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要描述图像的形成，必须从单个X射线光子的相互作用过程，到考虑到吸收和散射的X射线光束的定量衰减。一般来说，X射线成像背后的机制可以用样品的复折射率来解释。在宏观层面上，均质材料（即密度和原子序数Z一致）对单能量入射X射线光束的吸收可以用以下公式描述其中，I 为光束穿过物质后的强度，I0为入射强度；Δx为材料厚度。μ称为线性衰减系数，由光电效应、康普顿效应和相干散射效应的线性组合给出。
以上公式被称为比尔-朗伯定律。显然，μ值高物体比μ值低的物体更能衰减X射线。例如，双能x射线骨密度，在医学成像中，骨骼（高μ值）比软组织（低μ值）对X射线光子的衰减更大。在处理非均匀物体（即由多个具有不同吸收系数的较小均匀元素组成的物体）时，单个元素的入射强度由前一个元素的出射强度给出。将这一概念以级联的方式重复应用于每一个元素
根据该方法的性质，ABI可生成样品中折射率梯度的图像。需要注意的是，在图10中，所有晶体都采用布拉格几何形状，但也有采用 Laue 衍射法的其他排列方式。
其基本原理是，当分析器晶体完全达到其反射率曲线的峰值（称为摇摆曲线）时，它就会起到反散射网格的作用，从而产生清晰的纯吸收图像。根据晶体相对于主 X 射线束的方向，还可以研究其他相位效应。
事实上，ABI 图像通常由吸收、折射以及小角度和超小角度散射效应的混合物组成，这些效应可以通过组合在晶体摇摆曲线不同位置产生的图像来提取。
营养学研究：小动物双能X线技术可用于研究不同饮食或营养补充对小动物骨骼和身体成分的影响。通过比较不同饮食组或营养干预组小动物的双能X线扫描结果，研究人员可以了解营养因素对骨骼健康和代谢的影响。
转’基因动物模型研究：对于转基’因动物模型，小动物双能X线技术可用于评估特定基因对骨骼和身体发育的影响。通过比较转基’因动物与野’生型动物的双能X线扫描结果，研究人员可以深入了解特定基因在骨骼和代谢中的作用机制。
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