[发明专利]计算机断层摄影(CT)混合数据采集

说明书

技术领域

下文总体涉及数据采集，并且更具体涉及用于计算机断层摄影(CT)的混合相位对比数据采集系统和/或方法。

背景技术

利用CT，通过被扫描目标的构成的吸收截面中的差异来获得对比度。这产生了良好的结果，其中，诸如骨骼的高度吸收的结构被嵌入在相对弱的吸收材料(例如，人体的周围组织)的基质中。然而，在调查(例如，乳腺摄影或腹部成像)具有相似吸收截面的不同形式的组织的情况下，X射线吸收对比度是相对差的。因此，针对特定组织而言，在利用当前基于医院的X射线系统获得的吸收射线照片中，在病理学上与非病理性组织进行区分仍然是困难的。

相位对比成像克服了上文所提到的对比度限制。一般地，这样的成像利用X射线光栅，其允许在相位对比中对X射线图像的采集，提供关于被扫描目标的附加信息。利用相位对比成像生成图像，所述图像基于由被扫描目标衍射的X射线辐射的散射分量。然后，能够以非常高的分辨率示出被扫描目标中的非常轻微的强度差异。在于2010年12月3日提交的题为“Phase Contrast Imaging”的专利申请US 20120243658A1中论述了范例相位对比成像系统，其整体内容通过引用并入本文。图1示出了来自US20120243658A1的范例配置。

在图1中，X射线源102和探测器阵列104跨检查区域106彼此相对地定位。源光栅108邻近源102，吸收器(或分析器)光栅110邻近探测器阵列104，并且相位光栅112在目标114与吸收器光栅110之间。源光栅108与相位光栅112分离距离(“l”)116。相位光栅112与吸收光栅110分离距离(“d”)118，其对应于塔尔博特(Talbot)距离(d＝p₁²/8λ，其中，λ是入射辐射的波长)。源光栅108、相位光栅12和吸收器光栅110分别具有光栅线周期p₀、p₁和p₂，其中，并且

源光栅108创建个体地相干但是相互不相干的源的阵列。射束路径中的目标114引起针对X射线的每个相干子集的轻微折射，其与目标的局部相位梯度成比例。该小的角偏差通过相位光栅112和吸收器光栅110的组合导致局部发射强度的改变。相位光栅112充当射束分裂器并且将入射X射线束基本上划分为两个第一衍射级。衍射的射束以塔尔博特距离干涉并且形成具有周期性的线性周期性干涉图样，所述周期性等于相位光栅乘以由l/(l+d)定义的几何放大因子的一半。

入射波前的扰动(诸如由射束中的目标114上的折射引起那些)导致条纹的局部位移。吸收器光栅110充当针对探测器阵列104的透射掩模并且将局部条纹位置变换为信号强度变化。因此，所探测到的信号分布包含关于由目标114引起的相位偏移的定量信息。为了编码和提取相位信息，已经利用相位步进方法。利用该方法，经由光栅线周期期间的预定步长大小移动，在垂直于光栅的线的横向方向上相对于相位光栅112来平移吸收器光栅110。

在每个光栅步长处，取得测量结果，并且针对投影取得若干(例如，八个)光栅步长和测量结果。对于3D采集而言，目标114相对于源102、光栅108、110和112以及探测器阵列104旋转，或者源102、光栅108、110和112以及探测器阵列104围绕目标114(在至少180度加上扇角)旋转，其中，从旋转的不同的角度视角采集预定数目的投影(例如，1000个)。遗憾的是，针对相位对比成像配置的CT系统以及包括谱(例如，能量分辨和/或光子计数)探测器的那些常常相对于非相位对比系统是昂贵的，这可能使得它们在成本上是不划算的。

发明内容

在本文中所描述的各方面解决了以上提到的问题和其他问题。

下文描述一种具有混合数据采集系统的CT扫描器。所述混合数据采集系统包括与积分探测器区段和/或能量分辨和/或光子计数区段中的至少一个连接的相位对比子区段。这样，相对于具有全(非混合)相位对比数据采集系统的相位对比CT扫描器，在本文中所描述的CT扫描器允许以降低的成本进行相位对比成像。