[发明专利]X射线光栅相衬成像系统及方法

权利要求书

1.一种X射线光栅相衬成像系统，用于对物体进行透视成像，该 系统包括：

X射线发射装置，用于向被检测物体发射非相干的X射线束；

第一和第二吸收光栅，位于X射线束的发射方向上，用于取得X射 线束经过物体的折射角信息；

检测单元，位于被检测物体和所述第一、第二吸收光栅的后面， 用于接收经所述经被检测物体折射的X射线，并将其转换为可识别的 电信号；以及

数据处理单元，用于处理所述电信号并从其中计算出X射线束在 所述物体的各平面位置处的折射角信息；

成像单元，用于重建物体的图像。

2.如权利要求1的系统，其中，所述非相干的X射线束，其能量 范围在几KeV到几百KeV之间。

3.如权利要求2的系统，其中，该X射线发射装置包括X射线源， 该X射线源的焦点尺寸p₀满足：

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其中λ为X射线的波长，p₁为所述第一吸收光栅(A)的周期，l为 所述第一吸收光栅与所述X射线发射装置的射线源之间的距离。

4.如权利要求3的系统，其中，所述X射线源的焦点尺寸不大于 所述X射线发射装置的临界焦点尺寸的一半，其中所述X射线发射装置 的临界焦点尺寸p_0，critical为其中p₂为所述第二吸收光栅的 周期，d为所述第一吸收光栅与所述第二吸收光栅之间的距离。

5.如权利要求1的系统，其中，所述X射线发射装置发射锥形 的X射线束。

6.如权利要求1的系统，其中所述第一吸收光栅和第二吸收光 栅(A，B)之间的距离满足方程式其中p1、p2分别为第一、 第二光栅的周期，l为所述X射线发射装置与第一吸收光栅之间的距 离，d为第一和第二吸收光栅之间的距离。

7.如权利要求4的系统，其中X射线源的焦点尺寸大小为 50-1000微米。

8.如权利要求6的系统，其中所述第一吸收光栅和第二吸收光 栅的周期p₁、p₂在2微米-30微米之间。

9.如权利要求4的系统，其中

所述X射线发射装置包括多缝准直器，其中所述X射线源的焦点 尺寸大于所述X射线发射装置的临界焦点尺寸的一半，所述X射线发 射装置的临界焦点尺寸为

所述多缝准直器放置在所述X射线发射装置与所述第一吸收光栅 之间，并且所述多缝准直器每条缝的宽度不大于所述X射线发射装置 的临界焦点尺寸的一半。

10.如权利要求1或8的系统，其中所述第一和第二吸收光栅采 用重金属作为吸收材料，所述吸收材料的厚度为10微米-100微米。

11.如权利要求1的系统，其中所述检测单元包括矩阵结构的探 测元，每个探测元用于检测X射线的强度变化并转化为可识别的电信 号。

12.如权利要求1的系统，所述数据处理单元通过对所述电信号 进行计算得出X射线的光强变化，并利用所述光强变化的值计算得出 X射线经过被检测物体的折射角。

13.如权利要求12的系统，其中所述数据处理单元通过所述折 射角信息，计算得出对于所述被检测物体成像的像素信息。

14.如权利要求1的系统，其中所述被检测物体位于所述X射线 发射装置与所述第一和第二吸收光栅之间。

15.如权利要求1的系统，其中所述第一吸收光栅和第二吸收光 栅分别位于被检测物体的两侧。