狭缝扫描相位衬度成像中的校正制造技术

本发明专利技术涉及X射线相位衬度成像中的校准。为了移除由于个别增益因子引起的干扰，提供一种用于狭缝扫描X射线相位衬度成像装置的校准滤波器光栅(10)，其包括：第一多个滤波器段(11)，所述第一多个滤波器段包括滤波器材料(12)；以及，第二多个开口段(13)。所述滤波器段和所述开口段被交替布置为滤波器样式(15)。所述滤波器材料由具有结构元件(14)的材料制成，所述结构元件(14)包括微米范围的结构参数。所述滤波器光栅被可移动地布置在相位衬度成像装置的狭缝扫描系统中的干涉仪单元的X射线源光栅(54)与分析器光栅(60)之间。所述狭缝扫描系统被提供具有预准直器(55)，所述预准直器包括多个条棒(57)和狭缝(59)。所述滤波器样式与预准直器样式(61)对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在狭缝扫描X射线相位衬度成像中的校准，具体地涉及一种用于狭缝 扫描X射线相位衬度成像装置的校准滤波器光栅、一种狭缝扫描X射线相位衬度成像装置、 一种X射线成像系统和一种用于在狭缝扫描X射线相位衬度成像中校准的方法，以及一种 计算机程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
对于基于狭缝扫描的相位衬度成像，例如对于不同相位衬度成像（DPCI)，所要求 的预处理步骤是在成像应用中的平场校正。DPCI是一种新兴技术，其具有提高X射线成 像的诊断价值的潜力。DPCI系统可以被提供具有在X射线源与探测器之间使用的三个 光栅。要求在靠近探测器的两个光栅的不同相对位置上采集若干X射线图像。由于这些 光栅具有仅几微米范围别的间距，对执行光栅的相对移动的步进设备的精度有严格的要 求。例如，US 2012/0099702 Al描述了一种用于差分相位衬度成像的校正方法。此外，US 2011/243305 Al公开了一种用于X射线相位衬度成像的系统以及用于该系统的灵敏度校 正的体模（phantom)。此外，WO 2013/004574 Al公开了一种用于生成X射线相位对比图像 的狭缝扫描系统。此外，对于大的对象，大的视场在对象必须由单个相位步进系列成像的情 况下是必要的。备选地，系统可以以小的视场来使用，但额外地可以提供相对于成像系统的 对象的扫描。或者成像系统相对于对象被移动，或者对象关于固定成像系统被移动。先决条 件是干涉仪的至少一个干涉条纹周期的相位偏移出现。然而，所获得的条纹轮廓可能看起 来不像是理想的条纹样式。已经证明了，由于内部电增益，以及由于个体像素表面区域、个 体探测量子效率和系统的个体X射线透射因子，探测到的条纹分布显示出被系统地干扰。
技术实现思路
因此，需要在狭缝扫描系统中移除由于个体增益因子引起的干扰。 本专利技术的目的通过独立权利要求的主体来解决，其中，其他实施例并入从属权利 要求中。应当指出，以下描述的本专利技术的各方面也适用于用于狭缝扫描X射线相位衬度成 像装置的校准滤波器光栅、狭缝扫描X射线相位衬度成像装置、X射线成像系统和用于在狭 缝扫描X射线相位衬度成像中校准的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。 根据本专利技术，提供一种用于狭缝扫描X射线相位衬度成像装置的校准滤波器光 栅。所述校准滤波器光栅包括第一多个滤波器段和第二多个开口段，所述第一多个滤波器 段包括滤波器材料。所述滤波器段和所述开口段被交替布置为滤波器样式。所述滤波器材 料由具有结构元件的材料制成，所述结构元件包括在微米范围的结构参数。所述滤波器光 栅被配置为被可移动地布置在相位衬度成像装置的狭缝扫描系统中的干涉仪单元的X射 线源光栅与分析器光栅之间。所述滤波器样式被配置为与狭缝扫描系统的狭缝样式对齐。 这允许通过将像素输出与平场基准图像进行基准来去除增益诱发的莫尔条纹分 布的干扰。在差分相位衬度成像装置中的所述平场基准图像提供所述莫尔条纹的移除，而 不需要使干涉仪设置失谐。具体地，根据本专利技术的所述校准滤波器光栅避免了使所述干涉 仪设置失谐，特别是重要部分的移除。在X射线通量穿过相位光栅（光栅Gl)形式和分析 器光栅（光栅G2)的干涉仪光栅之前，所述校准滤波器光栅提供对由初始光栅（光栅GO) 提供的X射线辐射的相干部分的移除。在X射线进入所述干涉仪之前，或者在Gl与G2之 间的滤波器的布置的情况下在X射线进入所述干涉仪的分析器光栅之前，所述相干部分由 所述滤波器被转换为不相干的X射线。作为一种效果，具有所述结构元件的所述滤波器材 料包括微米范围的结构参数，随机的小角度散射被提供。因此，所述滤波器材料具有暗场属 性，其导致穿过所述材料的X射线的去相干。作为粗光栅的所述校准滤波器的布置提供的 优点是所述滤波器能够保持被布置在成像系统中，即，在所述X射线射束的路径中，因为所 述滤波器的条棒可移动的，以与用于狭缝扫描成像的将所述X射线射束分裂成若干X射条 带的所述设备（例如预准直器）的条棒对齐，或者与用于校准的分裂X射线射束的所述设 备的开口对齐。 术语"狭缝扫描"指的是利用向探测器辐射的多个条带状射束部分进行X射线成 像，所述探测器被配置为多个分别布置的条带状探测器部分。这样的狭缝扫描系统的范例 是来自Philips 的Micr〇I)_e⑩乳腺摄影系统。 术语"结构参数"涉及给定范围内的结构属性的变化。 术语"微米"涉及尺寸，所述尺寸使用单位微米来最好地进行描述，以避免单位的 分数，或者以数字位置跟随，即小数点之后的值。例如，"微米"涉及小于Imm(毫米），例如 小于1000 μ m (微米）的尺寸，例如小于0. 1毫米，即小于100 μ m。 例如，只要所述X射线辐射的相干部分还未由所述分析器光栅（G2)解调，所述X 射线的相干仍然能够通过被布置在所述相位光栅（Gl)之后的去相干滤波器来移除。 作为优点，所述源光栅（GO)与所述相位光栅（Gl)之间的布置，避免在所述相位光 栅（Gl)与所述分析器光栅（G2)之间的干涉仪中的滤波器的布置，也考虑到了空间和效率 方面。 例如，所述开口段充满空气。在另一范例中，针对所述开口端提供X射线透射且X 射线非散射的滤波器材料。 根据范例，所述结构元件被提供在10 μ m的最大范围内。 根据范例，所述滤波器材料被提供作为包括气体泡沫和/或液体泡沫的流体泡沫 (bubble)。 根据范例，所述滤波器材料被提供作为基于纤维的材料。 在这些范例中，所述滤波器材料由低原子序数的元素制成。术语"低原子序数的元 素"涉及具有最大值约为Cgt~20的材料。 所述气体泡沫可以被提供作为空气泡沫或气体泡沫。基于纤维的材料可以由木 材、纸张、组织-织物和矿物棉，或具有纤维的随机取向或具有高度取向的纤维的其他材料 制成。 在范例中，所述滤波器材料被提供具有约5至IOOmm范围内的厚度。 在另一范例中，所述滤波器材料的结构参数接近于所述光栅Gl的光栅周期。 根据范例，所述滤波器是去相干滤波器，其提供用于相干X射线辐射的小角度散 射，所述相干X射线辐射由具有用于相位衬度成像的源光栅的X射线源提供。 术语"小角度散射"指的是在小于约1微弧度的角度范围内散射。 在范例中，所述X射线辐射被衰减，也被最低限度地折射。 根据本专利技术，还提供一种狭缝扫描X射线相位衬度成像装置，其包括：X射线源、源 光栅、预准直器、具有相位光栅和分析器光栅的干涉仪、具有彼此间隔开的多个探测器段的 X射线探测器以及校准设备（64)。所述源光栅提供至少部分相干的X射线辐射。所述预准 直器包括多个条棒和狭缝，以提供具有由无辐射截面彼此间隔开的多个X射线射束截面的 X射线射束宽度。所述校准设备是根据前述范例之一的校准滤波器光栅。此外，所述校准滤 波器光栅被布置在所述源光栅与所述分析器光栅之间。所述校准滤波器光栅在下述位置之 间可移动： I)第一、校准位置，其中，所述滤波器段被布置在形成所述多个X射线射束截面的 所述X射线射束部分中；以及 II)第二、扫描位置，其中，所述滤波器段被布置在形成由所述探测器段探测的所 述多个X射线射束截面的X射线射束部分之外。 作为优点，提供一种X射线相位衬度成像装置，其能够被校准，特别是对于识别和 移除由于个体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于狭缝扫描X射线相位衬度成像装置的校准滤波器光栅(10)，其包括：‑第一多个滤波器段(11)，其包括滤波器材料(12)；以及‑第二多个开口段(13)；其中，所述滤波器段和所述开口段被交替布置为滤波器样式(15)；其中，所述滤波器材料由具有结构元件(14)的材料制成，所述结构元件包括微米范围的结构参数；并且其中，所述滤波器光栅被配置为能够移动地被布置在相位衬度成像装置的狭缝扫描系统中的干涉仪单元的X射线源光栅与分析器光栅之间；并且其中，所述滤波器样式被配置为与所述狭缝扫描系统的狭缝样式对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·勒斯尔，G·马滕斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL