[发明专利]辐射成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于基于由被摄体引起的辐射的相变来获得图像的辐射成像设备。

背景技术

当放射线诸如X射线穿过物质时，该X射线取决于构成该物质的元素的重量(原子序数)以及物质的密度和厚度而衰减。因为这种属性，所以X射线被用作探测器，用于在进行医疗诊断和非破坏性检查中检查被摄体的内部。

常见的X射线成像设备具有用于发射X射线的X射线源和用于检测X射线的X射线图像检测器。被摄体被置于X射线源和X射线图像检测器之间。从X射线源发射的X射线因为被摄体的吸收而衰减，然后入射在X射线图像检测器上。由此，X射线图像检测器基于由被摄体的吸收功率引起的X射线的强度改变而检测图像。

元素的原子序数越小，则X射线吸收功率越低。因为由活的软组织和软物质引起的X射线的强度改变较小，所以它们的图像不具有大的对比度。例如，人体关节的软骨部分和在该软骨部分周围的滑液大部分由水构成。因此，软骨部分和滑液之间的X射线吸收功率上的差别较小，导致图像的不良对比度。

为了解决该问题，近来，已经积极地研究了X射线相位成像。X射线相位成像基于由被摄体引起的X射线的相变而不是强度改变来获得图像。X射线相位成像是一种基于相变比强度改变更明显的事实而将入射在被摄体上的X射线的相变成像的技术。利用该技术，以高对比度捕获具有低X射线吸收功率的被摄体的图像。

例如，在日本专利特开公布2008-200361中提出了使X射线相位成像成为可能的X射线成像设备。在该设备中，在X射线源和X射线图像检测器之间以给定的间隔彼此平行地布置了第一和第二光栅。X射线图像检测器捕获从X射线源发射并且通过所述第一和第二光栅的X射线的莫尔图像。由此，获得相衬图像。

在日本专利特开公布2008-200361中公开的X射线成像设备使用条纹扫描方法。在该条纹扫描方法中，将第二光栅在垂直于光栅方向的方向上相对于第一光栅间歇地移动小于光栅节距的距离。在第二光栅的每次移动后，在第二光栅静止的同时捕获莫尔图像。由此，获得两帧或更多帧莫尔图像。基于莫尔图像的帧，检测由与被摄体的相互作用引起的X射线的相变量。由此，产生微分相位图像。通过对该微分相位图像进行积分，产生相衬图像。

该条纹扫描方法要求具有高精度的光栅移动机构来以小于其光栅节距的节距精确地移动第一或第二光栅。这使得设备复杂，并且引发高成本。另外，该条纹扫描方法要求捕获两帧或更多帧图像以产生单个相衬图像。当在连续的图像捕获期间被摄体移动或设备振动时，被摄体和光栅的位置可能在帧之间移位。这引起在微分相位图像的图像质量上的变差。另一方面，日本专利特开公布2008-200361提及从由单个图像捕获获得的单帧莫尔图像产生微分相位图像，而不移动第一和第二光栅。然而，未公开具体方法。

美国专利申请公布2011/0158493(对应于WO2010/050483)提出了傅立叶变换方法。在该方法中，通过单个图像捕获来获得单帧莫尔图像，而不移动第一和第二光栅。然后，将莫尔图像进行傅立叶变换、对应于载波频率的频谱的提取和逆傅立叶变换。由此，获得相位微分图像。

然而，美国专利申请公布2011/0158493未公开在莫尔图像的莫尔条纹的方向和X射线图像检测器的方向之间的布置关系。存在在其检测表面内的两个垂直方向之间具有在锐度上的差别的一种X射线图像检测器，例如，在美国专利申请公布2009/0110144(对应于日本专利特开公布2009-133823)中公开的光学读取类型X射线图像检测器、成像板等。当如在美国专利申请公布2011/0158493中公开的那样通过使用傅立叶变换等的单帧莫尔图像的空间分辨率来产生微分相位图像，并且使用在其检测表面内的两个垂直方向之间具有在锐度上的差别的X射线图像检测器来捕获莫尔图像时，微分相位图像的S/N根据在锐度的各向异性和空间分辨率的方向之间的关系而降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐射成像设备，其用于改善使用由在其检测表面内的两个垂直方向之间具有在锐度上的差别的辐射成像检测器捕获的单帧莫尔图像产生的微分相位图像的S/N。