專利名稱：微分相位對比成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微分相位對比成像，具體而言涉及用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵、用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線系統(tǒng)的探測器裝置、用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備、用于微分相位對比成像的醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)、用于微分相位對比成像的方法以及計(jì)算機(jī)程序單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
微分相位對比成像例如用于相對于常規(guī)振幅對比圖像提高了低吸收樣品的對比度。在EP1731099A1中，描述了一種X射線干涉儀布置，其包括標(biāo)準(zhǔn)的多色X射線源、源光柵、分束器光柵和分析器光柵以及圖像探測器。對象被布置于源光柵和分束器光柵、即相位光柵之間。通過使分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)，能夠記錄包括相位信息的原始圖像數(shù)據(jù)。光柵，例如相位光柵和分析器光柵，包括吸收材料的溝槽之間的多個(gè)能透過X射線的裂縫，吸收材料例如是金。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，施加到對象、例如患者的X射線輻射的量部分被分析器光柵吸收，從而不是完全被用于由傳感器記錄圖像數(shù)據(jù)。因此，可能需要更好地利用通過對象的X射線輻射。本發(fā)明的目的是由獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決的，其中，從屬權(quán)利要求結(jié)合了其他實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的下述方面還適用于衍射光柵、探測器裝置、X射線圖像采集設(shè)備、醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供了一種用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵，其包括第一子區(qū)域的至少一個(gè)部分和第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分。所述第一子區(qū)域包括具有多個(gè)以第一光柵間距Pei周期性布置的條和間隙的光柵結(jié)構(gòu)，其中，所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，且其中，所述間隙是能透過X射線的。所述第二子區(qū)域是能透過X射線的，且所述第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分在光柵中提供能透過X射線的孔徑。沿至少一個(gè)方向以交替方式布置第一和第二子區(qū)域的各部分。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“改變相位”涉及到X射線輻射的相位偏移。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“能透過X射線的”涉及通過光柵的X射線輻射其相位不改變(即不發(fā)生相位偏移)且其幅度不改變到可測量或合理的量。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的分析器光柵。根據(jù)另一方面，分析器光柵的條吸收X射線，使得它們改變通過光柵的X射線輻射的幅度。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的相位光柵。
根據(jù)另一方面，相位光柵的條改變通過光柵的X射線輻射的相位。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，在衍射光柵的區(qū)域上以棋盤格圖案布置第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分。根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，在包括第一子區(qū)域的各部分的至少一條線的至少一個(gè)線性光柵組中線性地布置第一子區(qū)域的各部分，并且在包括第二子區(qū)域的各部分的至少一條線的至少一個(gè)線性孔徑組中線性地布置第二子區(qū)域的各部分。提供至少兩個(gè)線性光柵組和至少兩個(gè)線性孔徑組，并以第一線距Pu以交替方式布置所述線性光柵組和線性孔徑組。根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，第一子區(qū)域的光柵結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)第一光柵區(qū)段和至少一個(gè)第二光柵區(qū)段；其中，第一光柵區(qū)段的第一光柵取向Gw布置于第一取向中，并且其中，第二光柵區(qū)段的第二光柵取向Gtj2布置于與第一取向橫向的第二取向中。根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，提供了一種用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線系統(tǒng)的探測器裝置，其包括第一衍射光柵、第二衍射光柵以及具有傳感器的探測器。所述傳感器包括第一子組像素的至少一個(gè)傳感器像素和第二子組像素的至少一個(gè)傳感器像素。第一衍射光柵是相位光柵，且第二衍射光柵是分析器光柵。分析器光柵和/或相位光柵適于相對于分析器光柵的周期橫向步進(jìn)。提供相位光柵和分析器光柵作為根據(jù)上述示范性實(shí)施例之一的用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵。第一衍射光柵和第二衍射光柵均適于相對于傳感器從第一位置以第一平移間距Pti平移到至少第二位置。為了沿至少一個(gè)方向以交替方式布置第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分而調(diào)整平移間距Pn，并且在第一位置和第二位置中，在第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分后方布置傳感器的不同部分。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供了其他子組的其他傳感器像素。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供了一種用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備，其具有X射線源、源光柵、相位光柵、分析器光柵和探測器。所述X射線源產(chǎn)生X射線多色譜的X射線束。源光柵適于提供足夠的橫向相干性，以相干地照射相位光柵的至少一個(gè)完整的光柵間距，從而使得能夠在分析器光柵的位置處觀察到干涉。相位光柵被若干裂縫照射，并能夠稱為分束器光柵，它將射束分裂成前兩級，即第一級衍射，因?yàn)镺級被完全消除了。分析器光柵和/或相位光柵適于相對于分析器光柵的周期橫向步進(jìn)。提供相位光柵、分析器光柵和探測器作為根據(jù)上述示范性實(shí)施例之一所述的探測器裝置。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供了一種用于微分相位對比成像的醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)，其具有根據(jù)上述實(shí)施例的用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備。此外，具備處理單元、接口單元和對象接收設(shè)備。所述處理單元適于控制所述X射線源，以及所述分析器光柵和/或所述相位光柵的相位步進(jìn)，以及所述相位光柵和所述分析器光柵的平移。所述接口單元適于向所述處理單元提供記錄的第一原始圖像數(shù)據(jù)和第二原始圖像數(shù)據(jù)。所述對象接收設(shè)備適于接收用于相位對比圖像采集的感興趣對象。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供了一種用于微分相位對比成像的方法，包括如下步驟:al)在第一位置中向具有兩個(gè)衍射光柵的干涉儀施加相干的X射線輻射，所述衍射光柵均包括至少一個(gè)光柵部分和至少孔徑部分，其中，第一衍射光柵是相位光柵，而第二衍射光柵是分析器光柵。a2)使分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)。a3)利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄第一原始圖像數(shù)據(jù)；其中，第一部分和第二部分分別記錄相位對比圖像信息和密度信息。b)將所述分析器光柵和所述相位光柵平移到第二位置。Cl)在所述第二位置中向所述干涉儀施加相干的X射線輻射。c2)使分析器光柵發(fā)生進(jìn)行步進(jìn)。c3)利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄第二原始圖像數(shù)據(jù)，其中，所述第一部分和第二部分記錄密度信息和相位對比信息。d)提供所記錄的第一原始圖像數(shù)據(jù)和第二原始圖像數(shù)據(jù)作為原始圖像數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，光柵部分也包含一些強(qiáng)度信息。不過，以上區(qū)別更多是指用于例示的一般差異。根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，提供了一種方法，其中，步驟al)包括向相位光柵和分析器光柵施加相干的X射線輻射，其均包括第一子區(qū)域的至少一個(gè)部分。所述第一子區(qū)域包括具有多個(gè)以第一光柵間距Pei周期性布置的條和間隙的光柵結(jié)構(gòu)。所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，所述間隙是能透過X射線的。相位光柵和分析器光柵還均包括第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分，所述第二子區(qū)域是能透過X射線的，并且其中，第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分在光柵中提供能透過X射線的孔徑。沿至少一個(gè)方向以交替方式布置第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分。此外，步驟a3)包括在第一位置中利用傳感器記錄第一原始圖像數(shù)據(jù)，其中，所述傳感器包括第一子組像素的至少一個(gè)傳感器像素和第二子組像素的至少一個(gè)傳感器像素。在所述第一位置中，所述分析器光柵和所述相位光柵的第一子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方，以及所述第二子區(qū)域被布置成至少部分在所述第二子組像素的前方。所述第一子組和第二子組分別記錄所述相位對比圖像信息和密度信息。此外，步驟b)包括將所述相位光柵和所述分析器光柵相對于所述傳感器從所述第一位置以第一平移間距Pn平移到至少第二位置，其中，為了沿所述至少一個(gè)方向以交替方式布置所述相位光柵和分析器光柵的所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分而調(diào)整所述平移間距。在所述第二位置中，所述相位光柵和所述分析器光柵的第一子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第二子組像素的前方，以及所述第二子區(qū)域被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方。此外，步驟c3)包括在第二位置中利用傳感器記錄第二原始圖像數(shù)據(jù)，其中，第一子組和第二子組分別記錄密度信息和相位對比圖像信息。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)可以視為提供一種具有光柵部分和孔徑部分的衍射光柵，使得在一個(gè)圖像采集步驟期間，能夠記錄相位對比圖像信息以及密度信息。于是，能夠使用更大程度的通過對象、例如患者的輻射以記錄圖像數(shù)據(jù)。作為另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，簡單地說，記錄兩種不同類型的信息，即兩種不同的圖象類型，即相位對比圖像信息以及密度信息，例如常規(guī)的X射線圖像。當(dāng)然，光柵部分還提供一些關(guān)于平均衰減的信息，例如通過在相位步進(jìn)掃描上求平均值。通過將根據(jù)本發(fā)明的相位光柵和分析器光柵平移到第二位置，具有吸收X射線的條的分析器光柵、在第一采集步驟中已記錄了相位信息的那些傳感器區(qū)域或傳感器像素現(xiàn)在被孔徑部分覆蓋，使得這些像素現(xiàn)在能夠記錄密度信息，而在第一采集步驟中已記錄了密度信息的像素現(xiàn)在能夠在第二采集步驟中記錄相位對比圖像信息。作為范例，對于在整個(gè)光柵區(qū)域上具有光柵結(jié)構(gòu)的普通分析器光柵，其中，條覆蓋50%的區(qū)域，于是間隙提供了不吸收的50%區(qū)域，僅有50%到達(dá)分析器光柵的X射線劑量實(shí)際被傳感器記錄。其他50%被分析器光柵吸收。對于根據(jù)本發(fā)明的衍射光柵，如果光柵子區(qū)域包括50%的衍射光柵區(qū)域，從而孔徑子區(qū)域包括50%的衍射光柵區(qū)域，并且假設(shè)條/間隙比與前相同為50%，根據(jù)本發(fā)明的衍射光柵僅吸收入射到衍射光柵的輻射的25%。這是因?yàn)樵?0%的區(qū)域中，孔徑子區(qū)域的部分不吸收X射線輻射，在具有光柵子區(qū)域的部分的其余50%中，僅有50%，即總劑量的25%被條吸收。本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的示范性實(shí)施例變得明顯并參考其加以闡述。


下文將參考以下附圖描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)的范例。圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備。圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的具有衍射光柵的探測器裝置。圖4-5示出了圖3的探測器裝置的其他示范性實(shí)施例。圖6-17示出了根據(jù)本發(fā)明的探測器裝置的其他示范性實(shí)施例。圖18-19示出了根據(jù)本發(fā)明的探測器裝置的其他示范性實(shí)施例。圖20示意性示出了根據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備的其他示范性實(shí)施例。圖21示出了本發(fā)明示范性實(shí)施例的基本方法步驟。圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一示范性實(shí)施例。圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一示范性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了用于微分相位對比成像的醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)500。該系統(tǒng)包括X射線圖像采集設(shè)備510，其用于產(chǎn)生對象、例如患者的相位對比圖像。X射線圖像采集設(shè)備510包括X射線源512以及C臂結(jié)構(gòu)516上與X射線源相對布置的探測器514。此外，X射線圖像采集設(shè)備510包括源光柵518 (未進(jìn)一步示出)、相位光柵520和分析器光柵522，它們也未進(jìn)一步示出。下面將參考圖2更詳細(xì)地描述這些方面。提供桌臺524作為對象接收設(shè)備。桌臺524被布置成至少部分位于X射線源512和探測器514之間。此外，還提供了處理單元526和接口單元528 (未進(jìn)一步示出)。再者，在桌臺上方布置顯示設(shè)備530以向用戶顯示信息。此外，布置交互面板532以供用戶輸入。處理單元526位于桌臺524下方以節(jié)省檢查室之內(nèi)的空間。當(dāng)然，也可以在不同地方，例如不同房間處定位處理單元。應(yīng)當(dāng)注意，所示的范例是所謂的C型X射線圖像采集設(shè)備，其包括C形的臂，其中圖像探測器布置于C臂的一端，而X射線輻射源位于C臂的相反一端。C臂能夠可移動地固定，并且能夠繞位于桌臺524上的感興趣對象旋轉(zhuǎn)。換言之，可以從不同的觀看方向采集圖像。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意，當(dāng)然，其他形式的X射線圖像采集設(shè)備也是可能的，例如具有可旋轉(zhuǎn)的X射線源和探測器對的掃描架。根據(jù)示范性實(shí)施例，處理單元526適于控制X射線源512，以及分析器光柵和/或相位光柵的相位步進(jìn)，以及相位光柵和分析器光柵的平移，下文將對此進(jìn)行進(jìn)一步解釋。
接口單元528適于向處理單元提供探測器記錄的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在將參考圖2描述X射線圖像采集設(shè)備510。用于產(chǎn)生相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備510包括X射線源512、源光柵518、相位光柵520、分析器光柵522和用于檢查以附圖標(biāo)記534表示的對象的探測器514，用作為常規(guī)X射線源的X射線源512提供X射線多色譜的X射線束536。將X射線輻射束536施加到源光柵518。源光柵518，也稱為G0，適于提供足夠的橫向相干性，以相干地照射相位光柵的至少一個(gè)完整的光柵間距，從而使得能夠在分析器光柵的位置處觀察到干涉。簡單地說，源光柵“分裂” X射線輻射，從而提供相干的X射線輻射(未進(jìn)一步示出)。通過源光柵的射束用附圖標(biāo)記538表示。相位光柵通過若干裂縫照射，可以稱為分束器光柵，它將射束分裂成前兩級，即第一級衍射，因?yàn)镺級被完全消除了。通過相位光柵520，分裂的射束擊中分析器平面中的分析器光柵。在相位光柵520后方重新組合分裂的射束之后，重新結(jié)合的射束被施加到分析器光柵522。然后，具有傳感器(未進(jìn)一步示出)的探測器514記錄原始圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)相對于分析器光柵522的一個(gè)周期橫向步進(jìn)分析器光柵522。提供相位光柵520、分析器光柵522和探測器514作為根據(jù)本發(fā)明的探測器裝置10，在下文中將加以描述。分析器光柵和/或相位光柵適于至少相對于分析器光柵的周期橫向步進(jìn)。此外，提供相位光柵和分析器光柵作為根據(jù)如下所述實(shí)施例之一的用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵。根據(jù)另一方面，相位光柵，也稱為G1，也相對于稱為G2的分析器光柵步進(jìn)。不過，然后，將相位光柵步進(jìn)僅其間距的1/2就夠了，因?yàn)榉治銎魈幐缮鏃l紋的頻率是G1、即相位光柵的間距的兩倍，這是平行射束的情況。對于錐束，放大率導(dǎo)致與倍數(shù)2的輕微偏離。第一衍射光柵和第二衍射光柵均適于相對于傳感器從第一位置Pl以第一平移間距Pti平移到至少第二位置P2，為了沿至少一個(gè)方向以交替方式布置第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分而調(diào)整第一平移間距。在第一位置和第二位置中，在第一和第二子區(qū)域的各部分后方布置傳感器的不同部分。根據(jù)另一方面，源光柵也提供作為吸收光柵，因?yàn)檫@里也可以觀察到Talbot效應(yīng)。根據(jù)示范性實(shí)施例，傳感器包括第一子組像素的至少一個(gè)傳感器像素和第二子組像素的至少一個(gè)傳感器像素(見下文)。在圖3中，示意性示出了用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線系統(tǒng)的探測器裝置10。該探測器裝置包括具有傳感器的探測器12以及第一和第二衍射光柵，如上所述，第一和第二衍射光柵被提供作為分析器光柵14和相位光柵15。圖3a示出了平面圖，圖3b示出了等距視圖。相對于施加輻射的方向，根據(jù)以下附圖在探測器12前方布置相位光柵15和分析器光柵14,其中,在分析器光柵14前方布置相位光柵15。為了更好地理解，圖3b示出了示意性布置的透視圖。在圖3a中，在探測器12上方布置分析器光柵14,在分析器光柵14上方布置相位光柵15。明確指出，在下文中描述分析器光柵14。不過，根據(jù)本發(fā)明，分析器光柵14的光柵特征也是為相位光柵15提供的。此外，與根據(jù)針對分析器光柵所述的實(shí)施例之一以相同的(子)光柵結(jié)構(gòu)在彼此前方布置相位光柵15和分析器光柵14，以便提供相位梯度信息的探測。
換言之，針對分析器光柵14描述的特征和特性也適用于相位光柵15，為了更好理解附圖不再進(jìn)一步示出。可以看出，探測器12的傳感器包括第一子組像素18的至少一個(gè)傳感器像素16(以下也參見圖6)，以及第二子組像素22的至少一個(gè)傳感器像素20 (以下也參見圖6)。用于X射線微分相位對比成像的分析器光柵14包括第一子區(qū)域26的至少一個(gè)部分24和第二子區(qū)域30的至少一個(gè)部分28。第一子區(qū)域26包括光柵結(jié)構(gòu)32，其具有多個(gè)以第一光柵間距PG138周期性布置的條34和間隙36。所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，并且所述間隙是能透過X射線的。第二子區(qū)域30是能透過X射線的，并且第二子區(qū)域30的至少一個(gè)部分28提供能透過X射線的孔徑40。沿至少一個(gè)方向D142以交替方式布置第一子區(qū)域26和第二子區(qū)域30的各部分。分析器光柵14適于相對于傳感器從第一位置Pl以箭頭44所示的第一平移間距Pn平移到至少第二位置P2。為了沿至少一個(gè)方向以交替方式布置第一子區(qū)域26和第二子區(qū)域30的各部分而調(diào)整平移間距PT1。在第一位置Pl和第二位置Ρ2，在第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分后方布置傳感器的不同部分。根據(jù)另一方面，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的分析器光柵，其中，分析器光柵的條吸收X射線，使得它們改變通過光柵的X射線輻射的幅度。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的相位光柵，其中，相位光柵的條改變通過光柵的X射線輻射的相位。根據(jù)另一方面，傳感器適于記錄原始圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)另一方面，分析器光柵14適于相對于分析器光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei32進(jìn)行橫向相位步進(jìn)?？梢钥闯?，在圖3中，由虛線箭頭44示出了平移方向。由垂直于光柵結(jié)構(gòu)的較小雙箭頭46指示相位步進(jìn)?？梢钥闯?，將分析器光柵14沿垂直方向從圖3左側(cè)所示的第一位置平移到圖3右側(cè)所示的第二位置。用寬箭頭48表示平移的過程。圖3左側(cè)中的箭頭44指示將在平移期間應(yīng)用這個(gè)平移的步驟。接下來，由于在右側(cè)所示的狀態(tài)中，已經(jīng)應(yīng)用了平移，因此虛線箭頭50指示先前的平移步驟，即已經(jīng)執(zhí)行的步驟。應(yīng)當(dāng)注意，在以下所有圖中都使用指示待執(zhí)行平移步驟的箭頭44和指示前一平移步驟、即已經(jīng)執(zhí)行了平移步驟的箭頭50，因此在圖中示出這種情況時(shí)不會在所有情況下都明確指出。不過，應(yīng)當(dāng)注意，以清晰的方式示出和解釋這些符號，使得它們對于技術(shù)人員而言是清晰的，從而不需要在書面描述中進(jìn)一步解釋。在圖3b中，在透視圖中示出了從第一位置Pl向第二位置P2的平移。當(dāng)然，并非所有附圖都是按比例示出的。特別是透視圖例示中的光柵結(jié)構(gòu)和光柵的距離僅僅是示意性示出的。在圖4中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，分析器光柵14和探測器12能夠被布置成使得水平地、即垂直于光柵結(jié)構(gòu)發(fā)生平移。當(dāng)然，由雙箭頭46指示的(有效)相位步進(jìn)必須要垂直于光柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行。從圖5可以看出，能夠?qū)⒌谝蛔訁^(qū)域26和第二子區(qū)域30的各部分提供為矩形，其中，它們在一個(gè)方向上的延展不同于在第二方向上的延展。或者，如圖3和4中所示，每個(gè)部分都具有正方形形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一(未示出)方面，以不同的形狀，例如三角形、六邊形等提供光柵部分、即第一子區(qū)域的各部分和孔徑部分、即第二子區(qū)域的各部分。通過這些非常示意性的圖示可以看出，利用根據(jù)本發(fā)明的分析器光柵14，能夠在第一子組像素18記錄相位信息的第一步驟中采集圖像數(shù)據(jù)，因?yàn)楣鈻挪糠?、即第一子區(qū)域26相對于輻射方向布置于其上方或前方。第二子組像素22記錄包括密度信息的圖像數(shù)據(jù)，因?yàn)榉治銎鞴鈻?4被布置成使得在傳感器的這個(gè)部分之前布置第二子區(qū)域30，或換言之，能透過X射線的孔徑40。由于利用箭頭48指示的平移，分析器光柵14然后被定位成使得光柵部分、即第一子區(qū)域26被布置于第二子組像素22的前方，即在圖3到5中，第二子組像素22的至少一個(gè)傳感器像素20的前方，使得這個(gè)傳感器像素20現(xiàn)在記錄包括相位梯度信息的圖像數(shù)據(jù)。第二子區(qū)域30現(xiàn)在被布置于第一子組像素18的至少一個(gè)傳感器像素16的前方，從而在這個(gè)第二采集步驟中記錄密度信息。當(dāng)然，為了記錄相位梯度信息，分析器光柵14適于在第一位置Pl和至少第二位置P2中被相位步進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在第一位置和第二位置中，分析器光柵的第一子區(qū)域或第二子區(qū)域之一被布置于第一子組像素或第二子組像素之一的前方，并且在第二位置中，分析器光柵的第一子區(qū)域或第二子區(qū)域的另一個(gè)被布置于第一子組像素或第二子組像素的另一個(gè)的前方，未進(jìn)一步示出這種情況。根據(jù)另一方面，在第一位置和/或第二位置中，第一子區(qū)域或第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分被部分布置于第一子組像素或第二子組像素之一的前方。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，沿第一方向和第二方向以交替方式布置第一子區(qū)域26和第二子區(qū)域30的各部分。例如，將第一方向稱為X方向，將第二方向稱為y方向。根據(jù)另一方面，沿X方向以第一 X重復(fù)間距Pk1x布置第一子區(qū)域的多個(gè)部分。根據(jù)另一方面，沿y方向以第一 I重復(fù)間距PKly布置第一子區(qū)域的多個(gè)部分。根據(jù)另一方面，沿X方向以第二 X重復(fù)間距Pk2x布置第二子區(qū)域的多個(gè)部分。根據(jù)另一方面，沿y方向以第二 y重復(fù)間距PK2y布置第二子區(qū)域的多個(gè)部分。根據(jù)另一方面，第一 X重復(fù)間距Pk1x和第二 X重復(fù)間距Pk2x相等。根據(jù)另一方面，第一 y重復(fù)間距PKly和第二 y重復(fù)間距PK2y相等。根據(jù)另一方面，X重復(fù)間距Pkx和y重復(fù)間距PKy相等。應(yīng)當(dāng)注意，可以自由組合上述各方面。根據(jù)另一方面，第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分尺寸相等。參考圖6，在分析器光柵14的區(qū)域上以棋盤格圖形50布置第一子區(qū)域26和第二子區(qū)域30的各部分。如圖示意性示出，沿水平方向、即X方向，以附圖標(biāo)記56指示的第一 X重復(fù)間距Pk1x布置第一子區(qū)域26的多個(gè)部分52，即用整個(gè)圖中以線性線結(jié)構(gòu)54指示的光柵結(jié)構(gòu)的部分。此外，沿y方向，以附圖標(biāo)記60指示的第一 y重復(fù)間距PKly布置第一子區(qū)域26的多個(gè)部分58。可以看出，第一重復(fù)間距尺寸相等。在分析器光柵14下方布置探測器12。傳感器包括第一子組像素18的傳感器像素16，其被分析器光柵14的第一子區(qū)域26的各部分覆蓋。傳感器還包括用虛線圖案指示的第二子組像素22的傳感器像素20，該圖案僅僅用于解釋，而并不指示第一和第二子組傳感器像素的任何結(jié)構(gòu)差異。圖6a示出了能夠由傳感器記錄原始圖像數(shù)據(jù)的第一位置。如上所述，第一子組像素18的傳感器像素16記錄相位梯度信息(當(dāng)然，連同一些密度信息一起；參見上文)，而第二子組像素22的傳感器像素20記錄這個(gè)位置的密度信息，同時(shí)應(yīng)用相位步進(jìn)。通過平移光柵，在第二子組像素22的傳感器像素20前方布置第一子區(qū)域26的各部分24?，F(xiàn)在在第二子區(qū)域30的各部分28后方布置第一子組像素18的像素16。于是，在第二位置中，如圖6b中所示，第一子組18的傳感器像素16記錄密度信息，而第二子組像素22的像素20現(xiàn)在記錄相位梯度信息。由指示第一子區(qū)域26的光柵結(jié)構(gòu)特定部分的粗框62指示光柵的平移。不過，框62僅僅用于例示的目的。在圖6中，已經(jīng)相對于傳感器沿水平方向平移了分析器光柵14，其中，傳感器保持不動。此外，應(yīng)當(dāng)注意，該圖示示出了根據(jù)本發(fā)明的衍射光柵(相位光柵/分析器光柵)的一段，可以看出，盡管從圖6a到圖6b將分析器光柵向右移動了一個(gè)間距，但是圖6b的左面一列也利用光柵區(qū)段示出。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，也可以沿另一個(gè)方向、即沿垂直方向平移分析器光柵14，如平移箭頭44、50所示。這是利用在平移分析器光柵14時(shí)向下移動一個(gè)間距的框62例示的。由于除了平移方向之外，結(jié)合圖6描述的特征不變，因此在圖7a和7b中不重復(fù)這些附圖標(biāo)記。如圖8中所示，也可以將棋盤格圖案布置成具有矩形區(qū)段?？梢钥闯?，第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分是矩形，其中，在一個(gè)方向上的延展不同于在第二方向上的延展。根據(jù)另一方面(未示出)，也可以沿垂直方向移動圖8的分析器光柵14，而非圖8a和圖8b所示的水平平移。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，如圖9a和9b中所示，將第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域的若干部分相鄰布置作為第一子集64和/或第二子集66。沿至少一個(gè)方向分別以附圖標(biāo)記68指示的第一子集重復(fù)間距Pski和/或(用附圖標(biāo)記70指示的)第二子集重復(fù)間距Psk2在分析器光柵的區(qū)域上布置第一子集和/或第二子集。在圖9中可以看出，子集重復(fù)間距Psk是相等的。不過，當(dāng)然也可以提供不同的重復(fù)間距。根據(jù)圖9中所示的范例，一種圖案在分析器光柵14中獲得開放區(qū)段，即在水平方向以及垂直方向上僅在每隔一個(gè)區(qū)段中提供第二子區(qū)域30的部分28。通過在水平方向上將分析器光柵14平移一個(gè)平移間距，現(xiàn)在在屬于第二子組像素22的傳感器相鄰像素上方或前方布置由第二子區(qū)域30的部分28提供的孔徑40?？梢钥闯觯@樣在每隔一條水平線中記錄了密度信息。在第一位置和第二位置中的中間的另一條線記錄相位梯度信息數(shù)據(jù)。不過，通過計(jì)算步驟，能夠基于密度信息計(jì)算所謂的X射線圖像的缺失像素。根據(jù)另一方面，在y方向上偏移(未示出)之后重復(fù)測量。根據(jù)另一方面，在兩個(gè)方向上以交替方式在分析器光柵上布置第一子區(qū)域的第一數(shù)量部分和第二子區(qū)域的第二數(shù)量部分。從圖10中可以看出，在水平方向上僅在每隔兩個(gè)區(qū)段中，并且在垂直方向上僅在每隔兩個(gè)區(qū)段中提供具有光柵結(jié)構(gòu)的區(qū)段。在列之間，光柵區(qū)段沿對角線方向移位一個(gè)間距。為了采集針對所有傳感器像素的相位梯度信息，在傳感器像素與分析器光柵14的第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的部分尺寸相等時(shí)，需要提供如圖10a、IOb和IOc所示的三個(gè)采集步驟。如框62所示，在圖1Oa中的第一位置Pl處布置分析器光柵14，然后通過第一平移步驟將其平移到圖1Ob中的第二位置。接下來，在第二平移步驟中將分析器光柵14平移到圖1Oc中所示的第三位置P3。在這種情況下，傳感器包括第三子組像素74的像素72，出于例示目的，其用第二虛線圖案75表示。相對于特定像素，通過提供三個(gè)采集步驟，像素在一個(gè)采集步驟中記錄相位梯度數(shù)據(jù)，在兩個(gè)采集步驟中記錄密度信息。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在包括第一子區(qū)域的各部分24的至少一條線78的至少一個(gè)線性光柵組76中線性地布置第一子區(qū)域26的各部分。在包括第二子區(qū)域的至少一條線82的至少一個(gè)線性孔徑組80中線性地布置第二子區(qū)域30的各部分28。在圖11中可以看出，提供了至少兩個(gè)線性光柵組76和至少兩個(gè)線性孔徑組80。以圖11中用附圖標(biāo)記84指示的第一線距Pu以交替方式布置所述線性光柵組和線性孔徑組。為了為所有傳感器像素提供相位梯度信息，從圖1la到圖1lb在垂直方向上向下平移分析器光柵，再次用框62指示。在圖11中可以看出，線性光柵組和線性孔徑組在交叉方向上可以具有相同的尺度。根據(jù)另一方面，線性光柵組可以在交叉方向上具有與線性孔徑組在交叉方向上的尺度不同的尺度。例如，線性光柵組在交叉方向上比線性孔徑組更小或更大。根據(jù)另一方面，線性光柵組和線性孔徑組均包括不同的線數(shù)。在圖12中可以看出，線性光柵組76包括第一子區(qū)域26的部分24的一條線。線性孔徑組80包括第二子區(qū)域30的部分28的兩條線82。因此，必須要三個(gè)位置P1、P2和P3覆蓋具有分析器光柵14的光柵區(qū)段的所有傳感器元件，由圖12a到12c示出。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，像素的尺寸與分析器光柵14的第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域的部分的尺寸不同。例如，第一子組像素的像素與第二子組像素的像素在至少一個(gè)方向上尺寸不同，第一子區(qū)域的部分比第一或第二子組的像素中的較大一個(gè)更小。在圖13中示出了范例，其中底層傳感器包括第一子組像素18的第一傳感器像素16和第二子組像素22的傳感器像素20，如上所述，由虛線圖案表示它們?？梢钥闯觯谝蛔咏M18的傳感器像素16在水平方向上有兩倍大。提供分析器光柵14，其包括交替方式的光柵區(qū)段和孔徑區(qū)段。如圖13中所示，光柵區(qū)段的尺寸，即第一子區(qū)域26的部分24的尺寸，在水平方向上是第一子組18的像素16尺寸的一半。光柵區(qū)段24的尺寸和第二子組像素22的像素20的尺寸相等。為了覆蓋整個(gè)傳感器像素16，必須要以平移間距平移分析器光柵14，這由平移箭頭84指出，平移間距是指分析器光柵的間距。出于例示目的，用虛線框86指示第一子組18的傳感器像素16。在圖13a中可以看出，在虛線框86的右半部中布置光柵區(qū)段，而在圖13b中，在虛線框86的左半部中布置分析器光柵的光柵區(qū)段。于是，傳感器的所有區(qū)段都能夠在第一和第二步驟中記錄相位光柵信息和密度信息。在圖13中，相對于垂直方向以交替移位的方式布置第二子組像素22的傳感器像素20。圖14不出了圖13實(shí)施例的另一實(shí)施例,其中相對于垂直方向依次移位第二子組像素22的像素20。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，像素可以比圖15中所示的第一子區(qū)域的部分更大。為了利用分析器光柵14的光柵區(qū)段覆蓋第一子組18的傳感器像素16，必須要有兩個(gè)步驟，這在圖15a和圖15b中指出?？梢钥闯觯瑢⒎治銎鞴鈻?4平移一個(gè)間距，針對表示光柵結(jié)構(gòu)區(qū)段的第一子區(qū)域26的部分24的寬度調(diào)節(jié)該間距，即該間距是區(qū)段寬度的一半。根據(jù)另一個(gè)范例(未示出)，該間距是區(qū)段的寬度。為了覆蓋第二子組像素22的傳感器像素20，必須要有圖15c和15d所示的另外兩個(gè)步驟。根據(jù)另一方面，該像素可以比圖16中所示的第一子區(qū)域的部分更小?？梢钥闯?，為了利用所有傳感器像素區(qū)域，例如第二子組像素22的傳感器像素20，采集密度信息，必須要有兩個(gè)采集步驟，即圖16a中所述的第一步驟和圖16d中所示的第四步驟。類似地，第一子組18的傳感器像素16必須要有兩個(gè)采集步驟，即圖16b中所示的第二步驟和圖16c中所示的第三步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提出布置分析器光柵14，使得第一子區(qū)域26的部分24被布置成至少部分在第一子組像素18的像素16的前方以及至少部分在第二子組像素22的傳感器像素20的前方。根據(jù)另一方面，第三位置中覆蓋的部分的子部分和第四位置中覆蓋的部分的子部分在第五位置中被覆蓋。根據(jù)圖17中所示的另一示范性實(shí)施例，在第一位置和第二位置中，分析器光柵14的第一子區(qū)域26和第二子區(qū)域30均被布置成至少部分在第一子組像素18的前方以及至少部分在第二子組像素22的前方。在第一位置和第二位置，第一子組像素18和第二子組像素22的不同的第一部分90和第二部分92分別被分析器光柵第一子區(qū)域的部分覆蓋。如圖17中示意性所示，其中作為范例，示出了具有第一子組像素18的傳感器像素16和第二子組像素22的傳感器像素20的傳感器，以棋盤格圖案布置傳感器像素16、20，這由第二像素20的虛線圖案指示。此外，分析器光柵14被示為具有第一子區(qū)域26的部分24和第二子區(qū)域30的部分28。應(yīng)當(dāng)注意，第二子區(qū)域30的部分28被示為光柵結(jié)構(gòu)中的切口，因此為了清晰起見，未進(jìn)一步示出。利用線光柵示意性示出了具有光柵結(jié)構(gòu)的部分24。用棋盤格圖案提供分析器光柵14，其中在兩個(gè)方向上以交替方式布置具有光柵結(jié)構(gòu)的部分24和作為孔徑的部分28。此外，在圖17a中，示出了第一位置P1，其中布置分析器光柵14以相對于傳感器位移半個(gè)間距，其中，傳感器的棋盤格圖案的間距和光柵14的棋盤格圖案的間距是相等的。于是，每個(gè)光柵區(qū)段，即第一子區(qū)域26的每個(gè)部分24覆蓋第一傳感器像素16的一半和傳感器像素20的一半。例如，框92指示圖17a中特定光柵區(qū)段的第一位置。參考由第三排傳感器像素，即第三列傳感器像素中的虛線框94指示的特定傳感器像素，光柵部分24覆蓋由虛線框94a指示的像素94的右半邊。參考由附圖標(biāo)記96指示的右方相鄰像素，光柵區(qū)段24覆蓋其由虛線框96a表示的左半部。通過如平移箭頭48所示，相對于傳感器將光柵14平移一個(gè)間距，傳感器像素94現(xiàn)在被另一個(gè)光柵區(qū)段部分覆蓋。于是，光柵結(jié)構(gòu)現(xiàn)在覆蓋由虛線框94b表示的傳感器94的左半部。參考傳感器像素96，在圖17a中覆蓋左半部96a的光柵區(qū)段24現(xiàn)在覆蓋由虛線框96b表示的右半部。于是，在圖17b中所示的第二位置P2中，每個(gè)像素的不同部分被分析器光柵14的光柵區(qū)段覆蓋。在圖17c中所示的第三位置P3中，光柵結(jié)構(gòu)被布置成使得其覆蓋傳感器像素的上下半部分，而非圖17a和17b中所示的左右半部分。利用虛線平移箭頭98指示到第三位置的平移。參考傳感器像素94，第一子區(qū)域26的部分24，即光柵14的光柵區(qū)段，覆蓋由虛線框94c指示的下半部。相對于傳感器像素96，光柵區(qū)段覆蓋由虛線框96c指示的上半部。從第三位置將光柵平移到另一位置，其中記錄更多原始圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)應(yīng)用相干的X射線輻射并使分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)。在另一位置中，分析器光柵和相位光柵的第一子區(qū)域和第二子區(qū)域均被布置成至少部分在第一子組像素的前方和至少部分在第二子組像素的前方；其中，在另一位置中，第一子組像素和第二子組像素的不同其他部分分別被分析器和相位光柵的第一子區(qū)域的部分覆蓋；該其他部分分別與第一部分和第二部分部分交疊。通過將光柵平移到另一位置，例如圖17d中所示的第四位置P4，該平移由平移箭頭48指示，將光柵向下平移一個(gè)間距，這再次以框92例示。在第四位置P4中，參考傳感器像素94，光柵區(qū)段現(xiàn)在覆蓋由虛線框94d指示的上半部。類似地，參考傳感器像素96，光柵區(qū)段現(xiàn)在覆蓋由虛線框96d指示的下半部。通過提供光柵平移到的第三位置P3和第四位置P4，提供兩個(gè)額外的位置，在其每個(gè)中記錄原始圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)應(yīng)用相干的X射線輻射并使分析器光柵相位步進(jìn)。于是，到此為止提供了四組原始圖像數(shù)據(jù)。此外，提供光柵平移到其中的第五位置P5，在其中記錄第五原始圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)施加相干的X射線福射并使分析器光柵相位步進(jìn)。在第五位置P5,第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的子部分被分析器光柵的第一子區(qū)域的部分覆蓋。對于第五位置，在圖17e和17f中示出了兩種替代可能性。從第四位置開始，可以通過將分析器光柵平移半個(gè)間距到達(dá)圖17e所示的第一第五位置P51;由虛線平移箭頭100和尺度是前一間距箭頭的一半的間距指示符箭頭102指示。由框92可以看出，分析器光柵14的每個(gè)光柵區(qū)段現(xiàn)在都同時(shí)覆蓋四個(gè)傳感器像素，SP兩個(gè)第一傳感器像素和兩個(gè)第二傳感器像素。參考傳感器像素94，區(qū)段的右上四分之一被虛線框94ei指示的一個(gè)光柵區(qū)段覆蓋，而左下四分之一被虛線框94e2指示的另一個(gè)光柵區(qū)段覆蓋。參考像素96，左上四分之一和右下四分之一被光柵區(qū)段覆蓋，這由虛線框96&和96e2指示。于是，框94ei覆蓋框94a的一部分和框94d的一部分。此外，框94e2現(xiàn)在覆蓋框94b的一部分和框94c的一部分。此外，還參考像素96，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，即框96a、96b、96c和96d被部分96ei和96e2以參考像素94所述的類似方式部分覆蓋。圖17f中示出了替代的第五位置P52?？梢詮牡谌恢瞄_始通過將分析器光柵14向右平移半個(gè)間距到達(dá)這個(gè)第五位置P52，這是由虛線平移箭頭104和半間距箭頭106指示的。可以看出，在第五位置P52*，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的子部分被分析器光柵14的光柵區(qū)段的部分覆蓋。由于傳感器像素94和96的部分被以所謂的鏡像方式覆蓋，即并非右上四分之一和左下四分之一，在像素94中，覆蓋左上四分之一和右下四分之一，類似情況適用于像素96，在這一點(diǎn)上不必重復(fù)上述方面。根據(jù)另一方面，從第三位置，將分析器光柵相對于傳感器從第三位置以第二平移間距Pt2平移到第四位置，第二平移方向垂直于第一平移方向。例如，在圖17c中以向下指的間距箭頭108c指示這種情況，而在圖17a和17b中，由指向右方的間距箭頭108a和108b指示平移。在圖17中，間距Pt2與從Pl到P2的第一平移步驟中應(yīng)用的間距相比具有相等長度。當(dāng)然，第二平移間距Pt2也可以具有不同的值。參考圖17，可以在圖17a和17b所示的水平方向上或在圖17c和17d所示的垂直方向上實(shí)現(xiàn)2倍的空間分辨率改善。如上所述，對于分析器光柵的每個(gè)平移位置，必須要執(zhí)行完整的相位步進(jìn)循環(huán)。通過僅執(zhí)行圖17a和17b的步驟或圖17c和圖17d的步驟，能夠在垂直方向或水平方向上，但并非同時(shí)在兩個(gè)方向上改善所述分辨率。圖17e或17f示出了有可能是如上所述這種情況的實(shí)施例。換言之，如果圖17a到17d的四個(gè)相位步進(jìn)流程由圖17e和17f中所示的兩個(gè)步進(jìn)循環(huán)的任一個(gè)支持，能夠同時(shí)在垂直方向和水平方向上改善空間分辨率。于是，從所得的五個(gè)階段，能夠計(jì)算圖17a到17d結(jié)合圖17e或17f中所示像素95的每個(gè)四分之一中的相位梯度。根據(jù)另一不范性實(shí)施例,第一衍射光柵和/或第二衍射光柵均適于相對于衍射光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei與第一衍射光柵和/或第二衍射光柵的光柵結(jié)構(gòu)成銳角α進(jìn)行相位步進(jìn)。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，分析器光柵適于相對于分析器光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei與分析器光柵的光柵結(jié)構(gòu)成銳角α進(jìn)行相位步進(jìn)。例如，銳角小于90°。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，相位光柵也適于相對于分析器光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei與分析器光柵的光柵結(jié)構(gòu)成銳角α進(jìn)行相位步進(jìn)。例如，銳角小于90°。根據(jù)另一方面，從第三位置，將分析器光柵相對于傳感器從第三位置以第二平移間距Pt2平移到第四位置；該第二平移方向垂直于第一平移方向(未示出)。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，圖18和19中示出了其范例，其中，出于例示目的，已經(jīng)將分析器光柵14與探測器12 —起旋轉(zhuǎn)了以附圖標(biāo)記109指示的45°角。如偏移雙箭頭113所示，沿水平方向，即向左和向右，對分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)。應(yīng)當(dāng)注意，像“右”、“左”、“向上”或“向下”以及“水平”和“垂直”的術(shù)語涉及在以
可以閱讀字母和數(shù)字的方式看頁面時(shí)附圖所在的頁面，即在大部分情況下，在橫向上考慮附圖頁面。施加到光柵的X射線輻射在兩個(gè)方向上具有相干性。例如，使用具有兩個(gè)光柵方向的源光柵，例如格柵狀源光柵或具有格柵或柵格結(jié)構(gòu)的源光柵。根據(jù)另一個(gè)范例，提供了微聚焦管。根據(jù)另一個(gè)范例，對于相干的X射線輻射，提供多個(gè)納米管以便產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)X射線束。根據(jù)圖18和19中所示的實(shí)施例，施加在兩個(gè)方向上具有高橫向相干性的輻射，這由具有線的格柵象征性指示，為其使用附圖標(biāo)記114。應(yīng)當(dāng)注意，格柵114被示為正方形狀的格柵圖案的角部延伸超過格柵，因?yàn)楦駯?0僅指示相干性和光柵結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)取向而非實(shí)際尺寸。當(dāng)然，能夠利用具有兩個(gè)相干方向的輻射完全照射光柵，即在其整個(gè)區(qū)域上照射探測器和光柵。
根據(jù)另一個(gè)方面，提供僅部分覆蓋光柵和/或探測器的輻射。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，盡管未示出，例如，通過提供一個(gè)或幾個(gè)線光源，提供僅在圖中所示的方向之一中具有橫向相干性的X射線束。參考傳感器中由附圖標(biāo)記116指示的選定像素，通過將光柵向左和右的相位步進(jìn)，能夠采集垂直于布置在像素116前方的特定光柵子結(jié)構(gòu)的相位梯度信息，因?yàn)橄辔徊竭M(jìn)方向被旋轉(zhuǎn)45°的角度，但能夠計(jì)算所得的投影，從而實(shí)現(xiàn)該信息。在考慮由附圖標(biāo)記118指示的右方相鄰像素時(shí)，通過在與最高橫向相干性114的方向成一定角度的水平方向上對光柵進(jìn)行相位步進(jìn)，對于這個(gè)特定像素，實(shí)現(xiàn)垂直于布置在像素118前方的特定子光柵的相位梯度信息。接下來，即在這個(gè)第一相位步進(jìn)采集之后，將光柵平移一個(gè)像素，如用指示光柵要被平移的間距箭頭120a和指示光柵已被平移的箭頭120b所示。不過，提供框122，以指示所有平移步驟中相同的光柵區(qū)段。于是，將分析器光柵從圖18a中的第一位置Pl平移到圖18b中的第二位置P2?？梢钥闯觯谙袼?16和118前方，現(xiàn)在未布置子光柵區(qū)段，而是布置分析器光柵的孔徑區(qū)段。于是，參考這些特定像素，現(xiàn)在采集密度信息。在下一個(gè)平移步驟中，即圖18b中的平移箭頭122a和圖18c中的平移箭頭122b指示的第二平移步驟中，再次將分析器光柵步進(jìn)一個(gè)間距，在這種情況下，向右下方向步進(jìn)。通過圖18c中的例示可以看出，在像素116的前方，在這個(gè)像素的前方布置分析器光柵的區(qū)段，與圖18a中在位置Pl布置于這個(gè)像素前方的光柵區(qū)段相比，光柵結(jié)構(gòu)在垂直方向上取向。于是，提供第三位置，其中兩個(gè)傳感器像素116和118均被分析器光柵14的光柵區(qū)段覆蓋。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，第一子區(qū)域的光柵結(jié)構(gòu)包括具有第一光柵取向Gm的至少一個(gè)第一光柵區(qū)段110和具有第二光柵取向Gre的至少一個(gè)第二光柵區(qū)段112，其中第一光柵區(qū)段的光柵取向Gra布置于第一取向中，且其中第二光柵區(qū)段的光柵取向Gffi布置于與第一取向橫向的第二取向中。在圖18c中，第一像素116和第二像素118現(xiàn)在被方向垂直于圖18a中特定光柵區(qū)段的該光柵取向的光柵結(jié)構(gòu)覆蓋。因此，現(xiàn)在針對像素116和118采集不同方向中的相位梯度信息。然后，在第三平移步驟中，如圖18c中的平移箭頭124a和圖18d中的平移箭頭124b所示，提供第四位置P4，其中像素116和118再次未被光柵結(jié)構(gòu)覆蓋，而是具備分析器光柵的孔徑區(qū)段。于是，在這個(gè)位置，對于兩個(gè)像素，記錄密度信息。不過，如果觀看附圖標(biāo)記126和128指示的相鄰像素，對于這兩個(gè)像素，在第四位置中記錄相位梯度信息，在第二位置中也是這種情況。當(dāng)然，第二位置和第四位置中的相位梯度信息具有不同方向，因?yàn)楣鈻艆^(qū)段的光柵在這兩個(gè)位置中具有不同取向。在圖19a、19b、19c和19d中，示出了相位步進(jìn)方向的第二種可能性，如在垂直方向上取向的相位步進(jìn)箭頭130所示，即平行于源的兩個(gè)相干方向之一。不過，由于光柵結(jié)構(gòu)在朝向這個(gè)相位步進(jìn)方向130成一定角度布置，因此與圖18a到18d的圖示相比，可以在四個(gè)位置中實(shí)現(xiàn)相同的相位梯度信息。于是，不進(jìn)一步描述這些步驟，而是利用類似附圖標(biāo)記指
/Jn ο相對于常規(guī)設(shè)置，對橫向相干性的要求提高了 2的平方根倍，以便補(bǔ)償向垂直方向或水平方向上投射的間距增大。優(yōu)點(diǎn)是能夠僅通過垂直或平行于源光柵的取向的光柵平移來執(zhí)行兩個(gè)垂直方向上的相位步進(jìn)。如上所述，旋轉(zhuǎn)角被示為45°，這是優(yōu)選角度。
通過相對于源的兩個(gè)相干方向提供旋轉(zhuǎn)的光柵，可以通過提供具有第一子區(qū)域26具有不同方向的部分的分析器光柵針對兩個(gè)不同方向?qū)崿F(xiàn)梯度信息。不過，為了為所有像素提供相位梯度信息，額外的步驟是必要的。根據(jù)另一未示出的示范性實(shí)施例，可以將圖18和19的光柵結(jié)構(gòu)與同步輻射，即在兩個(gè)方向都具有相干性的輻射，或微聚焦管組合，其中，不需要旋轉(zhuǎn)光柵。根據(jù)未示出的另一示范性實(shí)施例，相位步進(jìn)方向包括與光柵結(jié)構(gòu)的方向所成的30-60。角度。例如，為相位步進(jìn)方向應(yīng)用與45°明顯不同的角度，例如30°。通過在與45°不同的角度進(jìn)行步進(jìn)；能夠通過相位步進(jìn)期間的調(diào)制頻率在像素的兩個(gè)部分上的相位梯度之間進(jìn)行區(qū)分。這樣能夠改進(jìn)圖像信息的采集。根據(jù)示范性實(shí)施例，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的分析器光柵。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，衍射光柵是用于X射線微分相位對比成像的相位光柵。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，將兩個(gè)衍射光柵組合為相位光柵和分析器光柵，以便提供用于X射線微分相位對比成像的干涉儀，也稱為TalbOt-Lau干涉儀。應(yīng)當(dāng)注意，術(shù)語“衍射”光柵也適用于分析器光柵，盡管未檢測到這種光柵的衍射效應(yīng)，因?yàn)樘綔y器被布置得靠近分析器光柵。不過，由于衍射實(shí)際是由這樣的光柵誘發(fā)的，因此術(shù)語衍射光柵是適當(dāng)?shù)?。還應(yīng)當(dāng)注意，相位光柵的目的是誘發(fā)衍射，從而誘發(fā)可檢測的干涉圖案。于是，相位光柵不需要吸收X射線，以便改變X射線輻射的相位。不過，這也可以通過如權(quán)利要求書中所限定的吸收光柵來實(shí)現(xiàn)。明確還應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)另一示范性實(shí)施例(未示出)，相對于相位光柵可以省略衍射光柵的吸收特性。根據(jù)本發(fā)明，提供誘發(fā)干涉、即提供衍射的子區(qū)域，以及不發(fā)生衍射的子區(qū)域。圖20中示出了具有旋轉(zhuǎn)相位和分析器光柵15、14 (也用附圖標(biāo)記520，522指示)的探測器裝置10。作為源光柵518’，格柵狀結(jié)構(gòu)被示為指示如上所述兩個(gè)方向上的橫向相干性。當(dāng)然，替代源光柵518’和作為常規(guī)X射線源提供的源512，可以提供微聚焦管或微聚焦管裝置，例如陣列。根據(jù)另一示范性實(shí)施例(未示出)，提供了僅在一個(gè)方向上導(dǎo)致相干性的線性源光柵替代格柵狀源光柵。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供了一種用于微分相位對比成像的方法400，其參考圖21加以解釋。該方法包括如下步驟:在第一位置Pl中，在第一施加步驟410中，向第一位置Pl的相位光柵和分析器光柵施加相干的X射線輻射。相位光柵和分析器光柵均包括至少一個(gè)光柵部分和至少孔徑部分。接下來，在相位步進(jìn)步驟412中，對分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)，并在另一個(gè)記錄步驟414中，利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄第一原始圖像數(shù)據(jù)416，其中，第一部分和第二部分記錄相位對比信息和密度信息。利用三個(gè)步驟周圍的虛線矩形418指示同時(shí)執(zhí)行的三個(gè)步驟410、412和414。此外，在附圖標(biāo)記420指示的平移步驟Tl中，將相位光柵和分析器光柵平移到第二位置P2。然后，在第二施加步驟425中，向第二位置中的相位光柵和分析器光柵施加相干的X射線輻射。在施加期間，在第二相位步進(jìn)步驟424中，對分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)。同時(shí)，在第二記錄步驟426中，利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄第二原始圖像數(shù)據(jù)428，其中，在第一部分和第二部分中記錄密度信息和相位對比圖像信息。利用第二虛線矩形430指示三個(gè)步驟422、424和426的同時(shí)執(zhí)行。在提供步驟432中，提供記錄的第一原始圖像數(shù)據(jù)和第二原始圖像數(shù)據(jù)作為原始圖像數(shù)據(jù)434。利用箭頭436指示第一原始圖像數(shù)據(jù)416和第二原始圖像數(shù)據(jù)428的組合。施加步驟410也稱為步驟al),相位步進(jìn)步驟412也稱為步驟a2),記錄步驟414也稱為步驟a3)，平移步驟420也稱為步驟b)，第二施加步驟422也稱為步驟cl )，第二相位步進(jìn)步驟422也稱為步驟c2)，第二記錄步驟426也稱為c3)，并且提供步驟432也稱為步驟d)。根據(jù)另一示范性實(shí)施例(未進(jìn)一步示出)，步驟a2)包括相對于分析器光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei在第一位置中對分析器光柵進(jìn)行橫向相位步進(jìn)。此外，步驟c2)包括相對于分析器光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以第一光柵間距Pei在第二位置中對分析器光柵進(jìn)行橫向相位步進(jìn)。根據(jù)另一方面，在第一位置中，相位光柵和分析器光柵的第一子區(qū)域布置在第一子組像素的前方，而第二子區(qū)域布置在第二子組像素的前方。此外，第一子組記錄相位對比圖像信息，而第二子組記錄密度信息。根據(jù)另一方面，在第二位置中，相位光柵和分析器光柵的第一子區(qū)域布置在第二子組像素的前方，而第二子區(qū)域布置在第一子組像素的前方。第一子組記錄密度信息，而第二子組記錄相位對比圖像信息。根據(jù)另一方面，如上所述，在第一位置中，探測器的第一部分記錄相位對比圖像信息，而第二部分記錄密度信息。在第二位置中，第一部分記錄密度信息，而第二部分記錄相位對比圖像信息。在圖22中，示意性示出了該方法的另一示范性實(shí)施例。繼第二虛線矩形430指示的第二采集步驟之后，提供利用附圖標(biāo)記438指示的第二平移步驟T2，其中將相位光柵和分析器光柵平移到第三位置P3。在第三位置中，與上文參考圖21所述的相應(yīng)步驟以類似方式提供第三施加步驟440、第三相位步進(jìn)步驟442和第三記錄步驟444。再次同時(shí)執(zhí)行提供第三圖像數(shù)據(jù)445的這些步驟，這利用第三虛線矩形446指示。此外，提供附圖標(biāo)記448指示的第三平移步驟T3，其中將相位光柵和分析器光柵平移到第四位置P4。在這個(gè)第四位置中，同時(shí)提供第四施加步驟450、第四相位步進(jìn)步驟452和第四記錄步驟454，以提供圖像數(shù)據(jù)455，這由附圖標(biāo)記456的第四虛線矩形指示。于是，提供第一原始圖像數(shù)據(jù)、第二原始圖像數(shù)據(jù)、第三原始圖像數(shù)據(jù)和第四原始圖像數(shù)據(jù)，在提供步驟458中它們被提供為原始圖像數(shù)據(jù)460，其中，由箭頭462指示組合步驟和計(jì)算步驟。本發(fā)明衍射光柵結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)之一是為整個(gè)光柵區(qū)域采集相位梯度信息，以及為整個(gè)區(qū)域采集密度信息。與利用常規(guī)光柵的常規(guī)第一步驟和不用任何光柵形成X射線圖像的第二步驟相比，不需要移除光柵，這樣節(jié)省了時(shí)間和構(gòu)造空間，還意味著臨床工作人員的很大減壓，因?yàn)檫@些步驟可以自動執(zhí)行。此外，例如在提供棋盤格圖案時(shí)，在第一步驟中，對每隔一個(gè)像素，采集相位梯度信息，并且對每隔一個(gè)像素，采集密度信息。在第二步驟中，反之亦然。不過，還是從每個(gè)“光柵化”像素，可以通過從相位步進(jìn)結(jié)果計(jì)算平均密度來檢索密度信息。通過修改光柵結(jié)構(gòu)，使得并非整個(gè)衍射光柵都被例如金的吸收材料的等間距溝槽均勻覆蓋，可以形成若干實(shí)施例，其中一些在上文描述了。例如，金溝槽在簡單情況下將僅覆蓋由探測器的正方形像素形成的圖示棋盤格圖案的一種顏色的正方形。如果利用與白色正方形上方對準(zhǔn)的金溝槽執(zhí)行一個(gè)完整的相位步進(jìn)循環(huán)，可以如通常那樣在那里確定X射線波場的相位梯度，而黑色正方形上方的干涉條紋保持未分辨。之后，可以沿著X射線探測器在兩個(gè)維度的任一個(gè)上將分析器光柵和相位光柵平移一個(gè)像素尺寸，以將填充金的溝槽與棋盤的黑色正方形對準(zhǔn)。現(xiàn)在可以在那里重復(fù)相位步進(jìn)，從而在整個(gè)探測器上測量相位光柵。于是，實(shí)現(xiàn)了劑量效率和產(chǎn)生相位對比期間利用的X射線功率之間有益的權(quán)衡。在金棋盤溝槽圖案與白色或黑色正方形偏離半個(gè)像素寬度或高度時(shí)，該位置的相位步進(jìn)將把相位梯度的空間采樣改善2倍。為了完成相位梯度的采樣，必須要利用在實(shí)現(xiàn)半個(gè)間距偏移的相同方向上偏移完整像素間距的分析器光柵和相位光柵重復(fù)相位步進(jìn)。為了獲得各向同性的分辨率改善，根據(jù)一個(gè)方面，需要至少兩個(gè)其他的相位步進(jìn)流程，其偏移垂直于之前實(shí)現(xiàn)的偏移。于是，所述成像序列允許在兩個(gè)方向上都將相位梯度的空間分辨率改善2倍，并且劑量效率改善2倍，但代價(jià)是相位靈敏度減小2倍。不過，在焦斑尺寸是空間分辨率的限制因素的情況下，光柵結(jié)構(gòu)需要相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)圖23所示的另一示范性實(shí)施例，繼位置P4的第四次采集之后，執(zhí)行由附圖標(biāo)記464指示的第四平移步驟T4，其中將光柵平移到第五位置P5，其中記錄474第五原始圖像數(shù)據(jù)475，同時(shí)施加470相干X射線輻射并使分析器光柵發(fā)生相位步進(jìn)472。在第五位置中，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分在圖17e中的子部分94e1、94e2、96e1、96e2或圖17f中的944、94&、9 64、964被分析器光柵和相位光柵的第一子區(qū)域的部分覆蓋。同時(shí)提供X射線施加步驟、記錄步驟和相位步進(jìn)步驟，用虛線矩形476表示。然后，提供478記錄的第一原始圖象數(shù)據(jù)集、第二原始圖象數(shù)據(jù)集、第三原始圖象數(shù)據(jù)集、第四原始圖象數(shù)據(jù)集和第五原始圖象數(shù)據(jù)集作為原始圖像數(shù)據(jù)480。當(dāng)然，提供計(jì)算步驟以便提供原始圖像數(shù)據(jù)480 ;組合步驟和計(jì)算步驟是用箭頭482指示的。根據(jù)圖17所示的另一示范性實(shí)施例，不應(yīng)用第四采集步驟，而是提供第五采集步驟。于是，也可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)，以由于如下計(jì)算步驟進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，在圖17a中，在位置Pl，對于像素96，測量a+c=ml ;在位置P2，測量b+d=m2，并且在位置P3，測量a+b=m3。在位置P4，將測量c+d=m4。這樣為這個(gè)線性方程組獲得的矩陣會是奇異的。如上所述，如果省去測量P4，代之以測量位置P5，獲得序列PU P2、P3、P5，以下方程成立:A.x=m 其中
(I O I OVx ) (m \
aI
O I O I JC4m:=
IlOOxm 3
c3
K1 00 1 JUJ根據(jù)另一示范性實(shí)施例，替代第四和第五位置，提供第五位置(PS1 ;P52)之一，將分析器光柵和相位光柵平移到其中(464)，并且在其中記錄第五原始圖像數(shù)據(jù)(474)，同時(shí)施加(470)相干的X射線輻射并使分析器光柵發(fā)生相位步進(jìn)(472);其中，在第五位置中，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的子部分(94ei,94e2,96ei,96e2 ；94:f1,94:f2,96f1,96f2)被分析器光柵和相位光柵的第一子區(qū)域的部分覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于進(jìn)行X射線微分相位對比成像的衍射光柵(14，15)，包括: -第一子區(qū)域(26)的至少一個(gè)部分(24);以及 -第二子區(qū)域(30)的至少一個(gè)部分(28)； 其中，所述第一子區(qū)域包括具有多個(gè)以第一光柵間距Pei (38)周期性布置的條(34)和間隙(36)的光柵結(jié)構(gòu)(54);其中，所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，并且其中，所述間隙是能透過X射線的； 其中，所述第二子區(qū)域是能透過X射線的，并且其中，所述第二子區(qū)域的所述至少一個(gè)部分在所述光柵中提供能透過X射線的孔徑(40)； 其中，沿至少一個(gè)方向(42)以交替方式布置所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衍射光柵，其中，相鄰地布置所述第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域的若干部分作為第一子集(64)和/或第二子集(66);并且其中，在所述衍射光柵的區(qū)域上沿至少一個(gè)方向以第一子集重復(fù)間距Pski和/或第二子集重復(fù)間距Psk2布置所述第一子集和/或第二子集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的衍射光柵，其中，在所述衍射光柵的區(qū)域上以棋盤格圖案(50)布置所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的衍射光柵， 其中，在包括第一子區(qū)域的各部分的至少一條線(78)的至少一個(gè)線性光柵組(76)中線性地布置所述第一子區(qū)域的各部分；并且 其中，在包括第二子區(qū) 域的各部分的至少一條線(82)的至少一個(gè)線性孔徑組(80)中線性地布置所述第二子區(qū)域的各部分； 其中，提供至少兩個(gè)線性光柵組(76)和至少兩個(gè)線性孔徑組(80);并且 其中，以第一線距Pu (84)以交替方式布置所述的線性光柵組和所述的線性孔徑組。
5.一種用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線系統(tǒng)的探測器裝置(10)，包括: -第一衍射光柵(520); -第二衍射光柵(522);以及 -具有傳感器的探測器(12 ；514)； 其中，所述傳感器包括第一子組像素(18)的至少一個(gè)傳感器像素(16)和第二子組像素(22)的至少一個(gè)傳感器像素(20)； 其中，所述第一衍射光柵是相位光柵(15)； 其中，所述第二衍射光柵是分析器光柵(14)； 其中，所述分析器光柵和/或所述相位光柵適于相對于所述分析器光柵的周期橫向步進(jìn); 其中，提供所述相位光柵和所述分析器光柵作為根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵； 其中，所述第一衍射光柵和第二衍射光柵均適于相對于所述傳感器從第一位置(Pl)以第一平移間距Pti (44)平移到至少第二位置(P2)； 其中，為了沿所述至少一個(gè)方向以所述交替方式布置所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分而調(diào)整所述的平移間距Pti ;并且 其中，在所述第一位置和第二位置，在所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分后方布置所述傳感器的不同部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探測器裝置，其中，所述第一衍射光柵和/或第二衍射光柵均適于相對于衍射光柵結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期以所述第一光柵間距Pei與所述第一衍射光柵和/或第二衍射光柵的光柵結(jié)構(gòu)成銳角α (109)進(jìn)行相位步進(jìn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的探測器裝置，其中，所述像素的尺寸與所述衍射光柵的所述第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域的各部分的尺寸不同。
8.一種用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備(510)，具有: -X射線源(512)； -源光柵(518)； -相位光柵(520)； -分析器光柵(522);以及 -探測器(514)； 其中，所述X射線源產(chǎn)生X射線多色譜的X射線束(536)； 其中，所述源光柵適于提供足夠的橫向相干性，以相干地照射(538)所述相位光柵的至少一個(gè)完整的光柵間距，從 而使得能夠在所述分析器光柵的位置處觀察到干涉；并且其中，所述相位光柵、所述分析器光柵和所述探測器被提供作為根據(jù)權(quán)利要求5到7之一所述的探測器裝置。
9.一種用于微分相位對比成像的醫(yī)學(xué)X射線成像系統(tǒng)(500)，具有: -根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于產(chǎn)生對象的相位對比圖像的X射線圖像采集設(shè)備(510); -處理單元(526)； -接口單元(528);以及 -對象接收設(shè)備(524)； 其中，所述處理單元適于控制所述X射線源，以及所述分析器光柵和/或所述相位光柵的相位步進(jìn)，以及所述相位光柵和所述分析器光柵的平移； 其中，所述接口單元適于向所述處理單元提供記錄的第一原始圖像數(shù)據(jù)和第二原始圖像數(shù)據(jù)；并且 其中，所述對象接收設(shè)備適于接收用于相位對比圖像采集的感興趣對象。
10.一種用于微分相位對比成像的方法(400)，包括如下步驟: -al)在第一位置(Pl)向具有兩個(gè)衍射光柵的干涉儀施加(410)相干的X射線輻射；所述衍射光柵均包括至少一個(gè)光柵部分和至少孔徑部分；其中，第一衍射光柵是相位光柵，并且其中，第二衍射光柵是分析器光柵； a2)使所述分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)(412);以及 a3)利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄(414)第一原始圖像數(shù)據(jù)(416);其中，第一部分和第二部分記錄相位對比圖像信息和密度信息； -b)將所述分析器光柵和所述相位光柵平移(420)到第二位置(P2);以及 -Cl)在所述第二位置向所述干涉儀施加(422)相干的X射線輻射； c2)使所述分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)(424);以及 c3)利用具有至少兩個(gè)部分的傳感器記錄(426)第二原始圖像數(shù)據(jù)(428);其中，所述第一部分和第二部分記錄密度信息和相位對比圖像信息；以及-d)提供(432)所記錄的第一原始圖像數(shù)據(jù)和第二原始圖像數(shù)據(jù)作為原始圖像數(shù)據(jù)(434)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其中，與所述衍射光柵成銳角α (109)執(zhí)行所述相位步進(jìn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法， 其中，所述相位光柵和所述分析器光柵均包括第一子區(qū)域的至少一個(gè)部分以及第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分，所述第一子區(qū)域包括具有多個(gè)以第一光柵間距Pei周期性布置的條和間隙的光柵結(jié)構(gòu)；其中，所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，并且其中，所述間隙是能透過X射線的；所述第二子區(qū)域是能透過X射線的，并且其中，所述第二子區(qū)域的所述至少一個(gè)部分在所述光柵中提供能透過X射線的孔徑；其中，沿至少一個(gè)方向 上以交替方式布置所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分； 其中，步驟a3)包括在所述第一位置利用所述傳感器記錄所述第一原始圖像數(shù)據(jù)，其中，所述傳感器包括第一子組像素的至少一個(gè)傳感器像素和第二子組像素的至少一個(gè)傳感器像素；其中，在所述第一位置中，所述分析器光柵和所述相位光柵的所述第一子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方，并且所述第二子區(qū)域被布置成至少部分在所述第二子組像素的前方；并且其中，所述第一子組和第二子組記錄相位對比圖像信息和密度 目息; 其中，步驟b)包括將所述相位光柵和所述分析器光柵相對于所述傳感器從所述第一位置以第一平移間距Pn平移到至少所述第二位置；其中，為了沿所述至少一個(gè)方向以所述交替方式布置所述衍射光柵的所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分而調(diào)整所述平移間距；并且其中，在所述第二位置中，所述分析器光柵和所述相位光柵的所述第一子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第二子組像素的前方，所述第二子區(qū)域被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方；并且 其中，步驟C3)包括在所述第二位置利用所述傳感器記錄所述第二原始圖像數(shù)據(jù)；其中，所述第一子組和第二子組記錄密度信息和相位對比圖像信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述第一位置和第二位置中，所述分析器光柵的所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方以及至少部分在所述第二子組像素的前方；其中，在所述第一位置和第二位置中，所述第一子組像素和第二子組像素的不同的第一部分(94a，96a)和第二部分(96a，96a)分別被所述分析器光柵的所述第一子區(qū)域的各部分覆蓋； 其中，繼步驟c)之后，提供第三位置(P3)和至少另一位置(PF)，將所述衍射光柵平移(438，448)平移到所述第三位置(P3)和至少另一位置(Pf)中，并且在所述第三位置(P3)和至少另一位置(Pf)中記錄(444，454)第三原始圖像數(shù)據(jù)和另一原始圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)施加(440，450 )相干的X射線輻射并使所述分析器光柵進(jìn)行相位步進(jìn)(442，452 ); 其中，在所述第三位置和另一位置中，所述分析器光柵和所述相位光柵的所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域均被布置成至少部分在所述第一子組像素的前方以及至少部分在所述第二子組像素的前方；其中，在所述第三位置和另一位置中，所述第一子組像素和第二子組像素的不同的第三部分(94a，96a)和另一部分(94a，96a)分別被所述分析器光柵和相位光柵的所述第一子區(qū)域的各部分覆蓋；所述第三部分和另一部分分別與所述第一部分和第二部分部分交疊。
14.一種用于控制根據(jù)權(quán)利要求1到9之一所述的器具的計(jì)算機(jī)程序單元，在由處理單元執(zhí)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序單元適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10到13之一所述的方法步驟。
15.一種存儲了 根據(jù)權(quán)利要求14所述的程序單元的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及微分相位對比成像，尤其涉及一種用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵、例如分析器光柵和相位光柵的結(jié)構(gòu)。為了更好地利用通過對象的X射線輻射，提供一種用于X射線微分相位對比成像的衍射光柵(14)，其具有第一子區(qū)域(26)的至少一個(gè)部分(24)和第二子區(qū)域(30)的至少一個(gè)部分(28)。所述第一子區(qū)域包括具有多個(gè)以第一光柵間距PG(38)周期性布置的條(34)和間隙(36)的光柵結(jié)構(gòu)(54)，其中，所述條被布置成使得它們改變X射線輻射的相位和/或幅度，并且其中，所述間隙是能透過X射線的。所述第二子區(qū)域是能透過X射線的，并且其中，所述第二子區(qū)域的至少一個(gè)部分在光柵中提供能透過X射線的孔徑(40)。沿至少一個(gè)方向(42)以交替方式布置第一子區(qū)域和第二子區(qū)域的各部分。
文檔編號A61B6/06GK103189739SQ201180050117
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
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