成像辐射剂量的测量和管理

本实验说明了为什么SSPM是降低CXDI成像所需辐射剂量的有效手段。三维样本的相干衍射强度与衍射分辨率d呈如下关系［261］：I（fd）∝I0d3，其中fd＝1／d，而I0为入射X射线强度。对于一个期望的分辨率d，所需的最小强度I0必须足够高以确保衍射强度相对于成像噪声可探测：SNR0为最低信噪比要求；与为Poisson和Gaussian分布方差，分别代表光子流波动和探测器噪声。相对于I0，探测器积分时间内的辐射剂量记为D0。因此如下推测是合理的：对于一个成像分辨率，其所需的成像剂量将因为SSPM的作用而显著降低；换言之，由于SSPM提升了对应高频信息的衍射强度，成像分辨率将会提高。

本实验仍然将调制带宽设为图像带宽的1／8，并通过仿真呈现照射强度降低对于重建结果的影响。图9－8中的分辨率测试靶的像素灰度值被缩小为原来的1，其中K＝1，10，100。这样的处理对应着测量到的衍射图样强度变化缩减为原来的1／K。显然在图9－8（g）中，QPM在所用辐射剂量仅为无调制剂量［图9－8（b）］的1／10时就能获得更好的重建结果。在图9－8（i）中，即使当照明剂量将为1／1 000时，QPM仍然能获得可接受的重建质量。RPM的结果略差于QPM，此处为节省空间将其略掉。在本质上，QPM的作用是将衍射图样中对应高频信息的数据SNR最大化，因此有助于低照射剂量下的CXDI应用。

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图9－8　有无SSPM时照射剂量对重建结果的影响

（a）原始分辨率测试靶；（b）～（e）无SSPM重建结果；（f）～（i）有SSPM重建结果