[发明专利]单光栅相衬成像方法及系统

说明书

本发明提供了一种单光栅相衬成像方法及系统，方法包括：选择光源靶结构周期为p₀的光源、光栅周期为p₁的光栅及像素尺寸为p的探测器，其中，1/p₀+1/Kp＝η/p₁，K≥3，η为根据光栅类型确定的已知参数；将光源、光栅和探测器放置在同一光路上，其中，光源与光栅之间具有第一距离、光栅与探测器之间具有第二距离，第二距离大于第一距离；将样品台放置在光源和探测器之间，并获取背景图像；将待成像物体放置在样品台上，并对待成像物体成像，得到物体图像，本发明使用一块光栅单次曝光实现相衬成像，缓解现有光栅相衬成像系统的工艺要求高、成本高和普及率低的技术问题，达到了降低光栅相衬成像系统的工艺要求、成本和提高光栅相衬成像系统的普及率的技术效果。

技术领域

本发明涉及临床医学成像以及工业检测技术领域，尤其是涉及一种单光栅相衬成像方法及系统。

背景技术

经过十几年的发展，光栅相衬成像方法被认为是最有希望实际应用的X射线相衬成像方法。但是，该方法仍然存在多方面的局限性。现有的光栅相衬成像方法通常需要一块相位光栅和两块吸收光栅。在相干相衬成像中，由于光栅周期小，加工难度大，尤其在高能成像时吸收光栅厚度大，所以要求具有较高高宽比的吸收光栅，进一步增加了吸收光栅的工艺难度，因此，导致光栅相衬成像系统的工艺要求高、成本高和普及率低的问题。

另一方面，在现有的光栅相衬成像过程中，需要等间距移动光栅采集至少三张图像，才能完成后续的信息分离工作，造成图像采集时间比较长。由于成像时间长，传统方法对心脏这类动态器官无法进行实时成像。除此之外，对设备的稳定性要求提高。这些因素导致了光栅相衬成像效率低下及不实用等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种单光栅相衬成像方法及系统，以缓解光栅相衬成像系统的工艺要求高、成本高和普及率低的技术问题。

(二)技术方案

第一方面，本发明实施例提供了一种单光栅相衬成像方法，包括：

选择光源靶结构周期为p₀的光源、光栅周期为p₁的光栅及像素尺寸为p的探测器，其中，1/p₀+1/Kp＝η/p₁，K≥3，η为根据所述光栅类型确定的已知参数；

将所述光源、所述光栅和所述探测器放置在同一光路上，其中，所述光源与所述光栅之间具有第一距离、所述光栅与所述探测器之间具有第二距离，所述第二距离大于所述第一距离；

将样品台放置在所述光源和所述探测器之间，并获取背景图像；

将待成像物体放置在所述样品台上，并对所述待成像物体成像，得到物体图像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光栅为相位光栅或吸收光栅。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，若所述光栅为一维光栅，所述光源靶结构周期p₀、所述光栅周期p₁与所述第一距离之间满足以下关系式：

所述光栅周期p₁、所述像素尺寸p、所述K值与所述第二距离之间满足以下关系式：

所述光源靶结构周期p₀、所述像素尺寸p与所述K值之间满足以下关系式：

其中，l为所述第一距离，d为所述第二距离，n为已知参数，η根据所述光栅的类型确定，λ为已知的等效波长，M为预设的放大倍数，M＞2。