Applicazioni del Diffraction Enhanced Imaging

in radiologia diagnostica

Cortesia di Luigi Rigon

ELETTRA (Trieste)

Cortesia di Luigi Rigon

Absorption Image

Elettra

25 keV

2.6 mGy

DEI - Peak [333]

Elettra

25 keV

0.5 mGy

DEI - Peak [444]

NSLS

21.1 keV

1.8 mGy

DEI - Peak [111]

Elettra

25 keV

2.3 mGy

Immagini in assorbimento e DEI del fantoccio ACR

Cortesia di Luigi Rigon

Post mortal images of a mouse on the top (left) and on the slope (right) of the rocking curve of the analyzer

DEI of a rat

Cortesia di Luigi Rigon

Transmission image

Refraction imageApparent absorption image

Images at ELETTRA 17 keV

Mouse lungs in DEI

R.A.Lewis et al., X-ray refraction effects: application to the imaging of biological tissues,Brit. J. Radiol., 76 (2003) 301–308

Cortesia di Luigi Rigon

Top image

Far slope image

Zoom of top extinction contrast

Zoom of far slope reverse contrast

Mouse lungs in DEI

Cortesia di Luigi Rigon

Apparent absorption Image Refraction Image

Index finger proximal interphalangeal joint

Extensor tendon

Trabecular bone

Daresbury Lab., Elettra, University of Trieste Collaboration within PHASY projectR. Lewis, C. Hall, S. Evans, A. Hufton, R. Menk, F.Arfelli et al.

Cortesia di Luigi Rigon

Flexor tendon

Extensor tendonJoint capsule Articular surfaces

Apparent absorption Image Refraction Image

Index finger proximal interphalangeal joint

Cortesia di Luigi Rigon

Study of • cartilage • cartilage bone interfaces• changes in the bone structure

Superficial Layer (Zone of horizontal collagen fibers with flat cells)Subchondral Bone Plate (Important for diagnostic purposes in osteoarthritis)Tidemark (Border between normal and mineralized cartilage)

Transitional and Deep Layer(round cells, collagen fiber switches from horizontal to vertical orientation, increasing stiffness and material density)

Cartilage and bone interface

Superficial layer

Middle zone

Deep zone

TidemarkSubchondral bone plate chondrocytes

Cortesia di Luigi Rigon

Femur head core cuts

Images at ELETTRA 17 keV

Alterations inSubchondral bone plate

Apparent absorption image Refraction image

Sample preparation by Sharmila Majumdar

Cortesia di Luigi Rigon

Femur head core cuts

Apparent absorption image Refraction imageTransmission image

Images at ELETTRA 17 keV

Sample preparation by Sharmila Majumdar

Cortesia di Luigi Rigon

Mouse tail

Transmission image

Apparent absorption image

Refraction image

Images at ELETTRA 17 keV

Sample preparation by Sharmila Majumdar

Cortesia di Luigi Rigon

Immagini di un involucro di nylon da imballaggio con bolle d’aria, usando: a) sistema di imaging a raggi X convenzionale (assorbimento) e b)PB-PCI.

L’esaltazione dei contorni in b) permette di visualizzare dettagli non visibili in a).

Diverse Immagini X di un dente di leone (taraxacum officinale)

Diatomea Platonica Marina “Coscinodiscus sp.”, incapsulata in un’intricata struttura a forma di scatola per pillole di biosilicato amorfo.

Si possono osservare le rifiniture della conchiglia di biosilicato formata da un doppio strato esagonale. L’immagine in campo chiaro (sinistra) e

l’immagine a contrasto di fase differenziale (destra) sono state acquisite contemporaneamente.

Energia dei fotoni: 718 eV

Ricostruzione del volume di una pallina di polistirolo con microtomografia in modalità phase-sensitive a 10 keV, d=18 cm con

pixel di 14 micron.

A sinistra: ricostruzione da 33 sezioni. A destra: ricostruzione da 199 sezioni.

Esempio di imaging 3D elementare con l’impiego di XRF μCT

(per gentile concessione di D. Wegrzynek, A. Markowicz, E. Chinea-Cano, S. Bamford, M. Bogovac, Seibersdorf IAEA Laboratories).