[发明专利]消色差的相衬成像

说明书

技术领域

本发明涉及消色差的相衬成像。具体而言，本发明涉及用于检查感兴 趣对象的相衬成像装置、用于相衬成像装置的相位光栅模块以及用于检查 感兴趣对象的相衬成像的方法。

背景技术

基于光栅的相衬成像系统，例如硬X射线(15至30keV)的X射线相 衬成像系统，的严格限制是，系统一般必须针对某个平均能量E_M而设计。 结果，这样的系统将使用具有设计能量的大约10％的带宽的大致窄带中的 相位信息。对于乳腺摄影系统而言，典型的能谱带宽宽得多，并且，设计 能量的必要的选择可能显著地限制有助于相衬成像过程的能谱中的x射线 功率的组分。

发明内容

可以期望，提供使用更大量的可得到的功率的成像系统和方法。

本发明涉及根据独立权利要求的特征的用于检查感兴趣对象的相衬成 像装置、用于相衬成像装置的相位光栅模块以及用于检查感兴趣对象的相 衬成像的方法。在从属权利要求中陈述本发明的示范性实施例的进一步的 特征。

应当注意到，以下例如关于成像装置或模块描述的特征也可以实现为 根据本发明的示范性实施例的方法中的方法步骤，反之亦然。

根据本发明的示范性实施例，提供一种用于检查感兴趣对象的相衬成 像装置，该装置包括源、探测器、第一相位光栅(G1)以及第二相位光栅 (G1’)。源设计为用于生成辐射束，尤其是多色X射线束。探测器适于在 辐射通过感兴趣对象以及第一和第二相位光栅之后探测辐射。第一相位光 栅定位在源和探测器之间，并且，具有第一间距，第二相位光栅也定位在 源和探测器之间，并且，具有第二间距，其中，第一间距不同于第二间距。

换句话说，可以提供一种消色差的相衬成像装置，该装置使用至少两 个不同的相位光栅。这允许例如在基于X射线的微分相衬成像(DPCI)中 使用遍及更宽的能带上的相位信息。

此外，两个相位光栅可以具有不同的高度、即不同的厚度和/或不同的 深度的沟。

根据本发明的另一个示范性实施例，第二相位光栅定位成与第一相位 光栅相邻。例如，两个相位光栅形成相位光栅模块的组成部分。

根据本发明的另一个示范性实施例，第二相位光栅定位成距第一相位 光栅预定的距离。这也可以有助于使用遍及比通常的10％更大的带宽的相 衬信息。

应当注意到，可以提供相应的间距和/或高度均不同的另外的相位光栅。

根据本发明的另一个示范性实施例，提供第三光栅，其中，第三光栅 是形成探测器的一部分或定位在探测器的正前方的吸收光栅。第三光栅具 有不同于第一和第二相位光栅的第一间距和第二间距的第三间距和/或高 度。

根据本发明的另一个示范性实施例，成像装置还包括定位在源和感兴 趣对象之间的第四光栅，其中，第四光栅是吸收光栅，并且，具有不同于 第一间距和第二间距的第四间距。

该光栅用于生成相干X射线。来自管的X射线(甚至每个单色分量) 由于缺乏相干性而不能用于干涉。该光栅通过将源分成较小的块(线源) 而生成“相干”射线。

根据本发明的另一个示范性实施例，第一间距与由源发射的辐射的第 一能量对应。第二间距与辐射的第二能量对应。此外，第一相位光栅具有 针对第一能量的Talbot距离，而第二相位光栅具有针对第二能量的相同的 Talbot距离。

因而，两个不同的设计能量(第一能量和第二能量，E₁、E₂)的强度在 具有相同的Talbot距离值d_T的探测器的位置处叠加。

根据本发明的另一个示范性实施例，吸收光栅G2具有第三间距，该第 三间距等于两个光栅的间距的调和平均数：2×(第一间距*第二间距)/(第 一间距+第二间距)。

两个强度调制的叠加因此出现在探测器处。这将导致具有大频率分量 和小频率分量的差拍现象。相位恢复过程必须考虑差拍效应。在常规的系 统(Pfeiffer等人)中，调制具有三角形式。具有不同频率的两个这样的分 布的叠加出现于在此描述的更通常的情况范围中，如果在差拍的整个周期 期间执行相位步进，那么，两个这样的分布仍然可探测。

根据本发明的另一个示范性实施例，第一能量是第二能量的两倍。

根据本发明的另一个示范性实施例，成像装置适于作为用于检查女性 乳腺的乳腺摄影成像装置。