[发明专利]一种用于检测软组织异物的多模态X射线成像设备及其方法

权利要求书

1.一种用于检测软组织异物的多模态X射线成像设备的成像检测方法，其特征在于，基于光栅的多模态X射线成像检测设备包括：

产生X射线的光源；

采用X射线吸收光栅从而把从所述光源入射的X射线分离成多个线光源的源光栅；

能使X射线波前产生相位分布从而在光栅下游产生规则的竖状条纹的相位光栅；

采用X射线吸收光栅，配备步进位移控制器，将条纹图样的衰减、扭曲、或模糊信息转化为下游X射线强度信息的分析光栅；

接收X射线并转化为数字信号的X射线探测器；

其光路依次是X射线光源、源光栅、相位光栅、分析光栅和X射线探测器，X射线由X射线光源发出，依次经过光路上的各个组分；样品通常放置在相位光栅前方；

成像检测方法包括以下步骤：

工作状态调节步骤，开启X射线光源和X射线探测器，调节各部件至工作状态，并采集参考序列图像；即，对图像中的每一个像素都获得了无样品情况下的位置-光强曲线，即背景的步进曲线I_B；

采集样本步骤，将样品放置于样品台上，校准后，移动样品或者对系统光栅部件进行步进调节，X射线探测器采集到样品序列图像；即，对图像中的每一个像素都获得了有样品情况下的位置-光强曲线，即样品的步进曲线I_C；

信号分析步骤，经过校准和预处理之后，对参考序列图像和样品序列图像分别进行正弦拟合分析，然后进行比较和运算，进而获得关于样品的多模态图像；所述多模态图像包括吸收衬度图像image_A、相位衬度图像image_PS、暗场衬度图像image_S；

图像增强步骤，根据多模态图像的局域信息，可以对样品内部的感兴趣区域进行筛选区分，对每个像素的背景、样品进行处理，进而获得样品的R值图像；

数据处理方法包括以下步骤：

a、分别对每一个像素的背景的步进曲线I_B、样品的步进曲线I_C进行正弦拟合，获得步进曲线的直流分量k_B和k_C、幅值A_B和A_C、相角φ_B和φ_C；

b、计算-log(k_C/k_B)，获得吸收衬度图像image_A；

c、计算φ_C-φ_B，获得相位衬度图像image_PS；

d、计算-log((A_Ck_B)/(A_Bk_C))，获得暗场衬度图像image_S

e、计算image_A/image_S获得样品的R值图像。

2.根据权利要求1所述用于检测软组织异物的多模态X射线成像设备的成像检测方法，其特征在于，工作状态调节步骤和采集样本步骤中，在吸收衬度图像和暗场衬度图像中，选择目标像素线段，从源文件中获取该线段每个像素的信号强度，并根据位置序列绘制位置-光强曲线。

3.根据权利要求1所述用于检测软组织异物的多模态X射线成像设备的成像检测方法，其特征在于，步骤d中将吸收衬度图像image_A、相位衬度图像image_PS、暗场衬度图像image_S分别转换成256级的红、蓝、绿三原色，然后进行图像合并，得到伪彩色图像。

4.一种用于权利要求1～3任意一项所述用于检测软组织异物的多模态X射线成像设备，其特征在于包括：工作状态调节系统、数据采集系统和计算机数据处理系统；

所述数据采集系统包括：产生X射线的光源、源光栅、相位光栅、分析光栅、X射线探测器，以及精密调节模块。