[發明專利]具有可移動光柵的微分相位襯度成像裝置

有效

• 申請號: 201480003086.1
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104837409B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: H-A·維施曼;E·勒斯爾
• 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;A61B6/06;A61B6/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

一種X射線微分相位襯度成像裝置(10)包括：用于產生X射線束的X射線源(20)；用于從非相干X射線源(20)產生相干X射線束的源光柵(G0)；準直器(22)，用于將相干X射線束分離成多個扇形X射線束(28)以穿過對象(14)；用于產生干涉圖案的相位光柵(G1)和用于根據所述干涉圖案產生摩爾圖案的布置在所述對象(14)后方的吸光器光柵(G2)；以及條紋檢測器(24)，用于檢測由所述相位光柵(G1)和所述吸光器光柵(G2)根據穿過所述對象(14)的所述扇形X射線束(28)產生的所述摩爾圖案。所述X射線源(20)、源光柵(G0)、準直器(22)、相位光柵(G1)、吸光器光柵(G2)和條紋檢測器(24)固定到公用的機架(12)，且可相對于所述對象(14)移動，使得可檢測到來自所述機架的不同位置的大量干涉圖案，以重構所述對象(14)的微分相位圖像。以可供選擇的方式，至少一個光柵(G0、G1、G2)包括光柵條紋(34)組(36)和透光區(38)。至少一個光柵(G0、G1、G2)可相對于所述機架(12)移動，使得在所述光柵(G1、G2)的第一位置，所述扇形X射線束(28)穿過所述光柵條紋(34)，且在所述光柵(G1、G2)的第二位置，所述扇形X射線束(28)穿過所述透光區(38)。

發明領域

本發明涉及微分相位襯度成像(dPCI)領域。具體地講，本發明涉及一種用于X射線微分相位襯度成像和X射線衰減成像的裝置和方法。

背景技術

X射線微分相位襯度成像(dPCI)使穿過被掃描物體的相干X射線的相位信息視覺化。例如，相干X射線可以由非相干X射線源與被掃描對象之間的源光柵產生。除了傳統的X射線衰減成像外，dPCI不僅可以確定物體沿著投射線的吸光性能，還可以確定所傳輸X射線的相移。在對象之后，放置相移光柵(也稱為相位光柵)，所述相移光柵產生包含所需信息的干涉圖案，所述信息關于光束在其最小和最大相對位置中的相移，通常約為幾微米。由于普通的X射線檢測器可能無法分辨此等精細結構，因此干涉圖案由分析器光柵(也稱為吸光器光柵)取樣，所述分析器光柵以周期性圖案為主要特征，傳輸具有與干涉圖案的周期性類似的周期性的吸光條帶。所述類似周期性在光柵后面產生具有大得多的周期性的摩爾圖案，而該摩爾圖案可由普通的X射線檢測器檢測到。

為了執行dPCI，基本上存在兩種不同的系統幾何形狀：平面2D檢測和狹縫掃描系統。

在平面2D檢測中，2D檢測器陣列拍攝在單次X射線曝光下的整個投影圖像，且必須通過具有(例如)4次、8次或16次曝光的稱為“相位步進”的過程來實現相位采集，其中源光柵、相位光柵和吸光器光柵中的一個相對于其他兩個光柵移動。

在狹縫掃描方法中，通過女性乳房下方的掃描臂或機架移動來掃描乳房。借助大量平行檢測器條紋的典型布置實現數據采集的冗余可經開發以消除對相位步進的需要，且光柵無需相對于彼此移動。因此，可在通常的掃描運動中實施相位采集，例如在WO2013/004574A1中所描述。

然而，在兩種情況下，以三個光柵的使用為特征的微分相位襯度技術具有以下缺點：已經穿過乳房組織的X射線的大約50％實際上由吸光器光柵吸收，且因此不能用于成像或不用于成像。

有時，可能期望不僅執行dPCI成像，而是相反地或另外地執行不借助光柵的衰減成像。例如，W2012/0099702 A1示出了具有可移動光柵的微分相位襯度成像裝置。

檢測器和dPCI系統的校準可能是困難的(如果光柵不能被移除)，且校準(例如，針對漂移或其他檢測器性能改變)可能不止在出廠/初始安裝時需要，而是定期地需要，且至少在每次維護之后需要。

WO 2013/111050 A1公開了一種設置有光柵結構的X射線系統，此類光柵結構包括狹縫組，所述狹縫組具有相互不同的方向。

US 2013/0202081 A1公開了一種用于相位襯度成像的包括可移動光柵的檢測器布置。

US 2013/0230135 A1公開了一種包括光柵的關節成像設備。