[发明专利]双能量微分相衬成像

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线成像装置、一种操作X射线成像装置的方法、一种计算机程序单元、以及一种计算机可读介质。

背景技术

基于光栅的干涉微分相衬和暗场成像是一种尤其在胸部成像领域中增加诊断价值的有前景的技术，因为暗场信号通道对肺组织的微结构的改变高度敏感。

然而，针对不同成像任务调整基于光栅的干涉成像器械有时非常繁琐。例如，该调整可能涉及对在成像中所使用的干涉仪进行困难且耗时的调节。

发明内容

可能需要一种替代的X射线成像装置。

本发明的目的是通过独立权利要求的主题来解决的，其中，在从属权利要求中结合了进一步的实施例。应当指出，下文所描述的本发明的各方面同样适用于操作X射线成像装置的方法、计算机程序单元、以及计算机可读介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种X射线成像装置，包括：

X射线源，其被配置为发射X辐射；

X射线探测器，其配置为探测所述X辐射；

干涉仪，其被布置在所述X射线源与所述探测器之间的，所述干涉仪包括至少一个(第一)干涉光栅结构；

其中，所述至少一个干涉光栅结构能绕垂直于所述成像装置的光轴的轴倾斜，所述至少一个光栅由此能够相对于所述轴以不同的倾角来取向。

倾斜干涉光栅结构允许将成像装置、尤其是其干涉仪调节到不同的设计能量，因为倾斜导致光栅结构的倾斜照射，并且由此导致通过干涉仪的有效Talbot距离的改变。

根据一个实施例，所述成像装置包括至少一个另外的光栅，在此被称为源光栅，其被布置在所述干涉光栅与所述X射线源之间，所述源光栅结构被配置为将所述发射的X辐射转换成具有增加的相干性的X辐射，并且所述源光栅结构同样能绕平行于第一轴的第二轴倾斜地布置，以便维持或重新建立所述源光栅与所述至少一个干涉光栅之间的空间关系(具体而言，平行性)。具体而言，如果光栅能独立地旋转，在旋转之后，两个光栅要保持基本平行，或者其平行性应当恢复。在倾斜时，(一个或多个)干涉仪光栅和/或源光栅的平面法线不与光轴平行。更具体而言，光栅能绕平行于光栅划线(沟槽和脊)方向的路线延伸的相应轴旋转。

根据一个实施例，所述倾角是大致+/-30°、+/-45°和+/-60°中的任一个。“+”和“–”指示倾斜或旋转的取向(顺时针/逆时针)，0°指示垂直照射的配置，换言之，光栅平面的法线平行于光轴的配置。如上所述，所述源光栅的倾斜和/或所述至少一个干涉光栅的倾斜改变所述干涉仪的设计能量。换言之，不同的倾角允许将成像系统调节到不同设计能量的范围。具体而言，在光栅不倾斜(正交辐照)的配置中，该系统被配置到特定的基础(ground)设计能量E0，并且倾角允许将该基础设计能量放大比例因子。例如，+/-60°允许两倍放大。

根据一个实施例，该成像系统包括光栅调整器机构，以调整相对于源光栅(G0)和/或相对于至少一个干涉仪的有效光栅间距。换言之，该调整器可以相对于源光栅或者相对于干涉仪的一个或两个光栅(G1、G2)来操作。该机构允许构建新的或有效间距。这可以通过将光栅之一与另一个进行交换或者通过将光栅组合在一起以从现有间距构建有效间距来实现。新的或有效间距被配置为匹配倾斜的光栅几何结构，并且要确保观察到针对Talbot或Lau-Talbot干涉仪的特定光栅设计规则。具体而言，这些规则在光栅节距与源光栅和干涉仪之间的距离或“路径”长度以及跨干涉仪的路径长度之间施加特定的函数关系。

更具体而言，根据优选实施例，所述光栅调整器机构是源光栅调整器机构。其被配置为：i)将所述源光栅结构交换成具有与所述源光栅的节距不同的节距的新源光栅结构，或者ii)至少将所述源光栅结构和具有与所述源光栅的节距不同的节距的另一源光栅结构组合，以便补偿通过所述源光栅与所述干涉仪之间的空间的有效路程长度的改变，所述有效路程长度的改变是由所述倾角中的任一个倾角导致的。换言之，所述光栅调整器机构仅操作于源光栅上，而不操作于干涉光栅G1、G2上。这允许简单的实施方式。

根据一个实施例，由所述源光栅调整器机构执行的组合操作是通过叠加所述两个源光栅或者通过在所述两个源光栅至少部分地叠加到彼此上时相对于彼此滑动所述两个源光栅来实现的，以便形成具有有效间距的双层光栅结构，所述有效间距补偿由所述倾角中的任一个倾角导致的有效路程长度的所述改变。

根据一个实施例，所述X射线成像系统包括被配置为相对于光轴平移至少一个干涉光栅和/或源光栅的平移平台(stage)。