[发明专利]用于微分相位对比扇形线束CT、锥形线束CT以及混合锥形线束CT的方法和装置

权利要求书

1.一种用于成像物体的设备，所述设备包括：

托台架；

用于以数据采集几何形状移动托台架的至少一个马达；

布置在托台架上以位于物体第一侧的X射线源；

布置在托台上的光栅系统；

所述光栅系统包括相位光栅，使得来自X射线源的已穿过物体的X射线能够穿过相位光栅；

所述的光栅系统还包括分析光栅，使得已穿过相位光栅的X射线能够穿过分析光栅；

位于托台架上的X射线检测器，其被布置以使得已穿过分析光栅的X射线入射到X射线检测器上，用于产生响应于入射到X射线检测器上的X射线的信号；以及

与托台、X射线源、光栅系统和检测器通信的计算机系统，用于控制托台运动、X射线发射和光栅系统移动，以及用于分析来自于X射线检测器的所述信号，以成像所述物体；

其中光栅系统被配置为产生多个相位阶跃，并且其中计算机系统被配置为获取每一个相位阶跃的亮度图像，利用相位阶跃算法从中计算微分相位对比(DPC)图像；

获取背景DPC图像和物体DPC图像两者，并从物体DPC图像中减去背景DPC图像以生成用于重建的减影DPC图像；以及

其中由计算机系统控制的托台围绕物体移动X射线源、光栅系统和检测器以从不同视角拍摄多个减影DPC图像，根据所述减影DPC图像在计算机系统内执行三维(3D)锥形线束重建，输出与3D重建一致的线性相位系数分布的3D重建矩阵，以及在计算机系统中根据3D矩阵生成图像。

2.如权利要求1所述的设备，其中X射线源包括：

用于发射X射线辐射的锥形线束的锥形线束X射线源；以及

用于将所述锥形线束分成多个X射线线源或点源的源光栅。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述源光栅包括使来自X射线源的X射线光子无法透过的物质的线模式。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述物质包括金或其它高原子序数材料。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述X射线源包括微焦X射线源。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述X射线源包括用于获取扇形X射线束的准直器。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述光栅系统包括多个分支，其中每一个分支具有相位光栅和分析光栅的光栅集合，其被配置用作错位干涉仪。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述光栅系统的每一个分支内的相位光栅和分析光栅之间的相对位移对应着一组连续的相位阶跃。

9.如权利要求7所述的设备，其中由计算机系统控制的所述光栅系统旋转并连续地使每一个分支上的光栅集合与光轴对准以获取多个亮度图像，利用相位阶跃算法从中计算DPC图像。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述光栅系统包括一个相位光栅、一个分析光栅以及承载任一光栅以产生多个相位阶跃的线性级，并且在不同的相位阶跃处拍摄亮度图像，利用相位阶跃算法从中计算DPC图像。

11.如权利要求1所述的设备，其中相位光栅和分析光栅间隔一个分数或整数的塔波特距离。

12.如权利要求1所述的设备，其中分析光栅的周期与在所述分数或整数的塔波特距离处的相位光栅产生的条纹周期相等。

13.如权利要求1所述的设备，还包括第二X射线源和第二X射线检测器，二者被安装在所述托台架上，用于对所述物体执行锥形线束计算机X射线断层摄影。

14.如权利要求13所述的设备，其中处理器被编程为利用第二X射线源和第二X射线检测器执行对物体的所述锥形线束计算机X射线断层摄影以定位感兴趣的体积，随后利用X射线源、光栅系统和X射线检测器执行所述DPC-CBCT扫描以成像所述感兴趣的体积。

15.如权利要求1所述的设备，其中所述光栅系统是可拆卸的。

16.如权利要求15所述的设备，其中在未安装所述光栅系统时能够执行常规CBCT扫描，而在安装所述光栅系统时能够执行DPC-CBCT扫描。