[发明专利]基于光栅的相位对比成像

说明书

提供了一种用于相位对比成像系统(100)的X射线探测器(10)和具有这种探测器(10)的相位对比成像系统(100)。X射线探测器(10)包括闪烁设备(12)和光探测器(14)，所述光探测器具有光学耦合到所述闪烁设备(12)的多个光敏像素(15)，其中，所述X射线探测器(10)包括平行于所述闪烁设备(12)的表面法向向量的主轴(16)，并且其中，所述闪烁设备(12)包括具有多个凹槽(20)的晶片衬底(18)，所述多个凹槽彼此间隔开。凹槽(20)中的每个沿着从所述闪烁设备(12)的第一侧(13)到所述晶片衬底(18)中的第一方向(21)延伸一深度(22)，其中，凹槽(20)中的每个至少部分填充有闪烁材料。其中，所述多个凹槽(20)中的至少部分的第一方向(21)与所述主轴(16)不同，使得所述多个凹槽(20)中的至少部分相对于所述主轴(16)倾斜。布置在所述闪烁设备(12)的中心区域(24)中的凹槽(20)的第一方向(21)与所述主轴(16)之间的角度小于布置在所述闪烁设备(12)的外部区域(26)中的凹槽(20)的第一方向(21)与所述主轴(16)之间的角度。

技术领域

本发明总体上涉及基于光栅的相位对比成像。具体地，本发明涉及用于相位对比成像系统的X射线探测器、在相位对比成像系统中的这种X射线探测器的使用、具有这种X射线探测器的相位对比成像系统、以及制造用于相位对比成像系统的X射线探测器的方法。

背景技术

在X射线相位对比成像和/或差分相位对比成像(DPCI)中，穿过感兴趣对象的相干X射线的相位信息被可视化。与传统的X射线透射成像方法相比，在DPCI中，不仅沿着投影线的感兴趣对象的吸收性质，而且透射通过感兴趣对象的X射线的相移和/或对象的小角度散射性质被确定。这提供了可以例如用于对比增强、材料成分确定、微结构的呈现和/或剂量减少的额外的信息。

通常，在DPCI中可能需要高度单色的和相干的X射线辐射。为此目的，常规X射线源(诸如例如X射线管)可以与放置在X射线源和感兴趣对象之间的源光栅结合使用。源光栅可以通过提供X射线射束所穿过的小开口来确保相干性。在感兴趣对象后面的射束方向上，通常相移光栅(也称为相位光栅(G1))被放置，其具有“射束分离器”的功能。当X射线射束穿过相位光栅时，生成干涉图案，其包含与X射线射束在射束强度的最小值和最大值的相对位置中的相移有关的所需的信息，其中，最小值和最大值的相对位置通常是在几微米的量级。由于具有150μm的量级的典型分辨率的常规X射线探测器可能不能够分辨这种精细结构，因此通常利用相位分析器光栅(也称为吸收器光栅(G2))对干涉图案进行采样，所述相位分析器光栅的特征在于具有类似于和/或匹配干涉图案的周期性的周期性的发送和吸收条带的周期性图案。由于吸收器光栅的类似的周期性，在吸收器光栅后面生成莫列(Moiré)图案，其可以具有更大得多的周期性，并且其因此可以利用常规X射线探测器可探测。

为了最终获得差分相移，光栅中的至少一个可以横向移位通常为1μm的量级的光栅间距的分数。该技术也称为“相位步进”。然后能够从针对分析器光栅的每个位置测量的具体莫列图案中提取相移。

在另外的发展中，还可以执行具有硬X射线的相移的计算机断层摄影。然而，具体地，在锥形射束几何结构的情况下，在视场的中心之外的区域中能够出现相当强的相位对比失真。

发明内容

能够期望提供一种用于相位对比成像系统的鲁棒且成本有效的X射线探测器，以及产生具有降低的相位对比失真的经改进的图像的具有有这种X射线探测器的相位对比成像。

这通过独立权利要求的主题实现，其中，另外的实施例并入在从属权利要求和以下说明书中。

应当注意，例如以下关于X射线探测器描述的特征也可以是相位对比成像系统的部分，并且反之亦然。此外，以下关于X射线探测器和/或成像系统描述的所有特征与用于制造X射线探测器的相应方法步骤相关。