基于可分离编码的高分辨X射线荧光成像技术研究

作     者：孙世峰 Sun Shi-Feng

作者机构：华北电力大学核科学与工程学院北京102206 华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2020年第69卷第19期

页      面：359-367页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11805066) 核动力技术创新中心(批准号:HDLCXZX-2020-HD-018)资助的课题 

主　　题：编码孔径 X射线荧光成像 蒙特卡洛模拟 图像重建 

摘      要：相比于传统基于毛细管或针孔的X射线成像系统,编码孔径成像系统具有结构简单、灵敏度高、扩展性强等优势,使其在X射线荧光成像中极具潜力.本工作应用新型编码孔径成像计算模型,设计了一种基于可分离编码的X射线成像系统.利用Geant4蒙特卡罗仿真对系统的性能进行了研究,并根据快速迭代收缩阈值算法进行了图像重建.模拟及分析结果显示,近场成像时,与传统基于卷积模型的成像系统不同,该系统的性能不受准直效应的影响.成像系统的空间分辨率约为65μm,并能够准确地重建出不同能量的线源和形状复杂物体的图像.重建图像的质量受校准时所用X射线能量和物体发射X射线能量的影响,两者差异越小,重建图像的质量越高.三维重建结果显示,系统能够从单次获取的二维投影图像,正确地重建出物体与系统的距离,轴向空间分辨率约为1.1 mm.