小动物双能X线-武汉多博科技(图)

CT成像原理（X射线与物质的相互作用）

在微观层面，X射线与物质之间的相互作用有三种基本方式：光电效应、康普顿效应和相干散射。

当具有一定能量 E = hν（其中h为普朗克常数，v为频率）的入射X射线光子击中电子结合能低于E的原子，从而被原子吸收时，就会产生光电效应。

相互作用的电子被提升到连续光谱状态，即较低外壳的电子被踢出原子，以自由光电子的形式穿过材料，然后光子被吸收。深壳中产生的空穴由外层电子填满。由于外壳电子的能量状态高于内壳电子，因此会发出所谓的特征辐射。因此，光电效应会产生一个正离子（受影响的原子缺少一个电子而呈电中性）、一个光电子和一个特征辐射光子

基于相位的 X 射线成像技术如前所述，X 射线在物质中的传播可以通过复折射率来描述，复折射率表示为δ表示折射率下降，它与电磁波在物质中的相移有关，因此也与电磁波偏离入射方向有关。β 是吸收项，与光电效应和散射导致的物质对 X 射线的吸收有关。

因此，相移效应可能比吸收效应大得多，而传统技术正是基于吸收效应。因此，得益于相移效应的贡献，成像系统的灵敏度可以大大提高，尤其是当吸收差异产生的衬度不足以从背景中分辨出微小细节时。

此外，由于基于相位的X射线成像方法即使在X射线吸收率较低的情况下也能提供高质量的图像，因此可以使用更高的能量。这意味着，通过选择合适的能量，可以确保对的辐射剂量较低（保持较低的虚部β），同时在折射率下降足够大的情况下，获得良好的相位衬度图像（具有良好的分辨特征）。

一般来说，小动物双能X线，μ-CT系统通常采用数字平面二维探测器；常用的是电荷耦合器件 (CCD)系统，该系统使用闪烁屏，通过光纤束耦合，将X射线转换为可见光子。

近，基于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的新型探测器问世，并应用于小动物体内成像系统。下表列出了分辨率和体素尺寸小于1 μm的亚微米和纳米CT系统。

限制X射线源亮度的一个问题是阳极的热负荷，它会导致阳极局部熔化。液态金属喷射阳极（MetalJet）技术的出现解决了这一问题，该技术通过高速喷射的薄液态金属取代了传统的阳极，从而克服了这一限制（图4）。

在这种情况下，阳极的熔化不再是问题，因为阳极已经熔化。使用这些系统获得的亮度比固体阳极X射线管高一个数量级，电子束功率密度可以高出十倍，并且可以获得足够的空间相干性，从而可以使用相位衬度成像技术。