Rozprawy doktorskie IFJ PAN (Doctoral dissertations of IFJ PAN)
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing by Author "Bielecki, Jerzy"
Results Per Page
Sort Options
Item Obrazowanie układów złożonych techniką rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej z uwzględnieniem kontrastu zmiany fazy(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2018) Tkocz, Konrad; Kwiatek, Wojciech; Bielecki, Jerzy; Lankosz, Marek; Such, PiotrObserwacja i analiza struktur wewnętrznych obiektów obrazowanych techniką rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej możliwa jest, dzięki różnicy masowego współczynnika absorpcji lub współczynnika załamania promieniowania rentgenowskiego w badanych obszarach próbki. W obrębie danego typu tkanki różnica masowych współczynników absorpcji promieniowania X może być niewielka, co utrudnia obserwację szczegółów danej struktury. Głównym celem rozprawy doktorskiej było: zmodernizowanie i zoptymalizowanie układu obrazowania rentgenowskiego, opracowanie metody absorpcyjnego obrazowania rentgenowskiego pozwalającej na poprawę kontrastu między obrazowanymi strukturami obiektów biologicznych oraz wyznaczenie metody pozwalającej na obserwację sygnału wzmocnienia krawędziowego powstałego poprzez refrakcję wiązki promieniowania rentgenowskiego na krawędziach badanej próbki. Szczególnym celem pracy było udowodnienie tezy, iż zmieniając energetyczne widmo emisyjne polichromatycznego źródła twardego promieniowania rentgenowskiego uzyskuje się obrazy absorpcyjne cechujące się poprawą kontrastu między strukturami. Można także zaobserwować sygnał wzmocnienia krawędziowego. Rozdział 3 rozprawy obejmuje podstawowe zagadnienia teoretyczne z dziedziny mikrotomografii komputerowej. Opisano w nim właściwości promieniowania rentgenowskiego oraz sposoby jego oddziaływania z materią. Omówiono matematyczne podstawy algorytmów rekonstrukcji obrazu tomograficznego i przedstawiono podstawowe metody określania kontrastu obrazu. W Rozdziale 4 rozprawy opisano modernizację oraz optymalizację stosowanego układu obrazowania rentgenowskiego. Pokazano procedurę minimalizacji rozmiarów ogniska wiązki elektronów na anodzie lampy rentgenowskiej, co pozwoliło na uzyskanie przestrzennej zdolności rozdzielczej układu wynoszącej 2 . Zaprezentowano zmodernizowany system pozycjonowania próbki oraz system detekcji promieniowania X. Dzięki pracom związanym z modernizacją układu udało się uzyskać i przedstawić autorską metodę określenia powiększenia geometrycznego układu obrazowania. W Rozdziale 5 przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania autorskiej metody absorpcyjnego obrazowania rentgenowskiego. Określono zamodelowany sygnał zmiany rejestrowanej intensywności obrazów rentgenowskich wynikającej ze zmiany napięcia przyspieszającego źródła i porównano go z wynikami eksperymentalnymi. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono w sposób fenomenologiczny funkcję opisującą zmianę intensywności w zależności od napięcia przyspieszającego lampy rentgenowskiej. Pokazano również interpretację fizyczną znalezionej funkcji oraz cechy wyznaczonych parametrów funkcji. Rozdział 6 przedstawia analizę zmiany intensywności wzmocnionego sygnału krawędziowego w funkcji napięcia przyspieszającego lampy rentgenowskiej. W oparciu o przeprowadzoną analizę wyznaczono funkcję zmiany amplitudy wzmocnionego sygnału krawędziowego w zależności od napięcia lampy, dzięki której opracowano jakościową metodę wyznaczania obrazów rentgenowskich uwzględniających kontrast zmiany fazy. Na podstawie wyznaczonych metod przeprowadzono obrazowanie rentgenowskie obiektów biologicznych zbudowanych z pierwiastków lekkich oraz obiektów charakteryzujących się małą różnicą współczynników absorpcji promieniowania X. Dzięki wyznaczonym metodom udało się osiągnąć absorpcyjne rekonstrukcje rentgenowskie cechujące się lepszym kontrastem w porównaniu do konwencjonalnej techniki obrazowania. Udało się także uzyskać obrazy rentgenowskie uwzględniające kontrast zmiany fazy.