▲SkyScan 1294 –Phase-Contrast Desk-Top X-Ray micro-CT

  傳統(tǒng)的基于吸收襯度的X射線成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)，生物學(xué)，材料科學(xué)，信息科學(xué)和許多工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用，幾乎與我們每一個(gè)人的生活和健康息息相關(guān)。然而這種成像方式可以對人體骨骼等較重元素組成的物質(zhì)觀察的很清楚，但是對軟組織成像比較模糊，這其中的原因在于人體組織主要由輕元素組成的，而輕元素對于硬X射線幾乎沒有吸收。經(jīng)過幾十年的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，輕元素引起X射線相位改變的幅度是其對X射線吸收值的1000~100000倍，利用相位信息發(fā)展的X射線相位襯度成像，特別適合于輕元素構(gòu)成的物體，具有廣闊的發(fā)展前景^[1]。

  由于技術(shù)條件的限制，當(dāng)前X射線相位成像技術(shù)的研究與應(yīng)用主要是在同步輻射裝置上展開的。布魯克公司采用瑞士Paul Scherrer研究所授權(quán)的技術(shù)研制出了商用X射線相位CT-SkyScan1294，為X射線斷層成像技術(shù)打開了新的應(yīng)用大門。

  這臺(tái)儀器不僅可以獲得傳統(tǒng)的X射線吸收襯度圖像，還可以獲得相位襯度圖像。不僅如此，更是可以重建出散射因子，也就是那些包含粉末、泡沫、多孔或多晶的樣品，在利用X射線進(jìn)行斷層成像時(shí)，會(huì)引起x射線相位中斷，造成散射相位與入射相位無關(guān)，在成像中會(huì)出現(xiàn)的新的由散射引起的襯度。

  簡而言之，SkyScan1294是一臺(tái)集吸收襯度、相位襯度和散射襯度于一體的多場成像設(shè)備，可以更加完備的揭示樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)。

  ▲SkyScan1294相位CT的基本原理圖

  采用SkyScan1294對5克拉毛坯鉆石進(jìn)行多場成像的三維渲染圖。吸收襯度圖像展示了鉆石的外部形貌以及內(nèi)部的金屬氧化物夾雜。散射襯度圖像則清晰揭示了內(nèi)部的缺陷。即便是如羽狀紋這樣微小的缺陷。此外，在散射襯度圖像左下角，我們可以清楚看到塊狀的石墨，但由于石墨和金剛石的相同化學(xué)組成，這些信息是傳統(tǒng)的吸收襯度圖像無法獲得的。