[Chinese Optics Letters报道]中科院上海应用物理研究所肖体乔研究员课题组采用相移吸收二元性算法实现了具有较大密度分布范围混合样品的定量显微CT成像，该研究成果发表在Chinese Optics Letters 2012年第12期（doi: 10.3788/COL201210.121101 ）上。

X射线穿过物体后，强度衰减的同时，其相位也会发生改变。X射线相衬成像就是利用这一原理，通过记录X射线穿过物体相位的改变，来反映物体内部电子密度的分布。同轴相衬成像由于光路简单、不需要额外的光学元件，在生物医学、材料科学等领域的研究中具有重要应用。

由于直接的同轴相衬成像只能获得样品内部结构的定性信息，其定量信息重构是目前X射线成像领域的研究热点。现有的定量显微CT方法都是基于弱吸收近似实现的，而实际应用中绝大部分样品的吸收是不可忽略的，发展一种同时考虑吸收和相移的定量相衬显微CT成像方法十分重要。

高能X射线对低Z材料具有相移吸收二元性的定量关系，即X射线穿过样品后所产生的振幅衰减和相移变化均与投影方向的电子密度积分存在确定关系。对每个投影角度下的投影数据进行电子密度恢复算法处理，然后采用滤波反投影算法进行CT重建，就可以获得样品内部的电子密度三维分布，从而实现定量成像。

研究人员利用上海同步辐射光源成像线站的高能X射线及标准测试样品，首次实现了该类相衬显微CT成像。与直接相衬CT（PPCT）相比，基于相移吸收二元性算法的PPCT(PAD-based PPCT)不但实现了混合样品材料种类分辨，而且可以获得Al，Al2O3，PMMA，PTFE四种标准材料混合样品内聚合物材料（PMMA，PTFE）的定量密度分辨（见附图）。

此外，该方法还具有很强的噪声抑制能力。同等成像条件下，其信噪比较普通位相恢复算法高10-15倍，可大幅减少实验过程中样品所受的辐照剂量。因此，新发展的成像方法在脑组织、血管、肿瘤等生物软组织原位活体（有骨骼、皮肤等强吸收介质存在时）三维成像中具有十分重要的应用前景，且具备临床诊断的潜力。

说明：混合样品在60 keV下的CT重构结果的直方图分析，(a)采用PPCT，无法区分各材料的密度分布，(b)采用PAD-based PPCT，有效实现了各材料的密度分辨。