醫學射線照相成像用混合pci系統的製作方法

2023-04-30 02:30:31 1

醫學射線照相成像用混合pci系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開用於獲得相差數碼乳房x射線照相系統和其使用方法的方法和設備的實施方案，所述系統可包括射線照相成像用x射線源；包括濾光片或可調諧單色儀、瞄準儀、源光柵的射束成形總成、包括相位光柵和分析柵的x射線光柵幹涉儀；和x射線檢測器；其中所述源光柵、所述相位光柵和所述分析柵按照使這些光柵的光柵條相互平行的方式對齊。
【專利說明】醫學射線照相成像用混合PCI系統發明領域
[0001]本申請一般涉及數碼X射線成像方法/系統，且更具體來說，涉及使用具有狹縫掃描構造的光柵型微分相差成像技術獲取目標的多圖像信息(例如，醫學射線照相成像)的方法和/或系統。
[0002]發明背景
[0003]常規醫學X射線成像裝置是基於X射線穿過待成像目標時的光電吸收衰減。然而，對於幾乎無吸收的軟組織(包括血管、軟骨、肺和乳房組織)來說，這種做法提供在與骨圖像相比下不良的對比度。軟組織的這種低對比度問題可以用相差成像(PCI)技術解決。
[0004]PCI的原理是基於X射線的波屬性，其中需要考慮折射和衍射性質。作為電磁波，X射線一般表徵為其頻率、振幅和相位。當電磁波穿透介質時，其幅度衰減且其相位移位。在X射線技術中，材料的折射率η可以表示為複數
[0005]η = 1- δ +i β(I)
[0006]虛部β構成振幅衰減且實部δ負責相移。已發現δ比β大約13至約14倍。但在常規醫學成像中，只記錄β的信息，而S的信息完全缺失。在近年，開發了幾種PCI技術以利用相移來形成圖像，預期這種圖像提供關於目標的更多信息。這些技術包括(i)幹涉技術、(?)衍射增強成像(DEI)技術，和(iii)自由空間傳播技術。
[0007]然而，所有三種技術均存在各種實際問題，如效率和視野有限。在完美晶體幹涉儀和晶體衍射儀的情況中，要求高時間相干性(即，高度單色性)；結果，只使用來自輻射源的全頻譜的同步加速器或明確定義波長。同步加速器輻射源成本高且與常見臨床環境不相容。兩種技術還由於使用晶體光學器件，使得只有極小角度(幾毫拉德)的射束髮散度被接受而受限制。自由空間傳播技術受限於效率，因為其要求只能從具有極小焦點的X射線源獲得的高空間相干性。這三種PCI技術的圖像記錄方式、儀器設置和對輻射源的要求(尤其是其空間和時間相干性)相差極大。雖然其中一些技術對於特定應用產生優異結果，但無一得到廣泛使用且至今仍未應用於醫學診斷。
[0008]使用標準X射線管的光柵型PCI方法由於X射線管的頻譜寬廣，使幹涉條紋在檢測器上的可見性損失而受限制。標準多色X射線管在頻譜的低能量部分產生幾乎無法穿透皮膚的軟X射線(50keV)。因此優選使用能量過濾器來獲得窄帶寬X射線束以通過消除不必要的軟和硬X射線顯著降低輻射劑量並提高圖像的清晰度。
[0009]對於需要大FOV的應用來說，需要大型相位光柵Gl和分析柵G2。例如，常見乳房X射線照片具有24cmX30cm的尺寸。這意味著需要具有相同尺寸的相位光柵和分析柵。考慮到當前光柵製造技術的限制(例如，矽晶片尺寸、結構高度和光柵均勻性)，這種大型光柵的製造成本極高。
[0010]對於具有發散性錐面光束(或扇形光束)幾何形狀和大FOV的光柵型PCI系統來說，檢測器的邊緣區域中的相差圖像質量一般較差。越向平面光柵的邊緣，光柵條與入射X射線束的對角變得越大。因為相位光柵和分析柵的條高隨著X射線能(E)大致上線性增大，所以條高對間隙寬度的縱橫比將極大(對於E>20keV時，>10:1)。結果，在較大角度下，這些光柵可導致相位光柵的遮蔽效應和分析柵的掃描效應，從而降低圖像質量。
[0011]在所有X射線成像系統中，發現來自目標的散射輻射會從受照物對比度和對比度噪聲比方面顯著降低圖像質量。目前，抗散射柵格是大部分射線照相術和乳房X射線照相術系統中進行散射屏蔽的最廣泛使用的裝置。在乳房X射線照相術中，利用抗散射柵格，可將通過散射主射比測定的散射輻射量從約0.25至1.2降低到0.1與0.3之間。然而，抗散射柵格方法本質上會衰減大部分主要X射線。
發明概要
[0012]本申請的方面是推進醫學射線照相成像領域。
[0013]本申請的另一方面是完全或部分地解決相關領域中的至少以上和其它缺點。
[0014]本申請的另一方面是完全或部分地提供至少本文所描述的優點。
[0015]本申請的另一方面是提供數碼射線照相醫學成像用的方法和/或設備實施方案。本申請的另一方面是提供乳房X射線照相醫學成像用的方法和/或設備實施方案。本申請的另一方面是提供針對大視野(FOV)(例如大於10mm2)射線照相醫學成像進行狹縫掃描相差成像的方法和/或設備實施方案。
[0016]根據一個實施方案，本發明可提供狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其可包括乳房X射線照相成像用多色X射線源；射束成形總成，包括瞄準儀、源光柵、X射線光柵幹涉儀，所述幹涉儀包括相位光柵和分析柵；和分區X射線檢測器；其中所述三個光柵被定位以使這些光柵的平面與光柵條相互對齊。
[0017]根據一個實施方案，本發明可提供相差數碼射線照相成像系統，其可包括成像用輻射源、包括瞄準儀和源光柵GO的射束成形總成、包括相位光柵Gl和分析柵G2的X射線光柵幹涉儀，和分區X射線檢測器，其中相對於由相位光柵Gl產生的幹涉圖案的間距，分析柵G2的間距和位置產生覆蓋分析柵G2的寬度的至少一個條紋圖案。
[0018]根據一個實施方案，本發明可提供一種方法，其可包括提供包括射束限制設備和源光柵GO的射束成形總成，提供包括相位光柵Gl和分析柵G2的X射線光柵幹涉儀，且使分析柵G2的間距相對於由相位光柵Gl在離相位光柵Gl的規定距離處產生的幹涉圖案的間距偏離。
[0019]這些目的只通過說明性實例的方式給出，且這些目的可以是本發明的一個或多個實施方案的實例。本發明固有實現的其它所需目的和優點將為本領域技術人員所明白。本發明由隨附權利要求書界定。
[0020]附圖簡述
[0021]從附圖所圖示的本發明實施方案的以下更特定描述，將明白本發明的以上和其它目的、特徵和優點。附圖的元件不一定相互按比例繪製。
[0022]圖1是根據本申請的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相成像系統的例示性實施方案的側視圖。
[0023]圖2是如圖1中所示的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的實施方案的功能塊圖。
[0024]圖3是示出根據本申請的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的例示性實施方案的圖。
[0025]圖4是示出根據本申請的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的另一個例示性實施方案的圖。
[0026]圖5是示出根據本申請的長而窄光柵(例如通過使兩個或更多個小光柵緊靠在一起形成)的實施方案的圖。
[0027]圖6A是例示性三光柵相差成像系統的示意圖，且圖6B是另一個例示性三光柵相差成像系統的示意圖。
[0028]圖7是示出當沿Xg掃描光柵之一(例如，G2)時一個檢測器像素(i，j)的強度變化和對應傅立葉級數係數的圖。
[0029]圖8是示出操作根據本申請的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的方法實施方案的流程圖。
[0030]圖9是示出操作根據本申請的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的另一個方法實施方案的流程圖。
[0031]圖10是示出根據本申請的狹縫掃描光柵型相差數碼乳房X射線照相成像系統的又一個例不性實施方案的圖。
[0032]圖11是圖示調諧相差數碼成像系統的例示性實施方案和失調相差數碼成像系統的例示性實施方案的示意圖。
[0033]圖12是圖示關於相差成像系統實施方案的調諧和失調構造在檢測器平面測定的開場圖像的實例的圖。
[0034]圖13A是示出針對不同α斜率描繪的幾個MTF的圖，且圖13Β是示出作為MTF斜率α ,50% MTF降低下的空間頻率f0和系統失調度Λ f的函數的對比度下降百分比的圖。
[0035]圖14是圖示相差成像系統實施方案的幹涉儀相對於目標(或反之)的例示性移動的圖。
[0036]圖15是圖示根據本申請的實施方案將目標的個別切片投射到在檢測器平面測定的一周期調製條紋圖案上的例示性目標掃描示意圖。
[0037]圖16是根據本申請的實施方案的圖像形成機制的示意圖，所述機制檢索被掃描目標(如三角形、圓形和正方形)的個別切片的強度曲線。

【具體實施方式】
[0038]以下是根據本申請的例示性實施方案同時參考附圖的詳細描述，其中相同參考數字在若干圖的每個圖中表示相同的結構元件。
[0039]為了可用於臨床成像，所述相差成像系統必須滿足各個要求，包括:(i)使用標準寬帶X射線源；(ii)許多釐米的大視野(FOV)(例如，對於常見乳房X射線照相系統為24cmX30cm)與當前射線照相成像系統相當的合理緊湊設計(例如，對於常見乳房x射線照相系統，源到檢測器距離為約65cm);和/或(iv)合理曝光時間和曝光劑量(例如，常見乳房X射線照相系統的平均曝光為約5mR)。
[0040]1.系統構造
[0041]圖1是示出根據本申請的狹縫掃描相差成像系統的例示性實施方案的圖。如圖1中所示，可將狹縫掃描相差數碼成像系統100的透視圖用於乳房X射線照相術。系統100可包括乳房X射線照相成像用常規X射線管110、包括濾光片或可調諧單色儀B、瞄準儀C和源光柵GO的射束成形總成120、包括相位光柵Gl和分析柵G2的x射線光柵幹涉儀130和X射線檢測器140。可以在瞄準儀C後放置濾光片或可調諧單色儀B。可按照使這些光柵的平面與光柵條相互平行的方式對齊所述三個光柵(例如，60、61和62)。目標150 (例如乳房)可由支撐板152支撐且被可移動和調整(例如垂直)的壓縮葉片154壓縮。
[0042]圖2是示出狹縫掃描相差成像系統的例示性實施方案的功能塊圖。圖2示出用於乳房X射線照相術的成像系統100的功能塊圖。
[0043]如圖1中所示，X射線管110、射束成形總成120、光柵幹涉儀130和檢測器140可按照規定的三維關係移向輻射源。例如，可將X射線管110、射束成形總成120、光柵幹涉儀130和檢測器140附接到搖動臂160。搖動臂160可以圍繞與x射線管110的焦點同軸的軸旋轉。可將X射線管110安裝成相對於水平臂延伸段成某個角度以照射受關注區域。可通過瞄準儀C將X射線束瞄準覆蓋幹涉儀130 (例如光柵)和檢測器140的活性區域的狹窄扇形(例如，約24-cm長和Ι-cm寬)。x射線管110的入射束可稍寬於檢測器140和幹涉儀130以減少由於在目標掃描期間檢測器140的邊緣無法始終與瞄準儀C完美對齊所導致的人為移動檢測器。
[0044]2.系統組件
[0045]圖3是根據本申請的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相成像系統的組件的例示性實施方案的截面圖示。圖4是根據本申請的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相成像系統的組件的另一個例示性實施方案的截面圖示。圖3的成像系統與圖4所示的成像系統之間的一個差異是圖4中的光柵(例如，三個光柵G0、光柵Gl和光柵G2)的光柵條取向是平行於搖動臂160的掃描方向(例如，X射線扇形射束)，而在圖3中，則是垂直於搖動臂160的掃描方向。
[0046](a) X 射線源
[0047]如圖1中所示，X射線源110可以是常規X射線源。例如，X射線源110可以是乳房X射線照相成像用多色X射線管。在這個實例中，X射線源I1可具有由鎢(W)、鑰(Mo)、銠(Rh)或重元素材料合金製成的轉動陽極。焦點的面積可介於0.0lmm2與1.0mm2之間。
[0048](b)濾光片和單色儀
[0049]除了 X射線管110有關的固有過濾外，還可以任選使用其它過濾(例如，通過濾光片B)以從光譜學上將X射線束成形為窄帶寬射束以減少或消除大部分被患者吸收且增大檢查期間接收的輻射劑量的不必要軟X射線和/或可降低圖像質量的硬X射線。例示性常見濾光片材料是鋁(Al)、鑰(Mo)、銠(Rh)、銀(Ag)和其它金屬。
[0050]或者，濾光片B可以是可與發散多色X射線源配合使用的可調諧單色X射線濾光片以產生具有集中在具有I至3keV帶寬的可選擇能量的窄頻譜的單色X射線。
[0051](C)光柵
[0052]如圖1中所示，成像系統100可包括三個光柵。在一個實施方案中，源光柵GO可具有吸收金條，相位光柵Gl可由矽製成，且分析柵G2可由吸收金條製成。然而，可使用本領域技術人員已知的其它材料。可將源光柵GO靠近X射線源110放置。第二光柵Gl和第三光柵G2之間可具有固定距離，例如，機械耦接在一起、機電連接或剛性耦接在一起。類似地，源光柵GO和幹涉儀130可被耦接以在兩者之間具有可變但已知的距離。
[0053]源光柵GO可允許將大型不相干X射線源用作X射線源110，因為源光柵GO可創建各自可針對幹涉對比度提供充分空間相干性的一系列個別線源。可將由生成線源的源光柵GO創建的圖像全等疊加在檢測器140的檢測器平面上，從而獲得強度增益(例如，可控幹涉)。
[0054]相位光柵Gl可作為分束器操作且將入射束本質上分割為土 I次衍射級。這兩個±1次衍射束可相干涉並通過塔爾博特自成像效應在第二光柵G2的平面上形成周期性幹涉圖案。當將目標插入X射線束路徑中時，條紋圖案的位置將變化。由於無法用常見檢測器確定條紋位置的微米級變化，所以可將分析儀第二光柵G2放置在離相位第一光柵Gl的特定塔爾博特距離處，從而能夠利用相步進技術將條紋位置轉換成直接位於第二光柵G2後方的檢測器140上的強度模量。
[0055]當源光柵GO靠近X射線源110和瞄準儀C布置時，因為與x射線扇形對向的角度小，所以源光柵GO的尺寸可以很小(例如約lcmX0.5cm)。對於例示性(例如，乳房x射線照相)應用來說，FOV可以為24cmX30cm。因為目標位於靠近由光柵Gl和光柵G2形成的幹涉儀的位置，所以這些光柵的尺寸應匹配F0V。考慮到目前的標準照相平印技術水平，可重複地製造具有高或充分產率和可接受均一性的大面積光柵Gl和光柵G2(例如，24cmX 30cm)並不容易。為了解決這個製造問題，可使用標準6或8英寸娃晶片來製造在8cmX8cm的正方形內的多個小光柵(例如，每個具有8cmX Icm的面積)。通過將三件小光柵緊靠在一起，可重複地獲得具有可接受均一性的長而窄光柵(例如24cmX lcm)。
[0056]圖5是示出根據本申請的長而窄光柵(例如通過使兩個或更多個小光柵緊靠在一起形成)的實施方案的圖。如圖5中所不,可使用標準娃晶片形成光柵Gl或光柵G2的一個實施方案。在一個實施方案中，可使用標準8"晶片以提供長而窄光柵Gl和光柵G2。
[0057]圖6是例示性三光柵相差成像系統(例如幹涉儀)的示意圖。如圖6中所示，使用了三個光柵，即，具有吸收金條的源光柵G0、由矽製成的相位光柵(或分束器)Gl和具有吸收金條的分析柵G2。光柵可由矽晶片使用標準照相平印技術製成，且隨後用金(G0和G2)電鍍以填充凹槽。幹涉儀是由Gl和G2形成。這三個光柵的平面與光柵條相互平行。
[0058]源光柵GO允許使用大型不相干X射線源，因為其創建各自針對幹涉對比度提供充足空間相干性的一系列個別線源。由每個線源創建的圖像全等疊加在檢測器平面上，從而獲得強度增益。相位光柵Gl用作分束器且將入射束本質上分割為兩個一次衍射級，所述衍射級相干涉且在垂直於光軸(z)的平面上形成周期性條紋圖案。基於塔爾博特效應，所述周期性條紋圖案(稱為相位光柵Gl的自像)將在Gl後方的第一塔爾博特距離Cl1處具有最高對比度。假設因X射線穿過Gl的光柵條而發生的相移為π，那麼第一塔爾博特距離由以下給出

"I
[0059]A =^l<2)
J 8Λ
[0060]其中P1是Gl的周期且λ是X射線的平面波波長。在放置在離Gl為Cl1的距離處的分析柵G2的平面上的條紋圖案的周期(P2)約為Gl的周期的一半。分析柵G2具有大致上相同的條紋圖案周期(P2)。
[0061]當將目標放置在射束路徑中時，入射X射線波前會因目標而局部形變。當波前形變時，由相位光柵Gl形成的條紋從其未擾動位置移位。通過放置在離相位光柵Gl為Cl1的距離處的分析柵G2將條紋移位轉變為強度變化。這允許被直接放置在分析柵G2後方的X射線檢測器使用相比於條紋的間隔要大得多的像素。利用相步進技術，掃描光柵之一在光柵(這裡是分析柵G2)的一個周期內的橫向位置Xg導致記錄在每個像素的信號作為Xg的函數振蕩，如圖7中所示。圖7是示出當沿Xg掃描光柵之一(例如G2)時一個檢測器像素(i, j)的強度變化和對應傅立葉級數係數a、b和Φ的圖。每個像素中振蕩的相位Φ是波前相位梯度的量度，同時在光柵掃描內在每個像素中的平均檢測器信號a相當於常規吸收圖像。因此可通過沿方向X的單次一維積分檢索目標的總相移。
[0062]圖6B是另一個例示性三光柵相差成像系統的示意圖。如圖6B中所示，三光柵PCI系統可包括固定光柵G0、光柵Gl和光柵G2,且可將待成像目標相對於固定光柵G0、光柵Gl和光柵G2移動(例如經過)。在圖6B中，F是任選附加過濾且C是任選瞄準器或射束成形設備。
[0063](d)檢測器
[0064]就檢測器140來說，可使用非直接或直接平板X射線檢測器。非直接平板檢測器可包括由Csl、Gd2O2S或其它閃爍磷質製成的閃爍體層，耦接有光二極體陣列(例如，a-Si光二極體)和開關(例如，薄膜電晶體(TFT)開關)。閃爍體層的厚度可介於80 μ m與600 μ m之間。檢測器的像素間距可在20至200μπι的範圍內。另一方面，直接檢測器可包括光導體，如無定形硒(a-Se)或PbI2以在X射線檢測時產生電荷。因為圖像信息從x射線直接轉化為電荷而不存在中間步驟，所以將電磁輻射檢測過程視為直接。
[0065]作為平板檢測器的替代方案，可將電荷耦合裝置(CCD)型X射線檢測器用作檢測器140。例如，CXD型X射線檢測器可包括閃爍屏幕。
[0066]對於狹縫掃描系統來說，優選按照時間延遲積分(TDI)模式操作的拼接CCD檢測器陣列，使得在每次掃描期間能夠實施連續掃描動作和X射線照射。所述檢測器陣列可通過將兩個或更多個CCD裝置拼接在一起形成且可耦接到閃爍體層和光纖板(FOP)。FOP用於保護CCD陣列免受輻射破壞。
[0067]具有與像素寬度相當的射束寬度的狹縫掃描系統將要求極高的管輸出。CCD的TDI操作模式可允許使用顯著更寬的射束。檢測到的X射線首先經由閃爍體層轉變為光子。隨後光子通過FOP傳輸到CCD，在CCD中響應於當X射線吸收時發射自閃爍體的光產生電子。通過使電荷與掃描動作同步(例如，在相同速度下)但沿相反方向逐個像素地移動經過CCD寬度(例如，列)，TDI模式使得能夠橫跨CCD寬度進行X射線整合同時維持像素解析度。當電荷到達CCD的最後一排時，讀出累積電荷並數位化。例如，檢測器陣列可包括四個(XD，每個具有6cmX Icm的尺寸，沿其窄維度緊靠以形成長而窄檢測器(例如24cmX lcm)。再次，常見像素尺寸介於20 μ m與200 μ m之間。
[0068]作為平板檢測器的另一個替代方案，還可將使用雪崩放大方法的線性光子計數氣體檢測器用作檢測器140。除了將氣體檢測器用於光子計數技術外，還可將晶形S1、CdTe和CdZnTe用於直接變換光子計數檢測器。
[0069]該例示性單光子計數檢測技術可將檢測器140中的噪聲與真實X射線光子相互作用區別開來。通過計數高於預定閾值的信號，實現了單X射線光子的無電噪聲且高效計數。當將這類檢測器用於根據本申請的實施方案的狹縫掃描系統中時，相比於積分檢測器(如直接和非直接平板檢測器和CCD裝置)，患者劑量和散射輻射顯著降低且/或圖像質量的對比度和空間解析度獲得可觀提高。
[0070]3.系統和光柵參數的選擇
[0071]在例示性實施方案中光柵參數和幾何系統參數的選擇可受限於X射線源的選擇、光柵製造方法的限制、系統尺寸的實用性、系統性能要求和物理定律的約束。總地來說，對於球形X射線波來說，系統參數和光柵參數應滿足以下方程。
[0072]1.空間相干性要求

Jf
[0073]/.= ~: > npf t ii = 1,2,3*?*(3)
t ~
[0074]2.光柵的周期
Pnn--1IλM K -urnM '%
[0075]P11 =-?十 1-- +- ? Il = 1,….(4)
^ifP1 I ηρ: ; η
[0076]P, =-;~(5)
Pa +
[0077]3.相位光柵要求
[0078]矽相位光柵Gl的結構高度必須使得穿過光柵條的X射線發生規定相移或相移η (例如)，這導致射束分裂為土I次衍射級。
贏
[0079]k =士_

2#Sf
[0080]而且，光柵GO和光柵G2的結構高度應足夠大以針對所選或最優的系統性能提供充分X射線吸收(例如，>75% )0
[0081]4.塔爾博特自成像條件
H
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LUU8Z」攀I;t" — μ—\ * I
u η 2]
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M-.....Λ II
4α J
[0083]方程(3)至方程(7)中所示的參數如下。
[0084]Ic =相干長度
[0085]λ =χ射線輻射的平均波長
[0086]L = GO與Gl之間的距離
[0087]s = GO的狹縫寬度
[0088]n =整數(塔爾博特次數)
[0089]dn = Gl與G2之間的塔爾博特距離
[0090]p0 = GO 的周期
[0091]Pl = Gl 的周期
[0092]p2 = G2 的周期
[0093]h0 = GO的結構高度
[0094]hi = Gl的結構高度
[0095]h2 = G2的結構高度
[0096]Ssi=矽的折射率衰減
[0097]首先基於系統要求和光柵製造的限制選擇η、ρ2、λ和L，隨後可確定其它參數，SP，
S、P0, Pl, hp h2、h3和dn。舉例來說，表I列出關於狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統的實施方案的例示性系統設計參數和光柵參數。
[0098]表I
[0099]平均E (keV)28
[0100]平均λ (nm) 0.443
[0101]L (mm)642
[0102]p2(mm)2.0
[0103]ηI
[0104]dn(mm)42.4
[0105]s (μ m)7
[0106]P0 (μ m)30.3
[0107]P1 (μ m)3.75
[0108]h0 (μ m)42
[0109]hi (μ m)36
[0110]h2 (μ m)26
[0111]lc(ym)4.0
[0112]4.例示性系統操作
[0113]圖8是示出操作狹縫掃描相差數碼成像系統的方法的實施方案的流程圖。將利用圖1和圖3中所示的系統實施方案描述圖8的例示性方法實施方案並予以實現，然而所述方法不希望限於此。
[0114]如圖8中所示，在方法開始後，初始化檢測器以備曝光且將分析柵G2移動到規定位置或原位置(操作塊810)。隨後，對於乳房X射線照相醫學圖像來說，可壓縮乳房(例如，以改善圖像質量)(操作塊820)。將搖動臂160設置到初始或原位置(操作塊830)。因此，塊830可定位X射線管110、射束成形總成120、x射線光柵幹涉儀130和可剛性安裝到搖動臂160的X射線檢測器140。當搖動臂160沿覆蓋目標的寬度(例如，約30cm)的弧形類似於鐘擺般轉動時，X射線束可以掃過目標，如圖3中所示。當X射線束完成完全掃過目標時，可讀出由檢測器140記錄的圖像數據並儲存在計算機的存儲單元中(例如，在狹縫掃描相差數碼成像系統或在具有處理器、顯示器和存儲器的無線耦接控制臺)。在一個實施方案中，檢測器是長而窄的CCD型檢測器且可按照時間延遲積分(TDI)模式操作用於信號檢測。隨後，在操作塊850中確定圖像序列是否完整(例如，已捕捉N個圖像)。當塊850中確定為否定時，利用相步進技術(舉例而言)，分析柵G2(例如，安裝在壓電平移臺上)隨後橫向移動預定距離(步)，然後開始下一次X射線束掃描(操作塊860)且方法跳回塊830，此時搖動臂160返回到初始掃描前位置或原位置(或沿轉動方向逆行)以準備下一次的圖像序列掃描。
[0115]當塊850中確定為肯定時，因為完成了預定次掃描循環N (例如，一般為5到8次)和步進，所以可以提取圖像數據，處理並顯示於監視器上(操作塊870、操作塊880、操作塊890)。例如，可通過計算機的圖像處理單元處理相同圖像數據集以構建目標的多個圖像，包括如本文所描述的吸收對比圖像、微分相位對比圖像、相移對比圖像和暗場圖像。
[0116]這些吸收對比圖像、微分相位對比圖像、相移對比圖像和暗場圖像互補，從而可提供形象化目標中的微妙細節所必需的特異性。
[0117]存在實現圖8的方法實施方案中所描述的相步進的交替方式。例示性交替相步進實現方式包括但不限於:(i)沿垂直於光軸和Gl的光柵條兩者的方向移動光柵Gl (而不是G2) ；(ii)使Gl和G2成某一角度圍繞沿光柵條取向的軸一起轉動(例如，將兩個光柵保持在相互對齊位置或通過機械方式固定在一起)；或(iii)使X射線源沿垂直於光軸和光柵的光柵條兩者的方向移動。可以將這些例示性交替相步進實現方式實現於圖3中所示的例示性搖動臂160構造上。
[0118]圖9是示出操作狹縫掃描相差數碼成像系統的方法的實施方案的流程圖。將利用圖1和圖3至圖4中所示的系統實施方案描述圖9的例示性方法實施方案並予以實現，然而所述方法不希望限於此。
[0119]圖9示出系統操作的另一種「步-顫振-步」模式，其中搖動臂可採取逐步移動的方式掃過目標。每步的距離可以約為檢測器的寬度。在搖動臂的每個位置，可利用上述相步進技術(例如，使分析柵G2移動p2/N)實施一系列X射線曝光/圖像捕捉操作(例如，捕捉N個圖像)。隨後，搖動臂移動到下一步位置並實施另一系列X射線曝光/圖像捕捉操作直至搖動臂步進穿過並完成整個目標掃描。隨後，提取原始圖像數據集、處理並顯示於監視器上。或者，當搖動臂步進通過整個目標時，可在每「步」的結束時提取原始圖像數據子集，且可處理捕捉的原始圖像並同時或在最後一步完成時顯示於監視器上。
[0120]如圖9中所示，在方法開始後，初始化檢測器以備曝光且將分析柵G2移動到規定位置或原位置(操作塊910)。隨後，可定位目標或對於乳房X射線照相醫學圖像來說，可壓縮乳房(例如，以改善圖像質量)(操作塊920)。將搖動臂160設置到初始或原位置(操作塊 930)。
[0121]隨後，使搖動臂160步進到當前步位置(操作塊933)，發射X射線束以曝光並捕捉目標的一部分的圖像(操作塊940)。隨後，在操作塊945中確定那一步的圖像序列是否完整(例如，已捕捉N個圖像)。當塊945中確定為否定時，利用相步進技術(舉例而言)，分析柵G2(例如，安裝在壓電平移臺上)隨後橫向移動預定距離(例如p2/N，如2mm/8 =250nm)且方法跳回塊940，在此發射x射線束以曝光和捕捉目標的一部分的圖像。
[0122]當塊945中確定為肯定時，因為完成了預定次數的步進和掃描循環N(例如，一般為5至8次)，所以可儲存圖像數據集且可在操作塊955中確定是否完成對整個目標的掃描。當塊955中確定為否定時，使搖動臂160步進到下一位置(操作塊933)且可重複操作塊940、操作塊945和操作塊950。當塊955中確定為肯定時，因為已掃描整個目標，所以可提取圖像數據集、處理並顯示於監視器上(操作塊960、操作塊965、操作塊970)。例如，可通過計算機的圖像處理單元處理相同圖像數據集以構建目標的多個圖像，包括如本文所描述的吸收對比圖像、微分相位對比圖像、相移對比圖像和暗場圖像。
[0123]5.圖像形成和圖像檢索
[0124]目標不在合適位置時，X射線束穿過相位光柵Gl並形成幹涉條紋。將對象置於射束路徑中後，入射X射線波前因對象而局部形變，導致X射線束角偏移:
[0125]φ%γ) =......Σ?_
2Μ σχ
[0126]當波前形變時，這些條紋從其未乾擾位置移位
[0127]D(x, y) = dn.α (χ, y)(9)
[0128]通過放置在離相位光柵Gl為dn的距離處的分析柵G2將條紋移位轉變為強度值。可使用具有比條紋的間隔大得多的像素的二維檢測器記錄信號。掃描光柵之一(例如，分析柵G2)的橫向位置Xg導致在每個像素中記錄的信號作為Xg的函數振蕩。對於每個像素(i, j)來說，信號振蕩曲線可由傅立葉級數表示，
[0129]I,(i,J,)?O1 (i,i)+ bs(i j)cm ^xg+φ,(I,i)I (10)(存在目標)
、PlJ
f \
[0130]rt^1.j)+ bu{1.j)co% + 4(r,./) U I? (不存在目標)
\Pz/
[0131]從方程(10)和方程(11)，可檢索目標的以下圖像。透射圖像由以下給出
[0132]U2)
[0133]微分相位對比圖像由以下給出
[οι 34] I= TT (我:仏.f)—疼(1'*./)) (1 3)
由' Λ,?
[0135]還可通過沿垂直於光柵條的像素方向進行簡單一維積分獲得目標的相移圖像，例如，
[0136]= yf-1 ?Ψ,仏 I)-與.(M)

應,H
[0137]此外，暗場圖像是從被目標散射的較高角衍射強度形成。關於目標的散射功率的信息含於第一傅立葉振幅係數，Is(i, j, xg)的bs(i，j)。因此可如下獲得暗場圖像
[0138]V(f.j) =I 羞 5)
[0139]這四個不同的目標圖像可從同一數據集導出且可互補以提供目標的多種信息，使得能夠形象化目標中的微妙細節。
[0140]如本文中所描述，根據本申請的相差數碼成像系統和/或其使用方法的實施方案可提供各個優點。混合狹縫掃描光柵型微分相差乳房X射線照相系統的實施方案具有各種優點(例如，相比於全場數碼乳房X射線照相系統)。
[0141]光柵型微分相差成像技術的實施方案可使用常規X射線管，替代昂貴且巨大的同步加速器輻射源，從單次圖像捕捉過程提供目標的多種圖像信息(例如，吸收對比圖像、微分相差圖像、相移圖像和暗場圖像)。
[0142]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可顯著增強低吸收組織的對比度(例如，健康組織與患病組織之間的對比度)，這對於乳房X射線照相和骨關節尤其有用。
[0143]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可允許使用小光柵和檢測器產生大面積圖像。實施方案可在不使用柵格下降低運動模糊、散射輻射和患者劑量。
[0144]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可使用通過將兩個或更多個短而窄(例如，8cmX lcm)光柵緊靠在一起形成的具有長而窄幾何形狀的相位光柵(Gl)和分析柵(G2)且相比於大型全場(對於常見乳房χ射線照相術為24cmX30cm)系統和/或方法來說花費顯著更低。因此，拼接檢測器的實施方案得以實現且相比於大型全場二維檢測器(例如，對於乳房χ射線照相術來說為24CmX30Cm)花費將少得多。
[0145]成像系統的實施方案可要求長而窄的檢測器，其可通過將兩個或更多個短而窄(例如，ScmXlcm)檢測器緊靠在一起形成。具有高敏感度和低噪聲的較小檢測器可用相對於大型全場二維檢測器(對於常見乳房χ射線照相術來說為24CmX30Cm)低的費用購得。
[0146]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可使用圓形圍繞源焦的彎曲光柵和檢測器以支持更緊湊系統設計且降低或消除在圖像的邊緣區域發生的相位光柵遮蔽效應和/或分析柵掃描效應。圖10是使用對應於X射線源焦的彎曲光柵和檢測器的狹縫掃描光柵型微分相差系統的實施方案的側視圖。
[0147]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可使用具有轉動陽極的X射線管(較高輸出)、x射線源與對象之間的短距離(較高X射線通量)和將CsI閃爍體與拼接TDI模式CCD陣列耦接的檢測器(較高檢測敏感度)。結果，可顯著縮短曝光時間。
[0148]狹縫掃描相差數碼成像系統和/或其使用方法的某些例示性實施方案(例如見圖8和圖9)可採用步-顫振-步方法，其中光柵之一(相位光柵Gl或分析柵G2)可相對於另一個光柵步進。例如，當移動分析柵G2，其中N是覆蓋光柵G2的一個周期所需的步數(例如，使用壓電平移臺)，且光柵G2的橫向尺寸為Ie2時；那麼掃描具有橫向尺寸S的目標可使用或需要S/le2.N的χ射線曝光。對於例示性S = 20cm乳房且在搖動臂的每個位置(或切片)對於Icm寬G2光柵有8個相位步的情況，那麼使用20/1.8 = 160x射線曝光掃描整個目標。注意可將S/le2*N視為完全掃描所需的充足或最小數。為了將切片適當地縫合到整個目標的圖像中，切片之間需要稍微重疊。
[0149]圖8和圖9中描述的兩個例不性掃描實施方案在掃描目標的一個切片後將搖動臂或分析柵G2返回到其初始(例如，原)位置。雖然，這些裝置(例如，平移壓電驅動)的精密定位可達到nm級，但在完成目標掃描後的多次前後移動可累積顯著空間誤差。為了減小或避免空間誤差，優選在搖動臂連續移動時使分析柵儘可能少或不步進。還優選光柵Gl與光柵G2的相對位置不變化(例如，無步進)且/或搖動臂連續移動經過目標，其可縮短掃描時間。
[0150]為了在固定Gl光柵與G2光柵下實現搖動臂的連續移動，相差成像系統的例示性實施方案必然是失調的。在一個例不性實施方案中，可將失調的相差成像系統理解為其中分析柵G2的間距p2被有意控制或製作成不等於在相位光柵Gl後方的塔爾博特距離處的幹涉圖案的周期Pint的成像系統。在另一個例示性實施方案中，可將失調的相差成像系統理解為其中分析柵G2的間距p2被有意控制或製作成等於在相位光柵Gl後方的塔爾博特距離處的幹涉圖案的周期Pint，但分析柵G2被定位在遠離相應塔爾博特距離的成像系統。在某個例示性實施方案中，失調的相差成像系統可產生周期性條紋圖案，其中所述條紋圖案存在於分析柵G2寬度或寬度的一部分內。雖然在完整或部分目標掃描中，相比於調諧光柵型PCI系統，失調光柵型PCI系統實施方案的曝光次數大致相同，但位置誤差和/或掃描時間可減小。圖11是圖示例示性調諧和失調相差成像系統的概念的圖。分析柵G2和幹涉圖案可分別近似為具有頻率f2 = l/p2和頻率fint = l/pint的餘弦波。隨後，由放置在分析柵後方的檢測器測定的信號為:
I, = MFI^/ ).c--s(2j-/:x)] =
[0151 ]Ttf\.j /i(IΛI
MTFif).+ /, )x)+cos(2/T(/,r1- )x)]/ 2,
[0152]例如，MTF是檢測器的調製傳遞函數，可如下近似:MTF(f) = 0.5.erfc[a ln(f/fQ)]，其中a是MTF曲線的斜率且fQ是MTF下降50%的空間頻率。在分析柵間距p2 = 2μπι下的空間頻率為500cyc/mm。當與相當的幹涉圖案頻率加和時,所述頻率加倍,例如fint+f2=1000cyc/mm。非直接電荷積分檢測器中的的例示值一般可介於I與2cyc/mm之間，而在直接光子計數檢測器的情況中，fo的值可達到5cyc/mm。也就是說，檢測器將測量不到1000cyc/mm下的信號。因此,可檢測信號僅有:
[0153]MTF (f).cos (2 ii (f int-f2) x)/2(17)
[0154]在調諧相差成像系統的情況中(fint = f2)，所述信號增大或是最大值。當測定這種構造中的開場時，檢測器產生均勻圖像。在失調相差成像系統的情況中，檢測到的圖像將具有餘弦圖案，具有由檢測器的MTF所導致的較低對比度。對比度的損失取決於系統失調程度，g卩Af = fint-f2。圖12是圖示關於相差成像系統實施方案的調諧和失調構造在檢測器平面中測定的開場圖像的實例的圖。如圖12中所示，調諧相差成像系統實施方案的開場圖像可產生橫跨分析柵G2的無變化或平坦開場圖像。如圖12中所示，圖像的橫向尺寸被選擇為等於條紋圖案的一個周期(舉例來說)。在一個實施方案中，相差成像系統的Af可為〈5%、〈1%或〈0.1%。
[0155]重要的是作為空間頻率的函數的檢測器響應。圖13A示出針對不同α斜率(例如，見方程16)描繪的幾個MTF。具有較高斜率值的MTF對於低於半值頻率的空間頻率來說可具有較長穩定期(例如，下降較慢)。較高斜率常見於具有較優頻率響應的檢測器，例如與非直接檢測器相比的直接轉化光子計數檢測器。對於非直接檢測器來說，斜率α —般接近I和更高，而半值頻率在1.5與2cyc/mm之間的範圍內。圖13B示出作為MTF斜率α和空間頻率fo的函數的對比度下降百分比。如所預期，對於較小Af的情況，相對於可能最大值(例如，在Af = O下)的對比度下降較小。而且，圖13中示出的曲線在較高fQ下(例如，對於具有較高量子效率的檢測器)甚至更低。較高MTF斜率α可進一步降低對比度下降。MTF斜率α —般接近I和更高。當根據圖3實現PCI系統時，可基於Λ f選擇G2光柵的寬度。如果G2的寬度被設置為等於測定條紋圖案的一個周期，那麼對於Af = 0.20、
0.10或0.05cyc/mm的情況，G2的寬度可分別為0.5、1或2cm。如本文所描述，為了避免光柵製作不均一，優選保持小的分析柵寬度。因此，具有對應Af = 0.lcyc/mm的Icm寬度最為合適，但，本申請的實施方案不希望限於此。此外，當G2的寬度不等於一個而是兩個或更多個幹涉對比周期時，可使用其它尺寸。
[0156]相對於調諧相差成像系統的實施方案，失調系統的實施方案只能根據圖3所示的示意圖實現。在檢測器平面中的條紋圖案必須加以取向以使搖動臂橫向經過所述圖案。雖然圖4上所描繪的PCI實現方式適合調諧相差成像系統，但無法應用於失調PCI系統。另夕卜，在失調PCI系統的實施方案的情況中，分析柵G2與檢測器D可一起移動(例如，利用附接的平移壓電驅動)以使它們沿χ射線束的方向(例如，z軸)同時移動，從而可調整檢測器平面中條紋圖案的頻率(Af)。
[0157]當分析柵G2的寬度選擇(例如)為Icm時，精確製作具有可在檢測器平面上形成預期條紋圖案頻率(例如0.lcyc/mm)的間距的光柵存在挑戰。在一個實施方案中，當間距G2稍偏離所需或選擇尺寸時，可通過使分析柵G2沿射束軸(例如，軸z)相對於相位光柵Gl移位來微調相差成像系統。通過使分析柵G2沿射束軸移位，分析柵G2可在由相位光柵Gl形成幹涉圖案的不同z位置達到峰值。換言之，在某些例示性實施方案中，使用幹涉圖案的不同頻率fint以在檢測器平面上形成所需條紋圖案。
[0158]如本文中所描述，在調諧相差成像系統的實施方案中，相位檢索算法可要求在分析柵的不同橫向位置處進行多次χ射線曝光，這允許形成圖7中所示的餘弦形強度曲線。當相差成像系統失調時，檢測器已可測定餘弦形條紋圖案且不再要求光柵步進。相對地，在一些例不性實施方案中，光柵G1、光柵G2和檢測器D可固定在一個相對位置並移動以使目標成像(例如附接到搖動臂)，且搖動臂可連續移動經過固定的目標。或者，在一個實施方案中，搖動臂可靜止且目標可橫向移動經過垂直於入射χ射線的平面。圖14是圖示相差成像系統實施方案的幹涉儀相對於目標或相反的例示性移動的圖。圖15是將目標的個別切片投射到在檢測器平面中測定的一周期條紋圖案上的目標掃描實例示意圖。圖14至圖15中示出的三角形、圓形和正方形是指例示性目標的不同部分。當Gl、G2和D固定而目標與搖動臂相互移動時，那些目標部分在隨後時間被個別投射到條紋圖案的不同橫向位置上。在整個目標掃描完成後，目標的每個個別部分(如三角形、圓形和正方形)在不同強度下被測定幾次(例如，N = 8)。換言之，例示性形狀(例如，三角形、圓形和正方形)中的每個將具有類似於圖7中所示的個別強度曲線。圖16是目標的個別切片(例如，三角形、圓形和正方形)的強度曲線形成的示意圖。再次，可將本文描述的傅立葉重構技術應用於每個強度曲線以形成關於每個切片的傳輸圖像、微分相位圖像和暗場圖像。隨後，可將所述切片圖像組合或縫合在一起以形成整個目標的圖像。
[0159]圖2中針對調諧PCI系統情況繪製的功能圖還可應用於失調PCI系統。然而，對於失調PCI系統實施方案來說，不需要壓電平移臺，因為在失調PCI構造中光柵不再步進。
[0160]根據某些例示性實施方案，可提供方法，其可包括提供射線照相成像用χ射線發生器，提供包括射束限制設備和源光柵GO的射束成形總成、提供包括相位光柵Gl和分析柵G2的χ射線光柵幹涉儀，且使分析柵G2的間距相對於由相位光柵Gl在離相位光柵Gl的規定距離處產生的幹涉圖案的間距偏離。在一個方法實施方案中，相位光柵Gl與分析柵G2的相對位置在目標掃描時不變化，且其中所述規定距離是塔爾博特距離。一個方法實施方案可包括產生大於0.1cm或覆蓋分析柵G2的大部分的條紋圖案。在一個方法實施方案中，光柵G1、光柵G2和檢測器D可固定在一個相對位置，附接到搖動臂並移動以使目標成像，其中光柵Gl與光柵G2的相對位置提供非零Af。在一個方法實施方案中，通過使分析柵G2的間距不等於由相位光柵Gl在分析柵G2的位置產生的幹涉圖案的間距產生條紋圖案，或當分析柵G2的間距等於幹涉圖案的間距時，通過使分析柵G2的位置偏離塔爾博特距離產生條紋圖案。
[0161]狹縫掃描光柵型微分相差系統和/或方法的實施方案可提供大範圍潛在應用，包括醫學成像、小型動物成像、安保檢查、工業無損檢測和食品檢驗。根據本申請的實施方案還可用於使用其它輻射形式(如中子和原子束)的相差應用。根據本申請的實施方案可提供對於臨床應用具有高效率和大視野的可靠且低成本相差乳房X射線照相系統。
[0162]此外，當將根據本申請的實施方案(例如，光柵型PCI)與斷層照相掃描組合時，可重構目標中的X射線折射率的三維分布以及通常在吸收斷層照相術中獲得的吸收係數分布。
[0163]雖然已針對一個或多個實現方式說明本發明，但在不脫離隨附權利要求的精神和範圍下可對圖示實例進行替換和/或修改。此外，雖然已針對幾種實現方式之一公開本發明的特定特徵，但對於任何指定或特定功能有需要且有利時，這種特徵可與其它實現方式的一個或多個其它特徵組合。術語「至少一個」是指可選擇所列項目中的一個或多個。術語「約」指示列舉值可一定程度變化，條件是所述變化不會造成不符合所示實施方案的方法或結構。最後，「例示性」指示將描述用作實例，而不是暗示這是理想。本領域技術人員將通過說明書的考量和本文公開發明的實踐明白本發明的其它實施方案。預期只將說明書和實例視為例示性內容，本發明的真實範圍和精神是由以下權利要求指示。
【權利要求】
1.一種相差數碼射線照相成像系統，其包括: 射線照相成像用多色X射線源； 包括源光柵GO的射束成形總成， X射線光柵幹涉儀，其包括 相位光柵Gl,和 分析柵G2 ;和 其中相對於由所述相位光柵Gl產生的幹涉圖案的間距，所述分析柵G2的間距和位置產生覆蓋所述分析柵G2的寬度的至少一個條紋圖案。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述條紋圖案是通過使所述分析柵G2的間距不等於由所述相位光柵Gl在所述分析柵G2的位置處產生的幹涉圖案的間距產生，其中所述分析柵G2處於塔爾博特距離或增大在所述檢測器的位置處的對比度的位置，其中所述相位光柵Gl與所述分析柵G2的相對位置在目標掃描時不變化。
3.根據權利要求1所述的系統，其中所述條紋圖案是通過使所述分析柵G2的位置偏離塔爾博特距離產生，且其中所述分析柵G2的間距等於所述幹涉圖案的間距。
4.根據權利要求1所述的系統，其中所述相差數碼射線照相成像系統失調，且其中所述相位光柵Gl與所述分析柵G2的相對位置在整個目標掃描時不變化。
5.根據權利要求1所述的系統，其中所述相差數碼射線照相成像系統失調以產生大於0.1cm或覆蓋所述分析柵G2的大部分的條紋圖案。
6.根據權利要求1所述的系統，其中N是用於覆蓋所述分析柵G2的周期的步數，且其中所述目標的掃描包括N次曝光所述目標的至少一部分。
7.根據權利要求1所述的系統，其中所述光柵G1、所述光柵G2和檢測器D可固定在一個相對位置，附接到所述搖動臂並移動以使所述目標成像，其中所述光柵Gl與所述光柵G2的相對位置提供非零Af = fint-f2，其中可調整在所述檢測器處的條紋圖案的頻率(Af)，其中可使所述分析柵G2相對於所述相位光柵Gl移動偏離以調整在所述檢測器處的條紋圖案的頻率(△ f)，或可使所述分析柵G2與所述檢測器D沿所述X射線束的方向同時一起移動以增大對比度或調整在所述檢測器處的條紋圖案。
8.根據權利要求1所述的系統，其中所述相差DR成像系統是狹縫掃描相差DR成像系統，其中所述三個光柵G0、光柵Gl和光柵G2的光柵條的取向平行於所述搖動臂的掃描方向，其中來自所述系統在目標上單次通過的圖像數據集被用於構建所述目標的多個圖像，包括吸收對比圖像、微分相位對比圖像、相移對比圖像和暗場圖像中的至少一個。
9.一種相差數碼射線照相成像系統，其包括: 射線照相成像用多色X射線源； 包括源光柵GO的射束成形總成， X射線光柵幹涉儀，其包括 相位光柵Gl,和 分析柵G2 ;和 分區X射線檢測器， 其中在所述分區X射線檢測器的位置處，相對於由所述相位光柵Gl產生的幹涉圖案的間距，所述分析柵G2的間距不相等，其中所述相位光柵Gl與所述分析柵G2的相對位置在目標掃描時不變化，其中N是用於覆蓋所述分析柵G2的一個周期的步數，且其中所述目標掃描包括N次曝光所述目標的至少一部分。
10.一種狹縫掃描相差數碼射線照相成像系統，其包括: 射線照相成像用多色X射線源； 射束成形總成，其包括， 瞄準儀， 源光柵G0, X射線光柵幹涉儀，其包括 相位光柵Gl,和 分析柵G2 ;和 分區X射線檢測器；其中所述三個光柵(G0、G1和G2)按照使這些光柵的平面與光柵條相互對齊的方式定位。
11.根據權利要求10所述的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其中所述X射線源、所述射束成形總成、所述光柵幹涉儀和所述檢測器被附接到搖動臂以圍繞軸一起旋轉，其中所述軸被定位在所述源光柵GO的一側，與所述分析柵G2相對，包括與X射線管焦點同軸。
12.根據權利要求10所述的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其中對於所述分析柵G2的N個位置中的每個，所述搖動臂通過曝光所述分區X射線檢測器的M個依序位置實施單次FOV掃描以獲得用於構建3D圖像的多個原始圖像數據，其中M和N是大於4的正整數，其中所述分區X射線檢測器的M個依序位置是多個相鄰重疊位置，其中所述分析柵G2的光柵大體上平行或大體上垂直於X射線束路徑。
13.根據權利要求10所述的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其中對於所述分析柵G2的N個位置中的每個，所述搖動臂通過使用CCD檢測器按照TDI模式連續狹縫掃描所述FOV的M個部分實施M次FOV掃描以獲得用於構建3D圖像的多個原始圖像數據，其中M和N是正整數，其中所述FOV的M個部分是所述FOV的依序相鄰位置，其中所述分析柵G2的光柵大體上平行於X射線束路徑。
14.根據權利要求10所述的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其中所述搖動臂通過曝光所述分區X射線檢測器的M個依序位置實施單次FOV掃描，其中針對所述分析柵G2的N個位置中的每個曝光M個依序位置中的每個以獲得用於構建3D圖像的多個原始圖像數據，其中M和N是正整數，其中所述分區X射線檢測器的M個依序位置是多個相鄰重疊位置，其中所述分析柵G2的光柵大體上平行或大體上垂直於X射線束路徑。
15.根據權利要求10所述的狹縫掃描相差數碼乳房X射線照相系統，其還包括濾光片，其中所述檢測器是非直接分區檢測器或直接分區檢測器，其中所述光柵和所述檢測器彎曲以匹配所述X射線源焦點，其中所述相位光柵Gl和所述分析柵G2彼此之間具有規定角度，其中所述分析柵G2可線性步進或轉動步進，其中所述第二光柵和所述第三光柵的縱橫比各自大於2:1。
【文檔編號】A61B6/06GK104244832SQ201380018381
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月15日 優先權日:2012年3月30日
【發明者】葉 K., J. 沃奇克 T., E. 沙菲爾 M., S. 賈德裡奇 B., 巴圖林 P. 申請人:卡爾斯特裡姆保健公司