Phase-contrast X-ray imaging of human airways has not been performed clinically due to technological limitations both on the X-ray source and detector side. Recent virtual clinical trials and experimental work have demonstrated that phase-contrast imaging could significantly improve the contrast of low-attenuation features in the lungs. However, these demonstrations have required large propagation distances (>10 m), making them incompatible with the clinical hospital setting. In this work, we explore the technical requirements of a future compact system for propagation-based phase-contrast imaging (PBI) suitable for small-airway visualization in human lungs. We propose a clinical system with a total length of 4 m for phase-contrast chest radiography. With this system, it is possible to image airways smaller than 1 mm in lumen diameter at a standard radiography effective dose of 0.1 mSv and to visualize the outer wall at doses above 1 mSv, roughly one-tenth the dose of a conventional chest CT scan. This could be clinically beneficial for diagnosing diseases in which small airways become obstructed due to increased airway wall thickness, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and asthma.

Faskontrastavbildning av mänskliga luftvägar har inte utförts i klinisk miljö på grund av teknologiska begränsingar hos både källa och detektor. På senare tid har virtuella kliniska studier och experiment på lungfantomer visat att faskontrastavbildning kan förbättra kontrasten hos svagt attenuerande strukturer i lungan. Experimenten har utförts med långa propagationsavstånd (>10 m), vilket gör de opassande för den kliniska sjukhusmiljön. I det här arbetet utforskar vi de teknologiska kraven för ett framtida kompakt system för propagationsbaserad faskontrastavbildning passande för avbildning av små luftvägar i mänskliga lungor. Vi föreslår ett kliniskt system av storleken 4 m för faskontrast-lungröntgen. Systemet kan avbilda luftvägar mindre än 1 mm i innerdiameter vid standard effektiv dos för radiografi, 0.1 mSv, och visualisera luftvägsväggar vid doser högre än 1 mSv. Det motsvarar ungefär en tiondels dos för en konventionell datortomografi av thorax. Detta skulle kunna vara kliniskt intressant för diagnostisering av sjukdomar där de minsta luftvägarna blockeras på grund av ökad väggtjocklek, exempelvis vid kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) och astma.