在X射线暗场成像中将边缘与微观结构分开:通过X射线福克-普朗克方程来演变和转变的视角

科学领域:

• 物理 物理学 物理
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• X射线暗场对比 (XDF) 产生于X射线通过亚分辨率结构 (小角度X射线散射) 和可分辨样本边缘的X射线扩散.
• 现有的实验性XDF技术很难区分这两个不同的对比生成机制.
• 基于斑点的X射线成像 (SBXI) 分析参考斑点图案可见度的变化,以提取XDF.

研究的目的:

• 介绍SBXI的新算法,能够分离微结构诱导和边缘诱导的XDF对比.
• 引入一个"devolving"的福克-普朗克方程视角,用于模拟XDF生成在对轴的X射线成像.
• 为了从实验数据中实现减弱,相位和独特的XDF属性的多模式检索.

主要方法:

• 开发了一种多式联动内在斑点跟踪 (MIST) 算法的变体,使用"devolving"的福克-普朗克方程.
• 基于"进化"和"退化"的福克-普朗克视角,比较单次和多次曝光的多模式检索算法.
• 将开发的算法应用于来自幻影和有机样本的实验数据.

主要成果:

• 福克-普朗克的"演变"视角成功地区分了未解决的微观结构产生的XDF和利的边缘.
• 证明了将这两个物理上不同的XDF对比机制分开的能力.
• 在幻影和有机样本数据集上验证了算法的性能.

结论:

• 新的算法提供了互补的XDF图像,将尖端散射与微观结构诱导的散射分开.
• 这种分离对于通过减少条纹文物来改进XDF计算机断层扫描至关重要.
• 该方法通过消除嵌入的需要来促进样品的准备,因为可以隔离强烈的边缘信号.