[發明專利]基于光柵的差分相位對比成像

有效

• 申請號: 201380034361.1
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN104394770B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: R·普羅克紹
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

一種成像系統(200)被配置用于基于光柵的DPCI。所述成像系統包括：旋轉機架(204)，其繞檢查區域旋轉；由所述旋轉機架支撐的輻射源(208)，其發射貫穿所述檢查區域的輻射；由所述旋轉機架支撐的探測器陣列(212)，其探測貫穿所述檢查區域的輻射；以及由所述旋轉機架支撐的干涉儀，其包括源光柵(214)、相位光柵(218)和吸收器光柵(220)。在整合周期期間，所述相位光柵或所述吸收器光柵中的至少一個相對于另一個連續地平移，并且所述探測器生成并輸出指示所探測的輻射的電信號，其中，所述電信號包括吸收分量、相干分量和相位分量。

技術領域

下文總體上涉及基于光柵的差分相位對比成像(DPCI)并且結合對計算機斷層攝影(CT)的具體應用加以描述。

背景技術

在常規CT成像中，通過被掃描目標的組分的吸收剖面的差異來獲得對比。這在諸如骨骼的高吸收結構被嵌入在諸如人體的周圍組織的相對弱的吸收材料的基體中的情況下產生好的結果。然而，在調查具有相似吸收剖面的不同形式的組織(例如，乳房造影或血管造影)的情況下，X射線吸收對比比較差。因此，在利用基于當前醫院的X射線系統獲得的吸收射線照片中區分病理組織與非病理組織對于某些組織構成仍然困難。

基于光柵的DPCI克服了以上指出的限制。在于2012年6月8日提交并被授權給皇家飛利浦電子有限公司的名稱為“Phase Contrast Imaging”的申請序列號13/514682中討論了范例基于光柵的DPCI裝置，，通過引用將該申請整體并入本文中。在圖1中示出了在13/514682中描述的裝置。該裝置包括X射線源102和探測器106，探測器106跨檢查區域106位于源102的對面。源光柵108位于源102與探測器104之間與源102相鄰，吸收器(或分析器)光柵110位于源102與探測器104之間與探測器104相鄰，并且相位光柵112位于檢查區域106中的目標114與吸收器光柵110之間。

源光柵108與相位光柵112被分開距離(“l”)116。相位光柵112與吸收器光柵110被分開距離(“d”)118，距離(“d”)118對應于泰伯距離(其中，λ是入射輻射的波長)。源光柵108、相位光柵110和吸收器光柵112分別具有光柵線周期p₀、p₁和p₂，其中并且源光柵108創建單獨相干但互不相干的源的陣列。束路徑中的目標114引起X射線的每個相干子集的輕微折射，該輕微折射與目標的局部相位梯度成比例。該小角度偏差產生通過相位光柵112與吸收器光柵114的組合的局部透射強度的變化。

相位光柵110用作分束器并且將進入X射線束基本上分成兩個第一衍射級。在泰伯距離中，衍射束干涉并且形成具有周期性的線性周期性條紋圖案，該周期性等于半個相位光柵乘以由1/(1+d)定義的幾何放大因子。入射波前的擾動，例如在束中由折射在目標114上引發的入射波前的擾動，導致條紋的局部移位。吸收器光柵110用作探測器104的透射掩膜并且將局部條紋位置轉變成信號強度變化。因此，所探測的信號曲線包含關于由目標114引發的相移的量化信息。為了編碼和提取相位信息，已經利用相位步進方法。

US2009/0092227A1討論了一種用于基于光柵的DPCI的相位步進方法。利用該方法，將相位光柵112或吸收器光柵110中的一個相對于另一個光柵在橫向方向上平移，該橫向方向垂直于光柵以預定步長通過光柵線的周期的線。例如，在將吸收器光柵110平移K離散步的情況下，每個步長將是p₂/K，并且對于每個投影，光柵110或112將逐步通過全部K步。因此，對于具有L個投影的掃描，將存在K×L次采集，其中L個投影中的每個K次采集。US2010/0220832A1在具有旋轉機架和基于光柵的DPCI的計算機斷層攝影的背景下討論了相位步進方法。