Availability: Investigations on grating-based phase-contrast and dark field imaging for preclinical x-ray systems

Investigations on grating-based phase-contrast and dark field imaging for preclinical x-ray systems: = Untersuchungen zur gitterbasierten Phasenkontrast- und Dunkelfeld-Bildgebungsmethode für vorklinische Röntgengeräte

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Bibliographic Details
Main Author:	Horn, Florian (Author)
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Language:	English
Published:	Erlangen ; Nürnberg 2018
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adam_text	CONTENTS INTRODUCTION 1 1 THEORETICAL BACKGROUND 3 1.1 PHYSICAL FUNDAMENTALS OF X-RAYS.................................................................................... 3 1.1.1 THE COMPLEX REFRACTIVE INDEX: ATTENUATION AND REFRACTION.............................. 3 1.1.2 THE LINEAR ATTENUATION COEFFICIENT FOR HARD X-RAYS ........................................... 7 1.1.3 THE REFRACTIVE INDEX DECREMENT FOR HARD X-RA Y S .............................................. 9 1.2 TALBOT-LAU INTERFEROM ETRY............................................................................................ 10 1.2.1 THE TALBOT EFFECT AND FRACTIONAL TALBOT DISTAN C ES ........................................... 10 1.2.2 THE LAU EFFECT.................................................................................................... 14 1.2.3 THE GRATING INTERFEROM ETER .............................................................................. 15 1.2.4 INFORMATION RETRIEVAL......................................................................................... 17 1.2.5 CONTRAST MODALITIES OF TALBOT-LAU IMAGING ......................................................... 20 2 IMAGE RECONSTRUCTION WITH REGARD TO MECHANICAL ROBUSTNESS 23 2.1 M OTIVATION........................................................................................................................23 2.2 LONG-TERM PHASE-DRIFT EFFE C TS..........................................................................................25 2.2.1 STABILITY OF REFERENCE M EASUREM ENT .................................................................... 25 2.2.2 DEMONSTRATION OF ARTIFACTS CAUSED BY LONG-TERM PHASE-DRIFTS ............................ 28 2.2.3 CORRECTION OF PHASE-DRIFT ARTIFACTS BY POLYNOMIAL FITTIN G .................................... 29 2.3 DISPLACEMENT OF PHASE-STEP POSITIONS IN PHASE-STEPPING CU RV E .................................... 34 2.3.1 ARTIFACTS ARISING FROM MISPLACED PHASE-STEP POSITIONS.......................................34 2.3.2 RECONSTRUCTION WITHOUT KNOWLEDGE OF THE GRATING P O S ITIO N ...............................37 2.4 EXCLUSION OF IRREGULAR PHASE STEP D A T A ......................................................................... 51 2.5 VISIBILITY REDUCTION DUE TO HIGH-FREQUENCY GRATING VIBRATIONS ......................................... 54 2.6 CONCLUSION ........................................................................ 56 3 IMPLEMENTATION OF A TALBOT-LAU INTERFEROMETER IN A PRECLINICAL C-ARM PLATFORM 59 3.1 M OTIVATION.................................................................................................................... 59 3.2 CHARACTERISTICS AND CONSTRAINTS OF THE SE TU P ................................................................. 60 3.2.1 DESCRIPTION OF THE PROTOTYPE............................................................................ 60 3.2.2 DEMONSTRATION OF FEASIBILITY............................................................................ 64 3.2.3 STABILITY OF PHASE-STEPPING CURVES ........... .. ......................................................... 69 3.2.4 IMPLEMENTATION OF A BENT ANALYZER GRATING...................................................... 74 3.3 ANGULATION OF C-ARM SY STE M ......................................................................................... 77 3.3.1 IMPACT OF ANGULATION OF C-ARM ON VISIBILITY AND P H A S E .......................................77 3.3.2 CORRECTION OF ARTIFACTS ARISING FROM ANGULATION ................................................. 85 3.4 DEMONSTRATION OF A SPECIMEN MEASUREMENT FROM DIFFERENT AN G LE S...............................90 3.5 CONCLUSION.................................................................................................................... 94 4 HIGH-ENERGY MEDICAL APPLICATIONS OF X-RAY GRATING-BASED INTERFEROMETRY 95 4.1 M OTIVATION....................................................................................................................... 95 4.2 DESCRIPTION OF THE HIGH-ENERGY SE TU P S ......................................................................... 97 4.3 EX VIVO MEASUREMENT OF A HUMAN KNEE ........................................................................ 104 4.4 MICROBUBBLES AS A SCATTERING CONTRAST AGENT IN POPLITEAL A R T E R Y .................................. 116 4.5 SLIT-SCANNING HIGH-ENERGY SETU P ..................................................................................... 122 4.6 CONCLUSION......................................................................................................................134 SUMMARY 135 ZUSAMMENFASSUNG 137 APPENDIX 139 BIBLIOGRAPHY 143 LIST OF ABBREVIATIONS 161 LIST OF PUBLICATIONS AND PRESENTATIONS 163 ACKNOWLEDGEMENTS 167
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