[发明专利]借助于电-机械换能器箔对用于差分相衬成像的光栅的聚焦

说明书

一种用于在X射线成像器(IM)中的相衬成像应用中使用的光栅组件(GAi)。所述组件(GAi)包括被耦合至所述组件(GAi)的光栅结构(Gi)的电致伸缩层。经由所述耦合，所述光栅结构的脊(RG)能够被变形为与所述成像器(IM)的X射线源(XR)的焦斑(FS)对准。这允许减小X射线阴影效应。

技术领域

本发明涉及光栅组件、X射线成像装置以及制造光栅结构的方法。

背景技术

在最近5-10年间，由于新型差分相衬成像(DPCI)技术开发的突破，对相衬成像的需求正在增大。这种技术使用两个或三个X射线光栅和Lau-Talbot干涉测量法。这种开发也引起了诊断成像器械制造商的日益增加的兴趣，因为所述技术适用于常规X射线成像系统。该技术的一个可能应用领域是乳房X射线摄影。

DPCI系统的缺点是以下事实：朝向视场边缘的DPCI信号性能在聚焦点居中的成像系统中会劣化。这是因为，对于朝向视场边缘而定位的光栅沟槽而言，由于光栅上的非正交入射，扰乱了X射线理想地通过光栅。由此的后果是：出现辐射阴影效应，这可能导致光子通量和干涉测量条纹可见度的显著减小。

US6985294B1、JP2008048910A和Frasetto Fabio等人在Optomechatronic micro/nano devices and components II，Proceedings SPIE，第87780c页，2013上的‘Devlopment of active gratings for the spectral selection of ultrafastpulses’一文中公开了被牢固地固定到电致伸缩材料的光栅。

发明内容

因此，可能需要减少干涉测量成像系统中的阴影效应。

本发明的目的是由独立权利要求的主题解决的，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当指出，本发明的以下描述的方面同样适用于X射线成像装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种光栅组件，包括：

光栅结构，其被配置用于X射线辐射；以及

电致伸缩材料层，其被耦合至所述光栅的第一面，其中，所述光栅结构能在跨所述电致伸缩材料层施加电压时变形。所述光栅结构具有脊(形成于所述光栅的第一面中)，并且所述变形使得所述脊至少部分地与或朝向位于所述光栅组件外部的聚焦区域或聚焦点对准。能够通过弯折所述脊的至少部分或者通过使所述脊倾斜来实现(至少部分)对准。通过由于脊与变形层耦合而作用于所述脊上的机械力来实现对准。所述光栅结构尤其适合于(差分)相衬成像和/或暗场成像，并且允许在所述辐射与光栅结构的脊交互作用时修改X射线辐射，以基于干涉图案来创建衍射效应。

更具体地，根据一个实施例，所述脊具有相应的顶端部分，其一起形成所述光栅结构的第一面，并且所述电致伸缩材料层被耦合至所述脊的所述顶端部分。这种布置允许将所述层的变形动作更靶向性地施加到所述光栅。换言之，这样允许仅使脊(或者其部分)弯折或倾斜，而光栅结构的剩余部分保持基本不受扰动。这样允许减小实现对光栅组件的聚焦所需的力的量。

所提出的光栅组件是对于对抗辐射阴影效应的(纯机械)方式的根本背离，在纯机械方式中，例如通过迫使光栅绕弯曲支撑体弯折而适配圆柱形形状来使所述光栅整体弯折。在此，我们提出了相当不同的方式，即，通过对耦合至光栅脊的终端部分的电致伸缩层的电致伸缩而使光栅脊轻微倾倒/倾斜或弯折。此前，在弯折期间的光栅折断屡见不鲜。相反，在本文中所提出的方法允许以更精细的刻度进行更精确的聚焦，并且光栅较不可能在使用电致伸缩行为的聚焦期间折断。如所提到的，聚焦允许减小辐射阴影，这继而导致在成像装置的探测器处的干涉图案的更清晰的清晰度(即，可见度)。这继而导致更准确的相衬影像或暗场影像，因为是来自该干涉图案的信息被信号处理成这种影像。

根据一个实施例，所述光栅包括被耦合至所述光栅结构的远离所述电致伸缩材料层的第二面的加强元件(诸如板或盘或其他)。