[发明专利]基于光栅剪切成像的医学检测设备和方法

权利要求书

1.一种基于光栅剪切成像的医学检测设备，其特征在于，包括：

光源装置，用于产生一维多缝X射线光源，每条缝光源都产生照射分束光栅的X射线光束；

分束光栅，用于将所述X射线光束分束为一维周期性光束阵列；

样品台，用于承载待测的人体部位；

分析光栅，用于产生不同的光强背景，增强或抑制人体部位的折射信号或散射信号；

探测器，用于探测光强背景和空间位置的变化，采集所述人体部位在不同光强背景下的投影像；

所述样品台设置于分束光栅与分析光栅之间并且紧邻分束光栅设置，或所述样品台设置于光源光栅与分束光栅之间，并且紧邻分束光栅设置。

2.根据权利要求1所述的光栅剪切二维成像系统，其特征在于，所述光源装置包括钼靶X射线光源和光源光栅，或所述光源装置为具有光源光栅互补结构的钼栅条靶；所述光源光栅用于将所述钼靶光源分割为一维多缝光源，或所述钼栅条靶直接产生一维多缝光源。

3.根据权利要求1所述的基于光栅剪切成像的医学检测设备，其特征在于，

所述待测的人体部位包括：乳腺或肿瘤；和/或，

所述光源用于产生X射线能量为27-29keV的特征谱的X射线光束；和/或，

所述光源光栅、所述分束光栅和所述分析光栅均为吸收光栅或所述分束光栅为相位光栅，所述光源光栅和所述分析光栅为吸收光栅；

所述光源光栅贴近所述光源放置；和/或，

所述光源光栅的栅条宽大于或等于缝宽，或所述栅条靶的栅条宽小于或等于缝宽；和/或，

所述光源光栅的周期与所述分析光栅的周期形成针孔成像关系，针孔是分束光栅上的任意一条缝；和/或，

所述分束光栅和分析光栅之间的距离为0.1～5米；和/或，

所述分束光栅的周期为1～100微米；和/或，

所述分束光栅的栅条宽和缝宽相等；和/或，

所述分析光栅的周期等于所述光源中心光线对所述分束光栅周期的几何投影或几何投影的二分之一；和/或，

所述分析光栅的栅条宽和缝宽相等；和/或，

所述探测器贴近所述分析光栅放置；和/或，

所述探测器包括多个探测单元构成的二维面阵，

所述栅条靶为将靶光源与光源光栅集成为一体设置的结构。

4.根据权利要求2所述的基于光栅剪切成像的医学检测设备，其特征在于，在所述光源光栅、所述分束光栅或所述分析光栅为吸收光栅时，其栅条厚度为至少使透过光强衰减到入射光强的10%所需的厚度;在所述分束光栅为相位光栅时，其栅条厚度可使透过光束获得π或π/2的相移。

5.一种基于光栅剪切成像的医学检测方法，其特征在于，包括：

调整钼靶X射线光源，使其产生的X射线光束照射光源光栅；

调整光源光栅，使所述光源光栅将所述钼靶X射线光源分割为一维多缝光源，或所述钼栅条靶直接产生一维多缝光源；

调整分束光栅，使分束光栅平面垂直于所述X射线光束中心传播方向，并将所述X射线光束分束为一维周期性光束阵列；

调整分析光栅，使所述分析光栅对准所述分束光栅产生的一维周期性光束阵列；

测量位移曲线：在无待测的人体部位时，通过探测器探测背景光强的变化，在垂直于所述光束中心光线传播方向的平面内沿着垂直于栅条的方向移动所述光源光栅或栅条靶或分束光栅或分析光栅，调整分析光栅和分束光栅产生的一维光束阵列之间的剪切位移，探测器测得背景光强随剪切位移变化的位移曲线；

探测器采集人体部位的投影像：把分析光栅和所述分束光栅产生的一维光束阵列之间的剪切位移调整在背景光强满足成像要求的采集位置，放入待测的人体部位，通过所述探测器采集所述人体部位在所述光强背景下的投影像。

6.根据权利要求5所述的基于光栅剪切成像的医学检测方法，其特征在于，

所述光强背景包括：亮场背景、暗场背景和/或半亮场背景；所述半亮场背景包括右半亮场背景和/或左半亮场背景；

采集的所述投影像包括：采集所述人体部位在所述亮场背景下的亮场像、在所述暗场背景下的暗场像、和/或在所述半亮场背景下的半亮场像；所述半亮场像包括：右半亮场像和/或左半亮场像。