Röntgenvaihekuvantamislaitteiston kokoaminen ja käyttöönotto

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906172959
Title: Röntgenvaihekuvantamislaitteiston kokoaminen ja käyttöönotto
Author: Mäkinen, Henrik
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906172959
http://hdl.handle.net/10138/303241
Thesis level: master's thesis
Abstract: Röntgenkuvantaminen on ollut merkittävä työkalu materiaalien karakterisoinnissa jo yli sadan vuoden ajan. Perinteisellä menetelmällä voidaan tuottaa kuvia, joissa kontrasti muodostuu näytteen aiheuttamasta röntgensäteilyn vaimenemisesta. Esimerkiksi pehmytkudoksen tapauksessa näin tuotettu kontrasti ei kuitenkaan usein ole riittävä. Vaihekontrastikuvantaminen hyödyntää näytteessä tapahtuvia röntgensäteilyn vaihemuutoksia, jotka ovat usein merkittävästi suurempia kuin vaimeneminen. Talbot-Lau-interferometri on vaihekontrastikuvantamislaitteisto, jota voidaan löyhien koherenssivaatimustensa ansiosta käyttää myös laboratorio-olosuhteissa. Talbot-Lau-laitteistossa käytetään röntgensäteilyn vaihetta siirtävää hilaa muodostamaan periodisesti muuttuva interferenssikuvio Talbot-ilmiön mukaisesti tietyille etäisyyksille. Tätä interferenssikuviota näytteistetään vaihehilan taakse Talbot-etäisyydelle sijoitetun absorptiohilan avulla. Niin kutsutussa phase-stepping-menetelmässä absorptiohilaa askelletaan vaihehilan suhteen, ja jokaista sijaintia kohden otetaan kuvat näytteen kanssa ja ilman. Vertaamalla näytekuvaa referenssikuvaan voidaan selvittää näytteen aiheuttamat muutokset interferenssikuvioon (ja siten säteilykenttään) kunkin pikselin kohdalla. Fourier-analyysin avulla interferenssikuviokartoista voidaan muodostaa perinteisen vaimennuskuvan lisäksi säteilykentän vaihesiirtymään ja sirontaan perustuvat kuvat. Ylimääräiset kuvat tarjoavat vaimennuskuviin nähden lisäinformaatiota tapauksissa, joissa tiheyserot näytteessä ovat pienet ja vaimennus on vähäistä. Tätä tutkielmaa varten kasattiin ja testattiin röntgensäteilyä käyttävä Talbot-Lau-interferometri. Laitteiston toimivuuden varmistamiseksi kuvattiin erilaisia testinäytteitä ja biologisena näytteenä parta-agama-liskon alkio. Testikuvat ovat kvalitatiivisesti oikeanlaisia, ja biologisen näytteen tapauksessa nähdään selvästi uusien kontrastimodaliteettien tarjoama parannettu pehmytkudoskontrasti. Mittausten toistettavuudessa havaittiin kuitenkin puutteita, jotka haitannevat erityisesti tomografiaa. Lisäksi tulosten kvantitatiivinen oikeellisuus tulee varmistaa ennen laitteiston varsinaista käyttöönottoa.
Discipline: Fysiikka


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Makinen_Henrik_Pro_gradu_2019.pdf 13.96Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record