專利名稱：用于微分相襯成像的掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線成像領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及用于ー種對(duì)對(duì)象成像的X射線設(shè)備、ー種用于控制X射線設(shè)備的方法、一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及ー種程序単元。
背景技術(shù)：
X射線微分相襯成像(DPCI)對(duì)通過(guò)被掃描對(duì)象的相干X射線的相位信息可視化。不同于傳統(tǒng)的X射線透射成像，DPCI不僅可以沿著投射線確定對(duì)象的吸收性質(zhì)，還能確定所透射X射線的相移，并且因此可以提供有價(jià)值的附加信息。在對(duì)象的后面，放置相移光柵(也稱為相位光柵)作為分束器而工作。所得的干涉圖案包含在最小和最大相對(duì)位置的關(guān)于射束相移的所需信息，通常在若干微米的量級(jí)。由于普通的X射線檢測(cè)器可能只有通常的150 μ m量級(jí)的分辨率，其可能不能分辨如此精細(xì)的結(jié)構(gòu)，將利用分析光柵(通常也被稱為吸 收體光柵)對(duì)所述干涉采樣，所述光柵特有透射吸收帶的周期性圖案，其周期性與干涉圖案的周期性類似。所述類似的周期性在光柵后面產(chǎn)生具有更大周期的莫爾圖案，所述莫爾圖案能夠由普通X射線檢測(cè)器所檢測(cè)。為了得到所述微分相移，以光柵柵距的分?jǐn)?shù)對(duì)吸收體光柵和相位光柵相對(duì)彼此橫向進(jìn)行移動(dòng)，所述移動(dòng)通常在I μ m的量級(jí)。這個(gè)移動(dòng)被稱為相位步進(jìn)或者相位掃描。所述相移能夠從針對(duì)吸收體光柵的每個(gè)位置測(cè)量的特定的莫爾圖案提取。例如，在EP1731099A1中，示出了能夠用于運(yùn)行基于光柵的微分相襯成像的X射線干涉儀裝置。X射線干涉儀包括具有源光柵的非相干X射線源和具有相位光柵和吸收體光柵的檢測(cè)器裝置。

發(fā)明內(nèi)容
在基于光柵的微分相襯成像中使用具有高縱橫比的光柵。這些光柵可能需要與系統(tǒng)的光軸良好的對(duì)齊。從實(shí)用和制造的觀點(diǎn)來(lái)看，光柵的溝槽或者薄片(lamellae)可能必須優(yōu)選為垂直于平坦的基底。如果使用這樣的平坦光柵/檢測(cè)器裝置，對(duì)象結(jié)構(gòu)的可見(jiàn)性可能隨著對(duì)象到光軸的距離而迅速下降。具體而言，如果考慮垂直于光柵取向的距離，可見(jiàn)性可能由于光柵的溝槽與X射線之間的未對(duì)齊而迅速下降。在平行于光柵取向的方向，可見(jiàn)性也可能由于到X射線源距離的增加而下降。為了有效的使用，光柵的薄片可能需要幾乎平行于入射X射線的波矢量排列。否貝1J，對(duì)于X射線吸收或者X射線相移的預(yù)計(jì)為矩形的輪廓將隨著遠(yuǎn)離光學(xué)中心而變?yōu)樘菪危@可能導(dǎo)致干涉圖案的可見(jiàn)性的強(qiáng)烈降低以及因此導(dǎo)致對(duì)比噪聲比的下降。對(duì)于非相干散射的X射線輻射將產(chǎn)生又ー個(gè)問(wèn)題，即其可能被對(duì)象所散射。額外被散射的光子可能在吸收?qǐng)D像中產(chǎn)生不希望的信號(hào)偏差，并且不僅在吸收?qǐng)D像中而且在微分相襯圖像中可能降低對(duì)比噪聲比。因此可能需要提供用于掃描大的對(duì)象且具有改善的對(duì)比噪聲比的用于微分相襯成像的X射線設(shè)備。
該需要可以由獨(dú)立權(quán)利要求的主題而滿足。根據(jù)從屬權(quán)利要求，本發(fā)明的示范性的實(shí)施例變得顯而易見(jiàn)。本發(fā)明的第一方面涉及ー種用于對(duì)對(duì)象成像的X射線設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備包括X射線發(fā)射器裝置以及X射線檢測(cè)器裝置，其中，X射線發(fā)射器裝置適于發(fā)射X射線束，所述X射線束通過(guò)對(duì)象到X射線檢測(cè)器裝置上。X射線發(fā)射器裝置可以是在對(duì)象ー側(cè)上的設(shè)備并且X射線檢測(cè)器裝置可以在對(duì)象另ー側(cè)上，例如，在X射線發(fā)射器裝置的對(duì)面的又ー個(gè)設(shè)備。例如對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用，對(duì)象可以是躺在工作臺(tái)上的人或者動(dòng)物且X射線發(fā)射器裝置位于對(duì)象上方并且X射線檢測(cè)器裝置位于在工作臺(tái)上的對(duì)象的下方。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置適于產(chǎn)生至少部分空間相干的X射線束。必須理解，至少部分空間相干的X射線束可以包括僅局部空間相干的X射線。例如，只有彼此分開(kāi)小于I μ m的X射線可以一定是相干的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置可以包括用于產(chǎn)生空間非相干X射線的X射線源，例如X射線管，以及用于從來(lái)自X射線源的非相干X射線產(chǎn)生至少部分空間相干的X射線束的源光柵。利用這種布置，可以形成至少部分空間相干的射束。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置適于產(chǎn)生扇形X射線束。扇形X射線束可以是基本上錐形形式的射束，即，射束的X射線來(lái)自于相對(duì)于感興趣對(duì)象非常小的區(qū)域，其中錐形在垂直于錐形軸線上的維度基本上彼此不同。這兩個(gè)維度可以由射束的扇形角和錐角來(lái)限定，其中扇形角是小的角且錐角是大的角，錐角可以大到使得扇形射束覆蓋對(duì)象的整個(gè)感興趣區(qū)域。同樣，扇形X射線束可以是餅形片(pie slice)的形式的射束，其中與餅形片的長(zhǎng)度相比，餅形片的厚度或?qū)挾刃?。在這種情況下，X射線相對(duì)于厚度方向平行并且相對(duì)于另一方向展開(kāi)。當(dāng)射束的第一維度比射束的第二維度長(zhǎng)至少5到10倍時(shí)，扇形射束的第一維度可以遠(yuǎn)大于第二維度。例如，扇形射束可以具有垂直于系統(tǒng)光軸的矩形的橫截面，其中所述矩形的ー側(cè)比矩形的另ー側(cè)長(zhǎng)至少5到10倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置包括用于限制X射線束以成為扇形X射線束的準(zhǔn)直器。例如，X射線發(fā)射器裝置可以包括產(chǎn)生相干X射線束的X射線源和從X射線源發(fā)射的X射線束產(chǎn)生扇形相干X射線束的準(zhǔn)直器。例如，X射線發(fā)射器裝置可以裝備有產(chǎn)生扇形射束的準(zhǔn)直器和在X射線焦斑附近產(chǎn)生多個(gè)X射線的線的源光柵。沿著軸向方向的檢測(cè)器的大小可以被限制在這樣ー個(gè)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)預(yù)計(jì)沒(méi)有任何由于光柵薄片或者狹縫不對(duì)齊而導(dǎo)致的明顯的衰減效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線檢測(cè)器裝置包括相位光柵和吸收體光柵。光柵可以是多個(gè)平行排列的狹縫或溝槽，其中，在狹縫或者溝槽或者在他們中間，光柵對(duì)于X射線更加透明。例如，溝槽或者狹縫可以由形成在基底上的薄片而形成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于對(duì)相位光柵和吸收體光柵相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)是為了執(zhí)行相位掃描步驟。例如，X射線設(shè)備可以包括用于相對(duì)于吸收體光柵而移動(dòng)相位光柵或者反之的步進(jìn)馬達(dá)或者壓電致動(dòng)器。通過(guò)相對(duì)彼此移動(dòng)兩個(gè)光柵，在光柵后面產(chǎn)生干涉圖案，所述干涉圖案被用于提取空間相干X射線的相位如何因?qū)ο蠖苿?dòng)的信息。通常，X射線設(shè)備可以適于為了執(zhí)行相位掃描步驟而移動(dòng)相位光柵、吸收體光柵和/或源光柵。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線檢測(cè)器裝置可以包括用于檢測(cè)X射線的檢測(cè)器。利用這樣的檢測(cè)器，可以分析由相位光柵和吸收體光柵產(chǎn)生的干涉圖案。例如，這樣的檢測(cè)器可以包括檢測(cè)器元件，所述檢測(cè)器元件適于檢測(cè)落在相應(yīng)檢測(cè)器元件上的X射線強(qiáng)度，即，檢測(cè)器可以是用于檢測(cè)X射線強(qiáng)度的檢測(cè)器。作為第二例子，X射線檢測(cè)器可以是適于對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的檢測(cè)器，即，通過(guò)對(duì)落到檢測(cè)器上的X射線光子進(jìn)行計(jì)數(shù)可以執(zhí)行X射線檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線檢測(cè)器是面檢測(cè)器。面檢測(cè)器是適于檢測(cè)ニ維圖像的檢測(cè)器。例如，面檢測(cè)器可以包括以ニ維，例如以方形圖案，布置在檢測(cè)器表面的檢測(cè)器元件或者像素。所述檢測(cè)器的檢測(cè)面也可能不一定是平面的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，面檢測(cè)器、相位光柵和/或吸收體光柵適于扇形X射線束。這可能意味著在X射線檢測(cè)器裝置的各自部件(即，相位光柵、吸收體光柵和/或面檢測(cè)器)的各自位置上，面檢測(cè)器、相位光柵和吸收體光柵可以基本上具有和扇形X射束相同的形狀。例如，如果X射線束具有矩形橫截面，相位光柵、吸收體光柵和/或X射線檢測(cè)器也可以具有矩形形式。相位光柵、吸收體光柵和/或X射線檢測(cè)器可以具有和扇形X射線束相同的尺寸。例如，如果X射線源或X射線發(fā)射器裝置與檢測(cè)器或X射線檢測(cè)器裝置之間的距離是大約lrn，在垂直于扇形射束方向上檢測(cè)器的寬度可以是大約6cm。但是，檢測(cè)器的(最大)寬度可以更小或者更大。檢測(cè)器的寬度可以取決于縱橫比，即，所使用光柵的高度和柵距之間的關(guān)系。例如，為了掃描對(duì)象感興趣區(qū)域的視場(chǎng)，可以使用具有小的扇形角，但覆蓋整個(gè)對(duì)象的大的錐角的檢測(cè)器。在每個(gè)檢測(cè)器位置，可以獲得具有不同相對(duì)光柵位置的若干個(gè)投影，即，執(zhí)行相位掃描以允許相位恢復(fù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于從檢測(cè)到的X射線產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)并且從X射線圖像數(shù)據(jù)提取相位信息，其中，相位信息與由對(duì)象導(dǎo)致的X射線的相移相關(guān)。如所述的，通過(guò)對(duì)相位光柵和吸收體光柵相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)，在面檢測(cè)器上產(chǎn)生來(lái)自透射通過(guò)對(duì)象的X射線的干涉圖案。在相位光柵和吸收體光柵的多個(gè)相對(duì)位置上，可以利用檢測(cè)器獲得圖像數(shù)據(jù)。從這些圖像數(shù)據(jù)可以確定從一點(diǎn)到另外一點(diǎn)的相移，所述圖像數(shù)據(jù)包含以不同X射線強(qiáng)度形式的干涉圖案。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，對(duì)象具有大于X射線檢測(cè)器的檢測(cè)面的感興趣區(qū)域。X射線設(shè)備可以適于通過(guò)對(duì)對(duì)象和X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，X射線設(shè)備可以適于對(duì)對(duì)象和X射線傳感器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)，使得可以掃描大于X射線檢測(cè)器裝置的對(duì)象的感興趣區(qū)域。這可以具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即X射線設(shè)備在被掃描圖像的所有部分中具有高可見(jiàn)性且具有改善的對(duì)比噪聲比。例如，在第一步驟中，在對(duì)象和X射線檢測(cè)器的第一相對(duì)位置處，可以完成對(duì)象感興趣區(qū)域的第一部分的相位掃描。即，在第一相對(duì)位置，記錄具有相位光柵和吸收體光柵的 不同相對(duì)位置的一系列或者多個(gè)原始數(shù)據(jù)圖像。利用這ー系列的原始數(shù)據(jù)圖像，X射線設(shè)備可以生成代表感興趣區(qū)域第一部分的相位信息的第一圖像數(shù)據(jù)。此后，在第二步驟中，X射線設(shè)備可以移動(dòng)對(duì)象和X射線檢測(cè)器裝置到不同于第一相對(duì)位置的第二相對(duì)位置。在該第二相對(duì)位置，X射線設(shè)備掃描對(duì)象感興趣區(qū)域的第二部分。這也是通過(guò)在相位光柵和吸收體光柵的不同相對(duì)位置上獲得一系列原始數(shù)據(jù)圖像而完成的。從這些系列或者多個(gè)原始數(shù)據(jù)圖像中，X射線設(shè)備可以生成包含感興趣區(qū)域第二部分的相位信息的第二圖像數(shù)據(jù)。此后，X射線設(shè)備可以添加第二圖像數(shù)據(jù)至第一圖像數(shù)據(jù)，以生成包含感興趣區(qū)域第一部分和感興趣區(qū)域第二部分的相位信息的經(jīng)集合的圖像數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，X射線設(shè)備可以適于將包含感興趣區(qū)域第一部分的相位信息的第一圖像數(shù)據(jù)與包含感興趣區(qū)域第二部分的相位信息的第二圖像數(shù)據(jù)相集合。該單ー圖像數(shù)據(jù)可以被放在一起以得到集合的圖像數(shù)據(jù)?？梢岳斫?，可以重復(fù)上述的步驟，S卩，掃描感興趣區(qū)域的第三部分等等。重復(fù)這些步驟直至掃描了整個(gè)感興趣區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置包括具有X射線發(fā)射器線的X射線源，其適于產(chǎn)生扇形的至少部分空間相干的X射線束。也就是說(shuō)，X射線發(fā)射器裝置可以包括具有發(fā)射器線的結(jié)構(gòu)化的X射線源，其中，發(fā)射器線和源光柵的狹縫完成基本上相同的功能。只是，發(fā)射器線它們自身可以產(chǎn)生X射線。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器線包括具有碳納米管的陰極或者用于發(fā)射電子的其他分布式X射線源。這樣的裝置可以具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，碳納米管可以適于在室溫發(fā)射電子。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，源光柵、相位光柵和/或吸收體光柵的光柵線或者光柵狹縫平行于扇形X射線束排列。光柵可以與檢測(cè)器的長(zhǎng)邊對(duì)齊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于在垂直于扇形X射線束的軸向方向?qū)?duì)象和X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)。此外，X射線設(shè)備適于在軸向方向中對(duì)對(duì)象與X射線檢測(cè)器裝置以及X射線發(fā)射器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)。也即是說(shuō)，X射線檢測(cè)器裝置和X射線發(fā)射器裝置可以與彼此剛性地機(jī)械連接。X射線設(shè)備可以適于步進(jìn)地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。此外，每步可以適應(yīng)于檢測(cè)器的寬度或厚度，使得可以容易地集合在不同相對(duì)位置獲得的圖像數(shù)據(jù)。所述步進(jìn)使得圖像數(shù)據(jù)輕微的交疊也是可能的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備包括用于相對(duì)于X射線發(fā)射器裝置和X射線檢測(cè)器裝置移動(dòng)對(duì)象的致動(dòng)器。X射線發(fā)射器裝置和X射線檢測(cè)器裝置可以相對(duì)于X射線設(shè)備的附近或者相對(duì)于地面和相對(duì)彼此而靜止。對(duì)象可以附著于能夠由X射線設(shè)備移動(dòng)的X射線設(shè)備的部件。例如，對(duì)象是躺在可移動(dòng)的工作臺(tái)上的人，其中，X射線設(shè)備能夠以限定步幅移動(dòng)部件到軸向方向中，同時(shí)在每個(gè)掃描位置執(zhí)行微分相襯成像快照或?qū)ο蟮膱D像數(shù)據(jù)切片。這可以具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，除了 X射線設(shè)備的可能限制外，視場(chǎng)不再限制于軸向方向，而這能夠很容易的擴(kuò)展。又ー個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不必須使用錐形射束，即具有大的扇形角的射束，并且因此非相干散射的X射線輻射可以限制于僅在被扇形射束照射的対象體積上出現(xiàn)，這比對(duì)于大視場(chǎng)檢測(cè)器而言將被照射的體積要小的多。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備可以包括用于相對(duì)于對(duì)象而移動(dòng)X射線發(fā)射器裝置和/或X射線檢測(cè)器裝置的致動(dòng)器。在這種情況下，對(duì)象可以相對(duì)于X射線設(shè)備附近靜止。例如，對(duì)象可以被固定靜止，而彼此相連接的X射線發(fā)射器裝置和X射線檢測(cè)器裝置可以相對(duì)于對(duì)象以限定步幅或者連續(xù)地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備包括用于，例如在轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中，繞對(duì)象移動(dòng)X射線發(fā)射器裝置和/或X射線檢測(cè)器裝置的致動(dòng)器。在這種情況下，可以繞對(duì)象移動(dòng)X射線檢測(cè)器裝置到不同的位置，例如在檢測(cè)器裝置在其上滑動(dòng)的軌道的幫助下，并且可以繞著軸線旋轉(zhuǎn)X射線發(fā)射器裝置，使得所發(fā)射的扇形X射線束落到檢測(cè)器上。然而，X射線發(fā)射器裝置和X射線檢測(cè)器裝置剛性地機(jī)械連接，例如通過(guò)臂機(jī)械連接，并且繞著共同的旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)，也是可能的。通過(guò)繞通過(guò)焦斑的軸線旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器裝置可以覆蓋大的視場(chǎng)。
執(zhí)行檢測(cè)器和/或X射線發(fā)射器裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的X射線設(shè)備可以用于乳房照相術(shù)。對(duì)象和X射線檢測(cè)器裝置(可能和X射線發(fā)射器裝置一起)的線性或者旋轉(zhuǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以包括多次步進(jìn)。在毎次步進(jìn)中，可以記錄圖像數(shù)據(jù)，由于扇形射束，圖像數(shù)據(jù)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向具有小的尺寸，但在垂直于運(yùn)動(dòng)的方向上其可以包括整個(gè)感興趣區(qū)域。此后，圖像數(shù)據(jù)可以被合成為對(duì)象完整感興趣區(qū)域的完整圖像。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)對(duì)象相對(duì)于X射線發(fā)射器裝置或X射線檢測(cè)器裝置移動(dòng)時(shí)，X射線設(shè)備適于移動(dòng)至少一個(gè)光柵，例如相位光柵、吸收體光柵或者源光柵(例如在軸向方向)，使得所述ー個(gè)光柵相對(duì)于對(duì)象保持固定。也就是說(shuō)，移動(dòng)光柵中的至少ー個(gè)使得在對(duì)象的運(yùn)動(dòng)參照系中可以執(zhí)行對(duì)象的相位掃描。在這種情況下，光柵線可以與掃描軸或者軸向方向垂直排列。因此，相位步進(jìn)方向可以平行于軸向方向(線性相對(duì)運(yùn)動(dòng))或者基本上平行于旋轉(zhuǎn)方向(對(duì)象的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))。在這種情況下，可以以大的步幅執(zhí)行至少ー個(gè)光柵的運(yùn)動(dòng)，其中可以以小的步幅或者連續(xù)地執(zhí)行對(duì)象和檢測(cè)器裝置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。可以在兩個(gè)相位步進(jìn)序列之間執(zhí)行以大的步幅的至少ー個(gè)光柵的運(yùn)動(dòng)。例如，可以針對(duì)源光柵以大的步幅(例如通過(guò)掃描致動(dòng)器器件)執(zhí)行相位步進(jìn)并且針對(duì)對(duì)象或者檢測(cè)器裝置以較小的步幅(或連續(xù))執(zhí)行相位步進(jìn)。通常，針對(duì)相位光柵和/或吸收體光柵執(zhí)行大的步幅也是可以的。例如，大的步幅可以等同于η個(gè)小的步幅，η是每個(gè)視場(chǎng)或者每個(gè)相位掃描的全部相位步幅的數(shù)目。該裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，較大的主體(例如對(duì)象或者除了源光柵的整個(gè)X射線設(shè)備)不必在各單ー步幅期間被加速，而是能夠以恒定的速度被移動(dòng)。如果光柵線與軸向方向垂直排列，將掃描方向與相位步進(jìn)的指向方向相結(jié)合的有效的方法是可能的。在這種情況下，在相位步進(jìn)循環(huán)或者相位步進(jìn)步驟期間，可以保持光柵中的ー個(gè)在固定的位置，同時(shí)可以以恒定的速度移動(dòng)其他光柵(通常與X射線發(fā)射器裝置和/或X射線檢測(cè)器裝置相結(jié)合成慣性主體)。在相位掃描循環(huán)或者相位步進(jìn)掃描步驟后，能夠以大的步幅以切片寬度移動(dòng)固定的光柵(具有小的主體)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置包括具有可切換發(fā)射器線的X射線源。這意味著，并不是所有的發(fā)射器線可以被一起打開(kāi)，而是發(fā)射器線中的一些或者全部可以彼此獨(dú)立的被打開(kāi)或者關(guān)閉。例如，可以由在具有碳納米管的陰極上方的陽(yáng)極而完成，其中，陽(yáng)極包括彼此獨(dú)立地與電壓源相連接的不同的帯。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線發(fā)射器裝置在運(yùn)動(dòng)方向上大于X檢測(cè)器裝置，其中X射線設(shè)備適于切換發(fā)射器線使得僅與X射線檢測(cè)器裝置相対的發(fā)射器線被打開(kāi)用于相位掃描。例如，X射線源可以空間固定但可以在整個(gè)掃描范圍提供獨(dú)立的可切換的掃描器線。當(dāng)連續(xù)地或者步進(jìn)地移動(dòng)檢測(cè)器吋，與檢測(cè)器相對(duì)的發(fā)射器線可以獨(dú)立地打開(kāi)和關(guān)閉。如果X射線發(fā)射器裝置的延伸范圍制成足夠大，帶著獨(dú)立的可切換發(fā)射器線，X射線發(fā)射器裝置的步進(jìn)可能變得過(guò)吋，因?yàn)榭梢灾苯哟蜷_(kāi)或者關(guān)閉與移動(dòng)的X射線檢測(cè)器裝 置相対的各單個(gè)的發(fā)射器線。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于在第一掃描步驟期間分析在X射線檢測(cè)器裝置處X射線的X射線強(qiáng)度。例如，在針對(duì)每個(gè)位置的掃描期間，由X射線設(shè)備分析所檢測(cè)到的X射線強(qiáng)度以評(píng)估劑量效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于基于所分析出的第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置針對(duì)第二掃描步驟由X射線發(fā)射器裝置發(fā)射的X射線強(qiáng)度。例如，使用前次掃描線或者掃描位置的劑量效率分析結(jié)果調(diào)節(jié)針對(duì)每個(gè)線或者每個(gè)掃描位置的X射線強(qiáng)度以適應(yīng)劑量效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，X射線設(shè)備適于基于所分析出的第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置第二掃描步驟的掃描速度。在掃描步驟期間的掃描速度可以是對(duì)象或者X射線發(fā)射器裝置或者X射線檢測(cè)器裝置的運(yùn)動(dòng)速度。掃描速度也可以是ー個(gè)相位掃描步驟期間的光柵的速度。例如，使用前次掃描線或者前次掃描步驟的劑量效率分析結(jié)果，調(diào)節(jié)掃描速度以及因此每線或者每個(gè)掃描步驟的X射線曝光以適應(yīng)劑量效率。當(dāng)X射線設(shè)備連續(xù)地或者以小的步幅正在對(duì)對(duì)象和X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，第一掃描步驟和第二掃描步驟可以是在X射線設(shè)備部件的不同相對(duì)位置處的獨(dú)立的相位掃描步驟。例如，可以針對(duì)劑量效率實(shí)時(shí)分析線的圖像數(shù)據(jù)或者在ー個(gè)相位掃描步驟期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，從而維持均勻的對(duì)比度噪聲比。根據(jù)劑量效率分析的結(jié)果，可以調(diào)整或者設(shè)置X射線強(qiáng)度或者掃描速度。也可以調(diào)整或者設(shè)置X射線強(qiáng)度和掃描速度的組合。例如，在醫(yī)療成像應(yīng)用中，針對(duì)ー相位掃描步驟可以只掃描薄的對(duì)象切片，并且可以減少用于下一步驟的所消耗的劑量并因此減少由于X射線曝光而對(duì)于病人的總傷害。這可以具有這樣的優(yōu)勢(shì)即可以減小病人被曝光的X射線劑量。如果使用大的檢測(cè)器，局部照射的X射線強(qiáng)度直接耦合到射線管負(fù)載，這意味著最佳地適于圖像區(qū)域第一部分的劑量可能不是最佳地適于圖像區(qū)域的另一區(qū)域，這，例如，可能是由于在兩個(gè)區(qū)域處不同的對(duì)象厚度而導(dǎo)致的。在全面掃描期間，針對(duì)局部對(duì)象屬性調(diào)節(jié)被應(yīng)用的X射線強(qiáng)度，以為了圖像中更均勻的對(duì)比度噪聲比而對(duì)沉積劑量進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明的另一方面是用于控制X射線設(shè)備的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟產(chǎn)生扇形的至少部分空間相干的X射線束；透射所述X射線束通過(guò)對(duì)象、相位光柵以及吸收體光柵到X射線面檢測(cè)器上；從由X射線面檢測(cè)器檢測(cè)到的X射線中產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；從所述圖像數(shù)據(jù)中提取相位信息，所述相位信息與由對(duì)象所導(dǎo)致的X射線的相移相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟對(duì)所述對(duì)象和所述X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)；產(chǎn)生所述對(duì)象的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，其中所述感興趣區(qū)域大于所述面檢測(cè)器的檢測(cè)面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟利用具有X射線發(fā)射器線的X射線源產(chǎn)生扇形的至少部分空間相干的X射線束，該X射線發(fā)射器線尤其是包括具有碳納米管的陰極的X射線發(fā)射器線。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟當(dāng)所述對(duì)象、所述X射線發(fā)射器裝置和/或所述X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)至少一個(gè)光柵，例如相位光柵、吸收體光柵或者源光柵使得所述至少一個(gè)光柵相對(duì)于所述對(duì)象保持固定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟 連續(xù)地或者以小的步幅對(duì)所述對(duì)象、所述X射線發(fā)射器裝置和/或所述X射線檢測(cè)器裝置相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)；以大的步幅移動(dòng)光柵中的至少ー個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟在第一掃描步驟期間分析在所述X射線檢測(cè)器裝置處的X射線的X射線強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟基于所分析出的第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置針對(duì)第二掃描步驟由X射線發(fā)射器裝置發(fā)射的X射線強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括以下步驟基于所分析出的第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置第二掃描步驟的掃描速度。可以理解參照所述設(shè)備描述的方法步驟也可以是方法的實(shí)施例，反之亦然。X射線設(shè)備和用于控制X射線設(shè)備的方法可以被用于靜止透射幾何結(jié)構(gòu)中(即，乳房照相術(shù)，熒光透視法)但也能用于計(jì)算斷層攝影(CT)或者相關(guān)的旋轉(zhuǎn)X射線成像技木。本發(fā)明的又ー個(gè)方面涉及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)用于控制X射線設(shè)備的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序由處理器(例如，X射線設(shè)備的處理器)運(yùn)行吋，所述計(jì)算機(jī)程序適于執(zhí)行上下文所描述的方法的步驟。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是軟盤、硬盤、USB (通用串行總線)存儲(chǔ)設(shè)備、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM (只讀存儲(chǔ)器)以及EPROM (可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可以是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，例如允許下載程序代碼的因特網(wǎng)。本發(fā)明的又ー個(gè)方面涉及用于控制X射線設(shè)備的程序単元(例如，計(jì)算機(jī)程序)，當(dāng)所述程序単元由處理器(例如，X射線設(shè)備的處理器)運(yùn)行時(shí)，所述程序単元適于執(zhí)行上文及下文所描述的方法的步驟。參照本文下文中所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將顯而易見(jiàn)且得以闡述。


以下，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地描述。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線設(shè)備。圖2在不同方向示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線設(shè)備。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線發(fā)射器裝置。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線發(fā)射器裝置。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線檢測(cè)器裝置。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線束和檢測(cè)器的三維視圖。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線設(shè)備。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線設(shè)備。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)示范性實(shí)施例的X射線設(shè)備。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于控制X射線設(shè)備的方法的流程圖。 附圖中所使用參考標(biāo)記以及他們的含義在參考標(biāo)記列表中以摘要形式而羅列。原則上，圖中相同的部分被提供以相同的參考標(biāo)記。參考標(biāo)記列表10、110、210、310 X 射線設(shè)備12,112X射線發(fā)射器裝置14X射線檢測(cè)器裝置16X射線束18對(duì)象O光軸A軸向方向19工作臺(tái)20致動(dòng)器22控制器24處理器26、28、30信號(hào)線32感興趣區(qū)域f射束扇形角c射束錐角w檢測(cè)器寬度d發(fā)射器裝置到檢測(cè)器裝置的距離I檢測(cè)器長(zhǎng)度34X射線源36源光柵37致動(dòng)器38準(zhǔn)直器40外殼42陰極44碳納米管發(fā)射器46陽(yáng)極48發(fā)射器線
50相位光柵52吸收體光柵53致動(dòng)器54面檢測(cè)器56外殼
P光柵的運(yùn)動(dòng)方向58光柵線60臂62致動(dòng)器64焦斑66致動(dòng)器

發(fā)明內(nèi)容
圖I示出了具有X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14的X射線設(shè)備10。X射線發(fā)射器裝置12適于發(fā)射扇形且至少部分空間相干的X射線束16。X射線束16透射通過(guò)對(duì)象18，例如在工作臺(tái)19上的人。在圖I所示的實(shí)施例中，X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14相對(duì)于X射線設(shè)備10的環(huán)境靜止，并且對(duì)象18可以在垂直于X射線設(shè)備10的光軸O的軸線方向A上移動(dòng)。為了在軸線方向A上移動(dòng)工作臺(tái)19，X射線設(shè)備10包括適于在軸向方向A上以小的步幅移動(dòng)具有對(duì)象18的工作臺(tái)19的致動(dòng)器20，例如步進(jìn)馬達(dá)20。X射線設(shè)備10還包括具有處理器24的控制器22?？刂破?2通過(guò)信號(hào)線26連接到X射線發(fā)射器裝置12，通過(guò)信號(hào)線28連接到X射線檢測(cè)器裝置14并且通過(guò)信號(hào)線30連接到致動(dòng)器20。通過(guò)這些信號(hào)線26、28、30，控制器22控制X射線發(fā)射器裝置12、X射線檢測(cè)器裝置14以及致動(dòng)器20。而且，控制器22適于通過(guò)信號(hào)線28接收由X射線檢測(cè)器裝置14獲得的圖像數(shù)據(jù)。如圖I所示，扇形射束16具有小的扇形角f并且檢測(cè)器14具有適于該小的扇形角f的寬度I例如，如果在X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14之間的距離是大約lm，檢測(cè)器裝置14的寬度w可以是6cm或者更小。這可以保證在方向A上即使在X射線檢測(cè)器裝置14的末端也具有好的可見(jiàn)性。由于射束16的扇形角小，并非對(duì)象18的整個(gè)感興趣區(qū)域32被X射線束16所覆
至JHL ο圖2示出了可能與圖中示出的X射線設(shè)備的所有的實(shí)施例一起被使用的X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14。圖2示出了在圖I的A方向X射線束16的視圖。X射線束16具有遠(yuǎn)大于扇形角f的錐角C。而且，檢測(cè)器裝置14具有遠(yuǎn)大于X射線檢測(cè)器裝置14的寬度w的長(zhǎng)度I。例如，長(zhǎng)度I可以是大約50cm。由于射束16的大的錐角C，在垂直于軸向方向A的平面中扇形射束16覆蓋整個(gè)對(duì)象18或者整個(gè)感興趣區(qū)域32。圖3示出了 X射線發(fā)射器裝置12的實(shí)施例。X射線發(fā)射器裝置12包括非相干X射線源34 (例如，X射線管34)、源光柵36以及準(zhǔn)直器38。所有這些部件34、36、38可以被置于X射線檢測(cè)器裝置12的外殼40內(nèi)。X射線源34可以由控制器22通過(guò)信號(hào)線26激活和失活。當(dāng)X射線源34正在工作吋，它發(fā)射非相干X射線束，非相干X射線束落在源光柵36上。在離開(kāi)源光柵36后，X射線束16局部相干。利用準(zhǔn)直器38，將X射線束16限制到小的扇形角f和錐角C。X射線發(fā)射器裝置12可以還包括用于移動(dòng)源光柵36的致動(dòng)器37 (例如，壓電驅(qū)動(dòng)或步進(jìn)馬達(dá)37)。圖4示出了 X射線發(fā)射器裝置112的另ー個(gè)實(shí)施例。X射線發(fā)射器裝置112包括具有基于碳納米管的發(fā)射器44 (或者其他冷陰極發(fā)射器)的陰極42和陽(yáng)極46。陽(yáng)極46包括由控制器22彼此獨(dú)立連接到電壓源或者高壓發(fā)生器的若干個(gè)元件?；蛘撸梢员舜霜?dú)立地切換各單個(gè)的碳納米管發(fā)射器44，并且陽(yáng)極46具有到高壓發(fā)生器的連接。如圖4中所指示的，只有確定的陽(yáng)極元件正在輻射且只有在(被激活的)陽(yáng)極元件產(chǎn)生X射線。因此X射線發(fā)射器裝置112具有由控制器22彼此獨(dú)立地激活的若干個(gè)發(fā)射器線48.必須注意，由X射線發(fā)射器裝置112產(chǎn)生的X射線束16具有平行的X射線。但是，通過(guò)使用彎曲的陽(yáng)極42也可以產(chǎn)生，如圖6所示的具有在兩個(gè)方向展開(kāi)的X射線的X射線束16或者具有僅在ー個(gè)方向展開(kāi)的X射線的X射線束，例如對(duì)于圖9的X射線設(shè)備而言。圖5示出了具有相位光柵50、吸收體光柵52和面檢測(cè)器54的X檢測(cè)器裝置14。X檢測(cè)器裝置14的部件50、52和54都可以被置于外殼56內(nèi)。X檢測(cè)器裝置14包括用于在方向P對(duì)相位光柵50和吸收體光柵52相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)的致動(dòng)器53。為了進(jìn)行完整的相位掃描，控制器22可以以小的步幅在方向P (該方向可以平行于方向A)對(duì)相位光柵50和吸收體光柵52相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)。由于已經(jīng)穿過(guò)對(duì)象18且正落到相位光柵50和吸收體光柵52上的X射線16，在面檢測(cè)器54上形成X射線的不同強(qiáng)度的圖案。在相位光柵50和吸收體光柵52的多個(gè)相對(duì)位置中的每個(gè)處，檢測(cè)器54獲得各自強(qiáng)度的圖像并且發(fā)送這個(gè)原始圖像數(shù)據(jù)到控制器22。從在ー個(gè)相位掃描期間所獲得的多個(gè)不同的原始圖像數(shù)據(jù)，控制器22計(jì)算包含有經(jīng)過(guò)對(duì)象18的X射線的相位信息的圖像數(shù)據(jù)。圖6示出了錐形射束16和X射線檢測(cè)器裝置14的三維視圖。如從圖6可以看到的，相位光柵50和吸收體光柵52的光柵線58平行于X檢測(cè)器裝置14的較長(zhǎng)側(cè)。也就是說(shuō)，光柵線58可以垂直于軸向方向A。圖I中所示的X射線設(shè)備可以由控制器22按照如下方式控制通過(guò)工作臺(tái)19 (和致動(dòng)器20)移動(dòng)對(duì)象18到其中感興趣區(qū)域32的第一切片可以被成像的位置。在這個(gè)位置，第一相位步進(jìn)，即進(jìn)行對(duì)感興趣區(qū)域32的部分的掃描且產(chǎn)生相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。此后，移動(dòng)對(duì)象18到下一位置，其中，掃描感興趣區(qū)域32的下一切片。同樣，由控制器12產(chǎn)生這一第二切片的圖像數(shù)據(jù)。兩個(gè)位置之間的距離使得在兩個(gè)位置獲得的圖像數(shù)據(jù)輕微交疊，使得可以獲得集合的圖像數(shù)據(jù)。以這種方式，X射線設(shè)備10從感興趣區(qū)域32的其它切片獲得圖像數(shù)據(jù)直到掃描整個(gè)感興趣區(qū)域32。包含感興趣區(qū)域32的不同切片的相位信息的、在對(duì)象不同位置獲得的全部圖像數(shù)據(jù)最后可以被集合成包括在整個(gè)感興趣區(qū)域上的信息的一幅圖像。除了對(duì)象18以大的步幅的運(yùn)動(dòng)，在備選實(shí)施例中也可能以非常小的步幅或者連續(xù)地移動(dòng)對(duì)象18.、
在對(duì)象18的連續(xù)運(yùn)動(dòng)期間，掃描整個(gè)感興趣區(qū)域32并且相位掃描與對(duì)象18的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。為了這個(gè)目的，在相位步進(jìn)循環(huán)期間，光柵36、50、52中的至少ー個(gè)必須被保持在相對(duì)于對(duì)象18的固定位置。在相位掃描循環(huán)后，被固定的(ー個(gè)或多個(gè))光柵36、50、52必須以大的步幅被移動(dòng)ー個(gè)切片。在每個(gè)相位掃描循環(huán)，獲得來(lái)自感興趣區(qū)域32的相應(yīng)切片的圖像數(shù)據(jù)，這些圖像數(shù)據(jù)最后能夠被放在一起或能夠被集合成示出整個(gè)感興趣區(qū)域32的集合的圖像數(shù)據(jù)。圖7示出了 X射線設(shè)備110的又一個(gè)實(shí)施例。不同于圖I的X射線設(shè)備10，X射線設(shè)備110具有靜止工作臺(tái)19。因此對(duì)象18相對(duì)于X射線設(shè)備110的環(huán)境保持靜止。X射線設(shè)備110的X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14與彼此剛性地連接，例如通過(guò)臂60剛性地連接，通過(guò)臂60可以在致動(dòng)器62的輔助下在軸向方向A移動(dòng)裝置12和14二者。類似于圖I的實(shí)施例，X射線發(fā)射器12和X射線檢測(cè)器14的結(jié)合的運(yùn)動(dòng)可以步進(jìn)或者連續(xù)地執(zhí)行。如果該運(yùn)動(dòng)步進(jìn)地執(zhí)行，在每一歩，X射線設(shè)備110可以獲取感興趣區(qū)域32的圖像數(shù)據(jù)并且可以在最后集合成感興趣區(qū)域32的整體圖像。如果該運(yùn)動(dòng)連續(xù)地或者以小的步幅完成，則必須如上文參照?qǐng)DI實(shí)施例所描述的那樣，結(jié)合相位掃描和運(yùn)動(dòng)。圖8示出了 X射線設(shè)備210的又一個(gè)實(shí)施例。在圖8所示的實(shí)施例中，X射線設(shè)備210適于繞X射線設(shè)備210的焦斑64旋轉(zhuǎn)X射線檢測(cè)器裝置14。圖8示出了在三個(gè)不同的位置中的檢測(cè)器裝置，在這些位置中指向到X射線檢測(cè)器裝置14的X射線束16覆蓋了整個(gè)感興趣區(qū)域32。為了 X射線檢測(cè)器裝置14的運(yùn)動(dòng)，X射線設(shè)備210包括致動(dòng)器66。而且，X射線發(fā)射器裝置12能夠繞焦斑64旋轉(zhuǎn)。例如，X射線發(fā)射器裝置12和X射線檢測(cè)器裝置14通過(guò)臂與彼此連接，該臂可以繞軸線旋轉(zhuǎn)。不同于如圖8中所指示的，這個(gè)旋轉(zhuǎn)可以是繞著不同于通過(guò)焦斑64的軸線的軸線。如參照?qǐng)DI的X射線設(shè)備10和圖7的X射線設(shè)備110已經(jīng)分別解釋的，X射線檢測(cè)器裝置14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以是以大的步幅或者連續(xù)地(例如以小的步幅)執(zhí)行的，其中在第一種情況下，在每個(gè)位置執(zhí)行相位掃描而在第二種情況下相位掃描與檢測(cè)器裝置14相對(duì)于對(duì)象18的連續(xù)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。圖9示出了 X射線設(shè)備310的又一個(gè)實(shí)施例。X射線設(shè)備310包括X射線發(fā)射器裝置312，其中X射線發(fā)射器裝置312包括適于在整個(gè)掃描區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生發(fā)射器射束16的X射線發(fā)射器。例如，X射線發(fā)射器裝置312可以被設(shè)計(jì)成類似于在圖4中所示的X射線發(fā)射器裝置112，具有在方向A上的、分布在X射線發(fā)射器裝置312的延伸范圍上的多個(gè)發(fā)射器線。X射線發(fā)射設(shè)備310包括能夠沿著方向A移動(dòng)的X射線檢測(cè)器裝置14，例如，通過(guò)類似步進(jìn)馬達(dá)或者壓電驅(qū)動(dòng)66的致動(dòng)器66進(jìn)行移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)X射線檢測(cè)器裝置14到確定位置吋，只有與X射線檢測(cè)器裝置14相對(duì)的發(fā)射器線48可以被激活以產(chǎn)生X射線束16。同樣可以以大的步幅或者連續(xù)地執(zhí)行X射線檢測(cè)器裝置的運(yùn)動(dòng)，其中或者在每ー個(gè)位置執(zhí)行相位掃描或者相位掃描與連續(xù)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。 圖10示出了控制X射線設(shè)備10、110、210、310的方法的流程圖，所述方法可以由控制器22的處理器24運(yùn)行。
在步驟SlO中，通過(guò)移動(dòng)對(duì)象18或者檢測(cè)器裝置14到必須開(kāi)始掃描的開(kāi)始位置來(lái)初始化感興趣區(qū)域32的掃描。在步驟S12中，記錄感興趣區(qū)域32第一切片的圖像數(shù)據(jù)。此后，在步驟S14中，以大的步幅移動(dòng)對(duì)象18或者X射線檢測(cè)器裝置14到必須進(jìn)行下一相位掃描的下一相對(duì)位置?；蛘?，當(dāng)連續(xù)地或者以小的步幅移動(dòng)對(duì)象18或者X射線檢測(cè)器裝置14時(shí)，可以完成感興趣區(qū)域32的切片的相位掃描。為了這個(gè)目的，在步驟S16中，開(kāi)始對(duì)象18和X射線檢測(cè)器裝置14相對(duì)彼此的連續(xù)運(yùn)動(dòng)或者以小的步幅的運(yùn)動(dòng)，在此期間執(zhí)行相位掃描。此后，在步驟S18中，必須以大的步幅移動(dòng)固定的光柵36、50、52以ー個(gè)切片寬度。在兩種情況下，在步驟S20中，通過(guò)分析所記錄的圖像數(shù)據(jù)來(lái)分析X射線強(qiáng)度以評(píng)估實(shí)際掃描的劑量效率。 在步驟S22中，使用步驟S20的劑量效率分析結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)或者設(shè)置X射線發(fā)射器裝置12、122、312的X射線強(qiáng)度。備選地或者額外地，使用步驟S20的劑量效率分析結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)或者設(shè)置掃描速度，即相對(duì)于裝置12、14的光柵36、50、52的移動(dòng)速度和/或?qū)ο?8的移動(dòng)速度。此后，如果感興趣區(qū)域32的末端還沒(méi)有達(dá)到，所述方法繼續(xù)步驟S12或者步驟S16以執(zhí)行針對(duì)下一切片的相位掃描。如果已經(jīng)掃描了整個(gè)感興趣區(qū)域32，在步驟S24中，將針對(duì)覆蓋感興趣區(qū)域32的不同切片而掃描的圖像數(shù)據(jù)集合或者放在一起以形成包含整個(gè)感興趣區(qū)域32的掃描的整體圖像數(shù)據(jù)。雖然在附圖和前述的說(shuō)明書中已經(jīng)詳細(xì)地說(shuō)明和描述本發(fā)明，但如此的說(shuō)明和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性或者示范性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。通過(guò)對(duì)附圖、說(shuō)明書以及所附加權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，本領(lǐng)域以及實(shí)踐所要求的發(fā)明的技術(shù)人員可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)實(shí)施例的其他的變化。在權(quán)利要求中，“包括”一詞并不排除其它元件和步驟，且不定冠詞“一”或“ー個(gè)”并不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或者單個(gè)控制器或者其他単元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中所敘述的若干個(gè)項(xiàng)的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中敘述不同特征這ー僅有事實(shí)并不表明不能使用這些特征的組合來(lái)獲得改迸。不應(yīng)當(dāng)將權(quán)利要求中任何參考標(biāo)記解釋為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)對(duì)象(18)成像的X射線設(shè)備，包括 X射線發(fā)射器裝置(12)， X射線檢測(cè)器裝置(14)， 其中，所述X射線發(fā)射器裝置(12)適于發(fā)射X射線束(16)通過(guò)所述對(duì)象(18)到所述X射線檢測(cè)器裝置(14)上， 其中，所述X射線束(16)是至少部分空間相干的， 其中，所述X射線束(16)是扇形的， 其中，所述X射線檢測(cè)器裝置(14 )包括相位光柵(50 )及吸收體光柵(52 )， 其中，所述X射線檢測(cè)器裝置(14 )包括用于檢測(cè)X射線的檢測(cè)器(54 )， 其中，所述X射線檢測(cè)器是面檢測(cè)器(54)， 其中，所述X射線設(shè)備適于從所檢測(cè)到的X射線產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)并且適于從所述X射線圖像數(shù)據(jù)提取相位信息，所述相位信息與由所述對(duì)象(18)導(dǎo)致的X射線的相移相關(guān)， 其中，所述對(duì)象(18)具有大于所述X射線檢測(cè)器(18)的檢測(cè)面的感興趣區(qū)域(32)，并且所述X射線設(shè)備適于通過(guò)對(duì)所述對(duì)象(18)和所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生所述感興趣區(qū)域(32)的圖像數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線發(fā)射器裝置(12)包括具有X射線發(fā)射器線(48)的X射線源，所述X射線源適于產(chǎn)生所述扇形的至少部分空間相干的X射線束(16)， 其中，所述X射線發(fā)射器線(48 )包括具有碳納米管(44 )的陰極(42 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線設(shè)備適于在垂直于所述扇形的X射線束(16)的軸向方向(A)對(duì)所述對(duì)象(18)和所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的X射線設(shè)備，包括 用于相對(duì)于所述X射線發(fā)射器裝置(12)和所述X射線檢測(cè)器裝置(14)移動(dòng)所述對(duì)象(18)的致動(dòng)器(20);以及/或者 用于相對(duì)于所述對(duì)象移動(dòng)所述X射線檢測(cè)器裝置的致動(dòng)器(62、66);以及/或者用于繞所述對(duì)象移動(dòng)所述X射線發(fā)射器裝置和/或所述X射線檢測(cè)器裝置的致動(dòng)器(66)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線設(shè)備適于在所述對(duì)象、所述X射線發(fā)射器裝置(12)和/或所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)所述相位光柵(50)、所述吸收體光柵(52)以及源光柵(36 )中的至少一個(gè)光柵，使得所述至少一個(gè)光柵相對(duì)于所述對(duì)象(18 )保持固定。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的X射線設(shè)備(310)， 其中，所述X射線發(fā)射器裝置(312)包括具有可切換的發(fā)射器線(48)的X射線源，其中，所述X射線發(fā)射器裝置(312)在運(yùn)動(dòng)方向上大于所述X射線檢測(cè)器裝置(14)，其中，所述X射線設(shè)備適于切換所述發(fā)射器線(48)，使得僅與所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)的發(fā)射器線被打開(kāi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線設(shè)備適于在第一掃描步驟期間分析在所述X射線檢測(cè)器裝置(14)處的X射線的X射線強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線設(shè)備(10)適于基于所分析出的所述第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置針對(duì)第二掃描步驟由所述X射線發(fā)射器裝置(14)發(fā)射的X射線的強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的X射線設(shè)備， 其中，所述X射線設(shè)備適于基于所分析出的所述第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置第二掃描步驟的掃描速度。
10.一種用于控制X射線設(shè)備的方法，所述方法包括以下步驟 產(chǎn)生扇形的至少部分空間相干的X射線束(16)， 透射所述X射線束通過(guò)對(duì)象(18)、相位光柵(50)以及吸收體光柵(52)到X射線面檢測(cè)器(54)上， 從由所述X射線面檢測(cè)器(54)檢測(cè)到的X射線產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)， 從所述圖像數(shù)據(jù)提取相位信息，所述相位信息與由所述對(duì)象(18)導(dǎo)致的X射線的相移相關(guān); 對(duì)所述對(duì)象(18)和所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)； 產(chǎn)生所述對(duì)象的感興趣區(qū)域(32)的圖像數(shù)據(jù)，其中，所述感興趣區(qū)域大于所述X射線面檢測(cè)器(54)的檢測(cè)面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括以下步驟 利用具有X射線發(fā)射器線(48)的X射線源產(chǎn)生所述扇形的至少部分空間相干的X射線束，所述X射線發(fā)射器線包括具有碳納米管(44 )的陰極(42 )。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，包括以下步驟 在對(duì)所述對(duì)象(18)、所述X射線發(fā)射器裝置(12)和/或所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)所述相位光柵(50)、所述吸收體光柵(52)以及源光柵(36)中的至少一個(gè)光柵，使得所述一個(gè)光柵相對(duì)于所述對(duì)象(18)保持固定。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12中的一項(xiàng)所述的方法，包括以下步驟 在第一掃描步驟期間分析在所述X射線檢測(cè)器裝置(14)處的所述X射線的X射線強(qiáng)度； 基于所分析出的所述第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置針對(duì)第二掃描步驟由所述X射線發(fā)射器裝置(14)發(fā)射的X射線的強(qiáng)度； 基于所分析出的所述第一掃描步驟的X射線強(qiáng)度設(shè)置第二掃描步驟的掃描速度。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)， 其中，存儲(chǔ)有用于控制X射線設(shè)備(10)的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序由處理器運(yùn)行時(shí)，適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10到13中的一項(xiàng)所述的方法的步驟。
15.一種用于控制X射線設(shè)備的程序單元， 當(dāng)所述程序單元由處理器運(yùn)行時(shí)，適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10到13中的一項(xiàng)所述的方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及X射線微分相襯成像領(lǐng)域。為了掃描大的對(duì)象并且為了改善的對(duì)比噪聲比，提供一種用于對(duì)對(duì)象(18)成像的X射線設(shè)備(10)。X射線設(shè)備(10)包括X射線發(fā)射器裝置(12)以及X射線檢測(cè)器裝置(14)，其中，所述X射線發(fā)射器裝置(14)適于發(fā)射X射線束(16)通過(guò)對(duì)象(18)到所述X射線檢測(cè)器裝置(14)上。X射線束(16)是至少部分空間相干的以及扇形的。所述X射線檢測(cè)器裝置(14)包括相位光柵(50)及吸收體光柵(52)。X射線檢測(cè)器裝置(14)包括用于檢測(cè)X射線的面檢測(cè)器(54)，其中，所述X射線設(shè)備適于從檢測(cè)到的X射線產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)并且適于從所述X射線圖像數(shù)據(jù)提取相位信息，所述相位信息與由對(duì)象(18)導(dǎo)致的X射線的相移相關(guān)。所述對(duì)象(18)具有大于X射線檢測(cè)器(18)的檢測(cè)面的感興趣區(qū)域(32)，并且所述X射線設(shè)備(10)適于通過(guò)對(duì)所述對(duì)象(18)和所述X射線檢測(cè)器裝置(14)相對(duì)彼此進(jìn)行移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生所述感興趣區(qū)域(32)的圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102651998SQ201080055835
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者D·格勒, G·福格特米爾, K·J·恩格爾, T·克勒 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司