[发明专利]具有聚焦偏转结构板的微分相位对比成像

说明书

技术领域

本发明涉及X射线微分相位对比成像，尤其涉及用于X射线微分相位对比成像的偏转装置、X射线微分相位对比成像的吸收装置、用于生成相位对比图像的X射线系统的探测器器具、用于微分相位对比成像的X射线图像采集装置和X射线成像系统，以及用于微分相位对比成像的方法，和计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

为了与常规振幅对比图像相比，增强低吸收样本的对比度，例如，应用了微分相位对比成像。在WO 2004/071298 A1中，提供了一种用于生成相位对比X射线图像的设备，其中沿光路提供了不相干的X射线源、源光栅、相位光栅、分析器光栅和图像探测器。目前，在也被称为光栅G2的分析器光栅的位置处，也称为光栅G1的相位光栅所生成的条纹图被利用分析器光栅，通过相位步进技术探测，其中分析器光栅通常吸收已经通过感兴趣对象的辐射的50％。后一项事实在医学成像应用中尤其存在问题，在医学成像应用中，应当探测通过患者透射并对探测器中的图像信号有贡献的辐射的最大可能比例。

发明内容

吸收50％的辐射意味着相对于提供给探测器的实际剂量的低剂量效率，并且因此是实际用于图像信息的剂量。

因此，需要提供一种剂量效率得到改善的微分相位对比成像。

应当指出，在适用的情况下，本发明的下述方面也适用于偏转装置、吸收装置、探测器器具、X射线图像采集装置、X射线成像系统、方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。

根据本发明的示范性实施例，一种用于X射线微分相位对比成像的偏转装置具有偏转结构。所述偏转结构包括第一多个第一区域和第二多个第二区域。提供所述第一区域以改变X射线辐射的相位和/或振幅，并且所述第二区域是X射线透明的。周期性布置所述第一区域和所述第二区域，使得在横截面中，所述偏转结构具备布置为使得以形成于作为凸起提供的第一区域之间的槽状凹部的形式来提供所述第二区域的剖面。相邻凸起形成部分包封布置于其间的相应凹部的相应侧表面。每个凹部的侧表面都在所述凹部的整个深度上具有变化的距离。

根据示范性实施例，所述偏转结构的每个周期都适于充当聚焦X射线辐射的微透镜结构，从而在距微透镜结构一定距离处获得强度最大值。

根据示范性实施例，在小于Talbot距离p^2/8/λ的1/16处，首次再现强度分布，其中，p是偏转结构的横向周期，而λ是X射线波长。

根据示范性实施例，将所述偏转结构的剖面提供为抛物线相位剖面。

根据示范性实施例，为所述偏转结构的剖面提供离散化形状。

根据示范性实施例，提供了一种用于X射线微分相位对比成像的吸收装置，包括具有第三多个第三区域和第四多个第四区域的吸收结构。所述第三区域是X射线不透明的，而所述第四区域是X射线透明的。此外，周期性地布置所述第三区域和所述第四区域，使得在横截面中，为所述吸收结构提供吸收剖面，其中，将所述第三区域提供为部分包封其间作为第四区域的X射线透明填充物的吸收凸起。透明填充物均具有比吸收凸起更宽的截面。

根据示范性实施例，提供了一种用于生成对象的相位对比图像的X射线系统的探测器器具，包括相位光栅、分析器光栅和探测器，探测器具有适于记录X射线辐射强度变化的传感器。提供相位光栅作为根据上述示范性实施例之一的偏转装置。提供分析器光栅作为根据上述示范性实施例的吸收装置。所述相位光栅和/或所述分析器光栅适于以和所述偏转结构横交的方式步进。

根据示范性实施例，提供了一种用于生成对象的相位对比图像的X射线图像采集装置，其具有X射线源、相位光栅、分析器光栅和探测器。X射线源生成X射线辐射，X射线图像采集装置适于提供具有充分的相干性的X射线束，从而能够在分析器光栅的位置观察到干涉。提供相位光栅、分析器光栅和探测器作为根据上述示范性实施例的探测器器具。

根据示范性实施例，提供了一种用于微分相位对比成像的X射线成像系统，包括根据上述示范性实施例，用于生成对象的相位对比图像的X射线图像采集装置、处理单元和接口单元。所述处理单元适于控制所述X射线源以及所述分析器光栅和/或所述相位光栅的相位步进。接口单元适于向处理单元提供探测的原始图像数据。

根据另一示范性实施例，提供了一种用于微分相位对比成像的方法，包括如下步骤：

a)向感兴趣对象施加至少部分相干的X射线辐射；

b)向相位光栅施加通过对象的X射线辐射，在分析器平面中重新组合分裂的射束；

c)向布置于所述分析器平面中的分析器光栅施加重新组合的射束；以及