[发明专利]用于采集暗场图像的体模设备、暗场成像系统和方法

说明书

本发明涉及用于暗场成像系统的体模设备。尽管已知暗场成像对可能在疾病进展期间引起的人类对象组织的微观结构的变化敏感，但是可能需要对由人类对象的图像提供的信息进行量化。表示所述暗场图像的探测器信号分量可以通过X射线光谱的改变而改变，所述X射线光谱通过人类对象的包括微结构的组织。这可能是由于对先前由X射线源提供的X射线辐射的衰减引起的，其中，衰减可以由人类对象的组织引起，其覆盖包括组织的所述微结构。为了在临床实践中提供关于X射线辐射在通过人类对象的微结构组织之前衰减对X射线辐射的影响的信息，提出了用于暗场成像的体模设备。该体模设备包括主体，其中，所述主体包括多个参考部分。每个参考部分包括衰减部分和去相干部分。相同参考部分的衰减部分和去相干部分彼此上下堆叠。结果，不同的参考部分可以模仿沿着X射线辐射的传播方向延伸的人类对象的不同部分，X射线辐射的传播方向从暗场成像系统的X射线源朝向对应的X射线探测器传播。因此，如果与人类对象同时或随后扫描体模设备，则可以采集暗场图像，其表示人类对象以及体模设备。根据由体模设备引起的暗场图像的图像部分，临床医师可以对图像的相应部分进行评估和分类，其与人类对象相关，例如与肺的部分相关。本发明还涉及一种成像系统，所述成像系统被配置为与体模设备一起扫描人体对象，并且本发明涉及相应的方法。

技术领域

本发明涉及用于暗场成像系统的体模设备、暗场成像系统、用于采集图像的方法、计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

在传统的X射线成像中，图像中的对比度通常通过要被成像的对象中的X射线辐射的衰减来实现。在过去的十年中，已经开发了几种技术来利用由X射线辐射透射通过对象的相移给出的对比度。X射线辐射的X射线光子可以被吸收、相干地折射和/或散射。无论X射线光子被吸收、相干地折射还是散射，相应的相互作用可以用于形成相应的图像或多分量图像的图像分量。为了采集该信息，可以使用暗场成像系统。这样的系统包括用于生成X射线辐射的源、用于探测X射线辐射的探测器以及设置在源与探测器之间的用于创建干涉图案的干涉仪。干涉仪可以由泰伯光栅干涉仪形成。这样的干涉仪可包括吸收源光栅、相位光栅和分析器光栅。光栅在源与探测器之间的X射线光路中一个接一个地布置。此外，对象接收空间被布置在源与探测器之间，特别是在干涉仪的两个光栅之间。可以形成相位光栅以引入入射X射线束的相移(由源的X射线辐射形成)，其在相位光栅后面创建干涉图案。

此外，应当考虑施加在位于对象接收空间处的对象，特别是人类对象上的X射线束可以引起X射线束的衰减、散射和/或折射。原则上，暗场成像系统可以被配置为经由探测器采集表示由对象引起的衰减、散射和/或折射的图像数据。可以基于干涉条纹的位移来确定由对象引起的折射。然而，由于干涉条纹可能不能利用常规X射线探测器在空间上解析，因此可以通过使用相位步进技术来执行对测量数据的采集。在这种情况下，记录在一个光栅的横向步进扫描期间在分析器光栅后面的X射线辐射强度振荡，并且根据X射线探测器的多个探测器像素中的每个的振荡曲线的相移来确定条纹位移。在每个探测器像素中测量的强度振荡的相移可以涉及局部折射角、相位光栅与分析器光栅之间的距离、以及分析器光栅的周期。在该上下文中，参考文献“Inverse geometry of grating-based X-ray phase-contrast imaging”，Journal of Applied Physics 106，054703(2009)。