X射線在穿透物體過程中會與物體內的原子進行相互作用(包括光電效應、康普頓效應、電子對效應等)而發生衰減。簡單來講,組成物體的原子序數越大(質量密度越高),X射線的衰減越大,穿透能力越弱,反之亦然。
與可見光不同,很難對X射線進行折射和聚焦,可以人為X射線沿直線傳播。X射線成像時的空間分辨率,主要依賴X射線源的焦點尺寸、探測器的探元尺寸以及樣品位置的距離關系確定。
放大比是X射線源與探測器距離和X射線源與樣品距離的比值。
在實際的CT設備中,焦點尺寸a和探測器探元d的數值是相對確定的數值,放大比M是可以通過調節射線源、樣品臺、探測器三者的相對位置進行變化的。
根據數學知識,分辨率公式中有2個極限最小值
A.當放大比M→∞時,空間分辨率→0.5a
B.當放大比M→1時,空間分辨率→0.5d
結合實際的CT設備:
情況A代表的含義是:當系統的放大比M取最大值時,即樣品緊貼射線源SOD最小,探測器距離射線源最遠SDD最大,可以獲得系統的最高分辨率。射線源焦點尺寸越小,分辨率數值越小,分辨能力越高。這是我們常見的平板探測器成像系統中,在追求更高分辨率時,會通過選用更小焦點尺寸的X射線源來實現。
情況B代表的含義是:當系統的放大比M趨近于1時,即樣品靠近探測器一側,可以獲得系統的最高分辨率,此時探測器的探元尺寸越小,分辨率數值越小,分辨能力越高。因為通常的射線源和探測器器件中,d是遠遠大于a的,采用這種成像條件時分辨率較低。而我們物鏡耦合探測器,通過光學二次放大的過程,相當于在成像鏡頭的閃爍片上形成極小尺寸的探原尺寸d,從而能夠運用這種成像原理獲得的分辨率。
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