一种无步进装置的双能X射线相衬成像系统及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无步进装置的双能X射线相衬成像系统及其实现方法，该系统沿光路依次包括双能阵列X射线源、样品、相位光栅、双能分析光栅、X射线探测器。其中：双能阵列X射线源调节管电压发出不同能量的X射线，同时把X射线变成一列列单独相干但相互之间不相干的光；相位光栅把入射光分离成不同的衍射级次，在双能分析光栅处形成周期性干涉条纹，与双能分析光栅形成莫尔条纹提取相位信息；X射线探测器记录莫尔条纹图像。本发明专利技术提供的双能X射线相衬成像系统通过调节X射线的能量，利用双能分析光栅对不同能量X射线的转化，在成像中不需要移动光栅，减少了成像的步骤，降低了对机械精度的要求。

A dual energy X ray phase contrast imaging system with no step device and its implementation

The invention discloses a dual energy X ray phase contrast imaging system without stepping device and its implementation method. The system consists of dual energy X ray source, sample, phase grating, dual energy analysis grating and X ray detector along the optical path. The dual energy X-ray source array X X - ray tube voltage regulation from different energy, at the same time, X ray into a column alone but coherent incoherent light with each other; the phase grating separates the incident light into different diffraction orders, in the dual energy analysis of grating formed at periodic interference fringes, and dual energy analysis the formation of grating moire fringe phase information extraction; X ray detector recording moire fringe image. The dual energy X ray phase contrast imaging system provided by the invention can transform the different energy X ray by using the dual energy analysis grating by adjusting the energy of the X ray. It does not need to move the grating in the imaging, reduces the imaging steps, and reduces the requirement for the mechanical accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种无步进装置的双能X射线相衬成像系统及其实现方法
本专利技术专利涉及X射线成像领域，尤其是一种无步进装置的双能X射线相衬成像系统及其实现方法。
技术介绍
X射线与物质的相互作用可以用复折射率来表示，即n＝1-α+iβ，其中β为吸收因子，α为相位因子，它们分别表征了X射线透过物体之后的振幅和相位变化。传统X射线成像利用物质对X射线的吸收特性来对物体进行成像，常用于检测金属等重金属村料构成的物质。但是对于由C、H、O、N等轻元素组成的人体的关节软骨、乳腺以及聚乙烯材料等弱吸收物质，传统的X射线成像几乎无法看到它们的内部结构。X射线透过由轻元素组成的物质后，相位的变化量是吸收变化量的一千到十万倍。因此利用X射线相位变化提取物体信息的X射线相位衬度成像技术被广泛关注和研究。研究人员已经提出了多种X射线相位衬度成像的实现方法，如晶体干涉仪成像法、衍射增强成像法、相位传播成像法、光栅相衬成像法等。前三种方法均需要使用同步辐射源作为X射线源，成像装置庞大，成像要求条件高，所以前三种成像方法难以推广应用。而基于Talbot-Lau效应的光栅相衬成像法能利用非相干X射线进行成像，对X射线光束的相干性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于，所述的成像系统沿X射线传播方向依次包括双能阵列X射线源(1)、样品(2)、相位光栅(3)、双能分析光栅(4)、X射线探测器(5)，其中：双能阵列X射线源(1)可以调节管电压发出不同能量的X射线；同时把X射线变成一列列单独相干但相互之间不相干的光；相位光栅(3)的作用是把入射光分离成不同的衍射级次，在双能分析光栅(4)处形成周期性干涉条纹，与双能分析光栅形成莫尔条纹可以提取相位信息；X射线探测器(1)获取并记录莫尔条纹图像。

【技术特征摘要】
1.一种无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于，所述的成像系统沿X射线传播方向依次包括双能阵列X射线源(1)、样品(2)、相位光栅(3)、双能分析光栅(4)、X射线探测器(5)，其中：双能阵列X射线源(1)可以调节管电压发出不同能量的X射线；同时把X射线变成一列列单独相干但相互之间不相干的光；相位光栅(3)的作用是把入射光分离成不同的衍射级次，在双能分析光栅(4)处形成周期性干涉条纹，与双能分析光栅形成莫尔条纹可以提取相位信息；X射线探测器(1)获取并记录莫尔条纹图像。2.如权利要求1所述的无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于：所述的双能X射线相衬成像系统所使用的双能阵列X射线源(1)可以调节管电压发出两种不同能量的X射线，一种X射线能量大于50Kev，一种小于50Kev。3.如权利要求1所述的无步进装置的的双能X射线相衬成像系统：其特征在于，所述的双能分析光栅(5)通过填充两种不同的闪烁体材料转化不同能量的X射线为可见光，其中填充高能闪烁体材料Gd2O2S的栅条只能转化能量大于50Kev的X射线，填充低能闪烁体材料Y2O2S的栅条只能转化能量小于50Kev的X射线。4.如权利要求1所述的无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于：使用的双能阵列X射线源(1)和所述的双能分析光栅(4)的周期满足条件其中P0为双能阵列X射线源(1)的周期，P1是相位光栅(3)的周期，l是双能阵列X射线源(1)与相位光栅(3)之间的距离，d为相位光栅(3)与双能分析光栅(4)之间的距离。5.如权利要求1所述的无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于：使用的相位光栅(3)和所述的双能分析光栅(4)的周期满足条件其中P1为相位光栅(3)的周期，P2是双能分析光栅(4)的周期，l是双能阵列X射线源(1)与相位光栅(3)之间的距离，d为相位光栅(3)与双能分析光栅(4)之间的距离。6.根据权利要求1所述的无步进装置的的双能X射线相衬成像系统，其特征在于，所述X射线探测器(5)为X射线CCD探测器。7.一种实现无步进装置的双能X射线相衬成像的方法，应用于权利要求1至6所述的双能X射线相衬成像系统，其特征在于，该方法包括：对准双...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣锋，谢艳娜，邰雪凤，刘晓勇，李德冲，董攀浩，杨明珠，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12