2013

Rtg zobrazovanie ľahkých vzoriek s využitím fázového kontrastu

S využitím moderného laboratórneho rtg. zobrazovacieho systému, ktorý bol navrhnutý a skonštruovaný v laboratóriu na oddelení OTDP v Piešťanoch sme vyvinuli pokrokovú rtg. zobrazovaciu metódu, ktorá využíva fázový kontrast na zviditeľnenie veľmi jemných štruktúr na pozorovanom objekte. Klasická absorpčná metóda je založená na schopnosti látok absorbovať rtg. žiarenie a na detektore vytvárať tieň objektu. Fázovo citlivé zobrazovanie dokáže detekovať aj refraktované lúče na hranách štruktúr a v oblastiach s gradientom indexu lomu v objekte s veľmi slabou absorpciou a tým sa stávajú tieto štruktúry viditeľné. Toto fázovo kontrastné zobrazovanie sme aplikovali na 2D rádiografiu aj 3D tomografiu (CT). Rozlišovacia schopnosť rtg. systému je do 3 µm, čo bolo potvrdené aj v CT experimente, pri ktorom bola použítá vzorka drevo (Hibiscus rosa-sinensis). Výsledok je zobrazený na Obr. 1 s mierkou, kde môžeme rozoznať štruktúru bunkovej steny s rozmerom 3 µm.  Rtg zobrazovací systém a moderná fázovo-kontrastná zobrazovacia metóda sú vhodné pre ľahké vzorky, ako sú napr. biologické vzorky, drevo (Obr. 1), plast (Obr. 2) , papier a pod. s rozmerom vzorky < 2 mm. Spracované výsledky sme porovnali aj s inými podobnými zobrazovacími systémami, pričom sa potvrdili výhody fázového kontrastu a vybrané typy vzoriek boli viditeľnejšie u nášho rtg zobrazovacieho systému.

Zrekonštruovaný CT rez s rozpoznateľnými štruktúrnymi oblasťami buniek s hrúbkou stien 3 mikrometre v drevenej vzorke.

(a) Rtg projekcia vzorky PMMA guličiek (priemer 20 µm) po flat-field korekcii a (b) spätne získaný fázový obraz (relatívna elektrónová hustota) PMMA guličiek.

Zápražný, Z., Korytár, D., Dubecký, F., Áč, V., Stachura, Z., Lekki, J., Bielecki, J., and Mudroň, J.: Experience with imaging by using of microfocus x-ray source, J. Electrical Engn. 61 (2010) 287-290.
Zápražný, Z., Korytár, D., Áč, V., Konopka, P., and Bielecki, J.: Phase contrast imaging of lightweight objects using microfocus X-ray source and high resolution CCD camera. (2012), JINST 7 C03005.
Zápražný, Z., Korytár, D., Mikulík, P., and Áč, V.: Processing of projections containing phase contrast in laboratory micro-computerized tomography imaging. J. Applied Crystall. 46 (2013) 933-938.