[发明专利]X射线相衬成像系统

权利要求书

1.X射线相衬成像系统，其特征在于,包括常规X光管、针孔准直器、X射线毛细管透镜、成像物体、光栅G₁、光栅G₂、X射线探测器；

常规X光管，用于向成像物体发射X射线束；

针孔准直器，用于阻挡X射线毛细管透镜接收角度以外的入射X射线对成像质量的影响，位于常规X光管后侧；

X射线毛细管透镜，为点对点型，用于接收常规X光管发射的X射线并将其聚焦到较小的焦斑，位于针孔准直器的后侧，入口端针对针孔准直器的小孔，并且入口端至常规X光管焦点的距离等于其入射焦距f₁；

成像物体，为待测样品，位于X射线毛细管透镜虚拟焦斑的后侧；

光栅G₁为吸收光栅，由重金属在硅基底上沉积而成，周期为p₁，位于成像物体后侧；

光栅G₂为吸收光栅，由重金属在硅基底上沉积而成，周期为p₂，位于光栅G₁后侧；

为形成清晰的莫尔干涉条纹，光栅G₁与光栅G₂的周期与成像布局满足关系式：

式中，R₁为虚拟焦斑至成像物体的距离，D₁为成像物体至光栅G₁的距离，D₂为光栅G₁与光栅G₂之间的距离；

X射线探测器，用于接收经过光栅G₂到达的X射线并形成强度图像，位于光栅G₂后侧。

2.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，常规X光管的焦斑在百微米量级，靶材料为钼或铜，其特征X射线能量低于20keV。

3.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，针孔准直器的材料为铅、钨中任意一种。

4.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，X射线毛细管透镜的聚焦焦斑小于50微米,并且传输效率大于10％。

5.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，X射线探测器分辨率在10微米-100微米。

6.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，X射线探测器为平板探测器、成像板探测器、X射线CCD中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，在透视成像时，光栅G₂放置在高精度平移台上，通过平行移动光栅G₂，一个p₂周期均匀移动N步，N≥3，采集不同位置的图像，从而求解出成像物体的衰减、相衬和暗场信息。

8.根据权利要求1所述的X射线相衬成像系统，其特征在于，在计算机断层成像时，光栅G₂放置在高精度平移台上，成像物体放置在高精度CT转台上，在成像物体不同旋转角度下重复透视成像的步骤，进而重建出成像物体的衰减、相衬和暗场的CT信息。