ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ФАЗОВОГО КОНТРАСТА

1. Дифракционная решетка (14, 15) для формирования рентгеновских изображений методом дифференциального фазового контраста, содержащая
- по меньшей мере, один участок (24) первой подобласти (26);
и
- по меньшей мере, один участок (28) второй подобласти (30); при этом первая подобласть содержит решетчатую структуру
G1
(54) с множеством полос (34) и щелей (36), расположенных периодически с первым шагом P (38) решетки; причем полосы расположены так, что они изменяют фазу и/или амплитуду рентгеновского излучения, и причем щели являются рентгенопрозрачными;
причем вторая подобласть является рентгенопрозрачной, и причем по меньшей мере, один участок второй подобласти обеспечивает рентгенопрозрачную апертуру (40) на решетке;
причем участки первой и второй подобластей расположены с чередованием в, по меньшей мере, одном направлении (42) таким образом, что в течение одного этапа получения изображения могут быть зарегистрированы информация фазово-контрастного изображения, а также информация о плотности.
2. Дифракционная решетка по п. 1, в которой несколько участков первой и/или второй подобластей расположены смежно в виде первых подмножеств (64) и/или вторых подмножеств (66); и при этом первые и/или вторые подмножества расположены по области
SR1
SR2
дифракционной решетки с шагом P повторения первых подмножеств и/или шагом P повторения вторых подмножеств в, по меньшей мере, одном направлении.
3. Дифракционная решетка по п. 1 или 2, в которой участки первой и второй подобластей расположены по области дифракционной решетки в соответствии с шахматной схемой (50) размещения.
4. Дифракционная решетка по п. 1 или 2,
в которой участки первой подобласти расположены линейно в виде, по меньшей мере, одной линейной группы (7 6) решеток, содержащей, по меньшей мере, одну линию (78) участков первой подобласти; и
при этом участки второй подобласти расположены линейно в виде, по меньшей мере, одной линейной группы (80) апертур, содержащей, по меньшей мере, одну линию (82) участков второй подобласти;
причем обеспечены, по меньшей мере, две линейные группы (76) решеток и, по меньшей мере, две линейные группы (80) апертур; и
L1
причем линейные группы решеток и линейные группы апертур расположены с чередованием с первым шагом P (84) линий.
5. Детекторное устройство (10) рентгеновской системы для формирования фазово-контрастных изображений объекта, содержащее:
- первую дифракционную решетку (520);
- вторую дифракционную решетку (522); и
- детектор (12; 514) с датчиком;
при этом датчик содержит, по меньшей мере, один пиксель (16) датчика первой подгруппы (18) пикселей и, по меньшей мере, один
пиксель (20) датчика второй подгруппы (22) пикселей;
причем первая дифракционная решетка является фазовой решеткой (15);
причем вторая дифракционная решетка является анализирующей решеткой (14);
причем анализирующая решетка и/или фазовая решетка выполнены с возможностью ступенчатого поперечного перемещения в отношении к периоду анализирующей решетки;
причем фазовая решетка и анализирующая решетка обеспечены в качестве дифракционной решетки для формирования рентгеновского изображения методом дифференциального фазового контраста по любому из предыдущих пунктов;
T1
причем каждая из первой и второй дифракционных решеток выполнены с возможностью перемещения относительно датчика из первого положения (Р1) в, по меньшей мере, второе положение (Р2) с первым шагом P (44) перемещения;
Т1
причем шаг Р перемещения согласован с участками первой и второй подобластей, расположенными с чередованием в, по меньшей мере, одном направлении; и
причем в первом и втором положениях за участками первой и второй подобластей расположены разные части датчика.
G1
6. Детекторное устройство по п. 5, в котором каждая из первой и/или второй дифракционной решеток выполнены с возможностью ступенчатого изменения фазы в отношении к одному периоду дифракционной решетчатой структуры с первым шагом P решетки под острым углом α (109) к решетчатой структуре первой
и/или второй дифракционной решетки.
7. Детекторное устройство по п. 5 или 6, в котором размер пикселей отличается от размера участков первой и/или второй подобластей дифракционной решетки.
8. Устройство (510) получения рентгеновских изображений для формирования фазово-контрастных изображений объекта, с
- рентгеновским источником (512);
- решеткой источника (518);
- фазовой решеткой (520);
- анализирующей решеткой (522); и
- детектором (514);
при этом рентгеновский источник генерирует пучок (536) рентгеновского излучения с полихроматическим рентгеновским спектром;
причем решетка источника выполнена с возможностью обеспечения достаточной поперечной когерентности для когерентного облучения (538), по меньшей мере, одного полного шага решетки фазовой решетки, чтобы в местоположении анализирующей решетки можно было наблюдать интерференцию; и причем фазовая решетка, анализирующая решетка и детектор обеспечены в качестве детекторного устройства по любому из пп. 5-7.
9. Медицинская рентгенографическая система (500) для формирования изображений методом дифференциального фазового контраста с
- устройством (510) получения рентгеновских изображений для
формирования фазово-контрастных изображений объекта по п. 8;
- обрабатывающим блоком (526);
- интерфейсным блоком (528); и
- устройством (524) для размещения объекта;
при этом обрабатывающий блок выполнен с возможностью управления рентгеновским источником, а также ступенчатым изменением фазы анализирующей решетки и/или фазовой решетки и перемещением фазовой решетки и анализирующей решетки;
причем интерфейсный блок выполнен с возможностью предоставления зарегистрированных первых и вторых необработанных данных изображения в обрабатывающий блок; и
причем устройство для размещения объекта выполнено с возможностью размещения объекта интереса для получения фазово-контрастного изображения.
10. Способ (400) формирования изображений методом дифференциального фазового контраста, содержащий следующие этапы:
- a1) подводят (410) когерентное рентгеновское излучение в интерферометр с двумя дифракционными решетками в первом положении (Р1); при этом каждая дифракционная решетка содержит, по меньшей мере, одну решетчатую часть и, по меньшей мере, одну апертурную часть, причем первая дифракционная решетка является фазовой решеткой, и причем вторая дифракционная решетка является анализирующей решеткой;
а2) ступенчато изменяют (412) фазу анализирующей решетки; и
а3) регистрируют (414) первые необработанные данные (416)
изображения посредством датчика с, по меньшей мере, двумя частями; причем первая и вторая части регистрируют информацию фазово-контрастного изображения и информацию о плотности;
- b) перемещают (420) анализирующую решетку и фазовую решетку во второе положение (Р2); и
- c1) подводят (422) когерентное рентгеновское излучение в интерферометр во втором положении;
с2) ступенчато изменяют (424) фазу анализирующей решетки; и
с3) регистрируют (426) вторые необработанные данные (428) изображения посредством датчика с, по меньшей мере, двумя частями; причем первая и вторая части регистрируют, соответственно, информацию о плотности и информацию фазово-контрастного изображения; и
- d) обеспечивают (432) зарегистрированные первые и вторые необработанные данные изображения в качестве необработанных данных (434) изображения.
11. Способ по п. 10,
в котором этап ступенчатого изменения фазы выполняют под острым углом α (109) к дифракционной решетке.
12. Способ по п. 10 или 11,
G1
в котором фазовая решетка и анализирующая решетка содержат, каждая, по меньшей мере, один участок первой подобласти, при этом упомянутая первая подобласть содержит решетчатую структуру с множеством полос и щелей, расположенных периодически с первым шагом P решетки; причем полосы расположены так, что они изменяют фазу и/или амплитуду рентгеновского излучения, и причем
щели являются рентгенопрозрачными; и, по меньшей мере, один участок второй подобласти, который является рентгенопрозрачным, и причем по меньшей мере, один участок второй подобласти обеспечивает рентгенопрозрачную апертуру на решетке; причем участки первой и второй подобластей расположены с чередованием в, по меньшей мере, одном направлении;
причем этап а3) содержит регистрацию первых необработанных данных изображения посредством датчика в первом положении, причем датчик содержит, по меньшей мере, один пиксель датчика первой подгруппы пикселей и, по меньшей мере, один пиксель датчика второй подгруппы пикселей; причем в первом положении, каждая из первых подобластей анализирующей решетки и фазовой решетки расположена, по меньшей мере, частично перед первой подгруппой пикселей, а вторые подобласти расположены, по меньшей мере, частично перед второй подгруппой пикселей; и причем первая и вторая подгруппы регистрируют информацию фазово-контрастного изображения и информацию о плотности;
Т1
причем этап b) содержит перемещение фазовой решетки и анализирующей решетки относительно датчика из первого положения в, по меньшей мере, второе положение, с первым шагом Рперемещения; причем шаг перемещения согласован с участками первой и второй подобластей дифракционных решеток, расположенных с чередованием в, по меньшей мере, одном направлении; и причем во втором положении, каждая из первых подобластей анализирующей решетки и фазовой решетки расположена, по меньшей мере, частично перед второй подгруппой пикселей, а вторая подобласть
расположена, по меньшей мере, частично перед первой подгруппой пикселей; и
причем этап с3) содержит регистрацию вторых необработанных данных изображения посредством датчика во втором положении; причем первая и вторая подгруппы регистрируют информацию о плотности и информацию фазово-контрастного изображения.
13. Способ по п. 12, в котором, в первом и втором положениях, каждая из первой и второй подобластей анализирующей решетки расположена, по меньшей мере, частично перед первой подгруппой пикселей и, по меньшей мере, частично перед второй подгруппой пикселей; при этом в первом и втором положениях, разные первые (94а, 96а) и вторые (96а, 96а) части первой и второй подгрупп пикселей перекрываются участками первой подобласти анализирующей решетки, соответственно;
F
причем после этапа с) обеспечивают третье положение (Р3) и, по меньшей мере, дополнительное положение (P), в которые перемещают (438, 448) дифракционные решетки, и в которых регистрируют (444, 454) третьи и дополнительные необработанные данные изображения, при подведении (440, 450) когерентного рентгеновского излучения и ступенчатом изменении фазы (442, 452) анализирующей решетки;
причем в третьем и дополнительном положении, каждая из первой и второй подобластей анализирующей решетки и фазовой решетки расположена, по меньшей мере, частично перед первой подгруппой пикселей и, по меньшей мере, частично перед второй подгруппой пикселей; причем в третьем и дополнительном
положениях, разные третьи (94а, 96а) и дополнительные (94а, 96а) части первой и второй подгрупп пикселей перекрываются участками первой подобласти анализатора и фазовой решетки, соответственно; причем упомянутые третья и дополнительные части частично совмещаются с первой и второй частями, соответственно.
14. Компьютерно-считываемый носитель, содержащий сохраненный на нем программный элемент для управления устройством по любому из пп. 1-9, который, при исполнении его обрабатывающим блоком, сконфигурирован с возможностью выполнения этапов способа по любому из пп. 10-13.