1,024 matrix (Rad-icon Imaging Corp., Shad-o-Box 2048, USA).
참고문헌 (9)
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