[发明专利]相位对比成像方法

说明书

一种相位对比成像（PCI）方法，其中代替于使用分析器栅格检测器，像素被分组，并且总像素的仅一部分被用于计算相位对比图像。在第二、第三……步骤中，没有在先前的重新计算中被使用的像素被附加地用于重新计算第二、第三……相位对比图像。最后，不同的相位对比图像被融合以导致全图像。

技术领域

本发明涉及相位对比成像（PCI）。

背景技术

相位对比成像是如下一种成像技术：其基于在例如借助于x射线源与在检查中的对象之间的格栅获得的x射线小射束的方向上的小变化的检测，所述变化借助于在x射线检测器前方安置的检测器掩模的组装件来被检测。

PCI是如下一种方法：其使用与常规吸收x射线成像不同的对比源。因而，生物样本和其它样本的组成和结构的附加信息可以被可视化。

一般的以及在本具体发明中的相位对比成像不限于医学成像，并且还可以被应用在诸如工业应用之类的其它应用领域中，例如非破坏性材料测试（NDT）或安全应用等等。

基本上存在两个途径：

1.使用辐射的部分相干源的干涉仪途径，其被称为Talbot-Lau干涉法，

2.具有重复边缘照明的完全非相干途径，其被称为经编码的孔径相位对比成像。

尽管本发明可适用于两个技术，但是将参考经编码的孔径相位对比成像技术来进一步地描述本发明。

本发明不限于本实施例。

已经在US 7,869,567中描述了经编码的孔径相位对比成像（PCI）的原理。

借助于样本掩模将从x射线源发射的x射线形成为单独的小射束。这些小射束通过样本或对象，并且通过检测器掩模而抵达检测器的单独的像素。单独的x射线小射束被布置成撞击单独的像素行或单独的像素列或单独的像素的像素边缘。单独的小射束中的小偏离（被样本或对象变宽的射束或传播方向的改变）引起在撞击像素的曝光区域的信号中的显著增大或减小，从而导致显著的相位对比或暗场信号。

如将在实践中进一步被解释的，必须将分析格栅用于实现像素值的增大或减小。这造成现有技术方法的第一问题，即，将提供分析格栅，所述分析格栅需要相对于检测器像素而被调节。

另外，如在例如其中高功率x射线源的使用由于短曝光时间而改进图像品质的医学应用中，现有技术方法典型地需要低功率管，并且因而需要长曝光时间。

仍另外地，如果使用分析格栅，则被应用到患者的剂量的一部分不用于收集图像信息，并且因而要么患者必须被暴露于较高剂量，要么用于收集图像的量子的数目很低，其导致较高的量子噪声。

在现有技术中，典型地，大的x射线检测器是转换类型检测器并且具有100%的填充因子。这样的检测器不可用于在没有分析器格栅的情况下的PCI。

由于在转换层中的散射，因此在近邻像素之间存在“光学”串扰。

在像素之间不存在不灵敏的间隙，对于PCI而言需要所述不灵敏的间隙来检测小射束的移动或射束变宽。

在像素之间具有间隙的直接转换类型检测器典型地为仅几行宽和/或极其昂贵。

对分析器格栅的使用因而是强制性的，其导致三个主要缺点：

1.格栅的节距必须符合于检测器像素的节距。这限制x射线管中的可用源大小（焦点——参见下文）。使用较大的格栅结构——其例如具有像素节距的整数倍的大小——除了经编码的孔径的移动之外还将需要分析器格栅的机械移动。此外，这将显著增大所需要的单次曝光的数目（双倍；三倍……）。

2.甚至对于被适配于像素节距以及由经编码的孔径所产生的照明轮廓的格栅，也不使用检测器处的33%的辐射（参见图2：在被阻挡50%的辐射的情况下进行第一和第三图像拍摄）。