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原文传递 X射线光栅成像系统与成像方法

专利名称：	X射线光栅成像系统与成像方法
摘要：	一种X射线光栅成像系统及成像方法，该系统包括：分布式X射线源，其垂直于X射线的传播方向且沿着平行于光栅条纹的方向分布；固定光栅模块，沿着X射线的传播方向设置，包含第一光栅和第二光栅，该第一光栅和第二光栅相互平行且相对位置固定；以及X射线探测器。基于该分布式X射线源的一组步进曝光过程能够得到包含和不包含被扫描物体时在每个像素点处的光强，从而由光强变化获取每个像素点的衰减、相衬及暗场信息的一种或几种以重建图像，整体具有系统稳定性高、扫描时间短、射线剂量低以及成像清晰的优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	张丽;吴承鹏;高河伟;邢宇翔
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910439158.1
公开号：	CN110095481A
代理机构：	中科专利商标代理有限责任公司
代理人：	任岩
分类号：	G01N23/041(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园1号
主权项：	1.一种X射线光栅成像系统，其特征在于，包括：分布式X射线源，其垂直于X射线的传播方向且沿着平行于光栅条纹的方向分布；固定光栅模块，沿着X射线的传播方向设置，包含第一光栅和第二光栅，该第一光栅和第二光栅相互平行且相对位置固定；以及 X射线探测器。 2.根据权利要求1所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，该X射线光栅成像系统为基于Talbot型光栅成像的系统，或者为基于几何投影光栅成像的系统，或者为基于双相位光栅成像的系统，所述固定光栅模块中的第一光栅为吸收光栅或相位光栅，第二光栅为吸收光栅或相位光栅，并且第一光栅和第二光栅中有一个光栅是交错式光栅或者倾斜式光栅，所述交错式光栅是指由相邻行错开的多行光栅模块组成的光栅结构，所述倾斜式光栅是指将一维光栅倾斜预设角度放置后的光栅结构。 3.根据权利要求2所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，一被检测物体放置于该X射线光栅成像系统中作为被扫描物体，其中，该被扫描物体放置于分布式X射线源与固定光栅模块中的第一光栅之间，或者，该被扫描物体放置于固定光栅模块中的第一光栅与第二光栅之间。 4.根据权利要求1所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，基于该分布式X射线源的一组步进曝光过程能够得到被扫描物体存在时和被扫描物体不存在时在每个探测单元(像素点)处的光强，从而根据光强变化获取每个像素点的衰减、相衬及暗场信息的一种或几种以重建图像。 5.根据权利要求1所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，还包括：转动装置，用于使被扫描物体与该X射线光栅成像系统发生相对转动。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，还包括：一控制模块，用于控制分布式X射线源和X射线探测器，包括如下操作：分布式X射线源的各光源依次曝光，向被扫描物体发射X射线；X射线束经过被扫描物体和固定光栅模块的组合之后形成强度变化的X射线信号；在每次曝光时，X射线探测器接收强度变化的X射线信号并将接收到的X射线信号转换为电信号；以及一数据处理模块，用于数据处理，该数据处理包含如下操作：从转换的电信号中提取X射线束经过物体的每个像素对应的衰减、相衬和暗场信息中的一种或几种；根据所得到的每个像素信息重建被扫描物体的图像。 7.根据权利要求6所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，还包括：一数据采集模块，用于采集扫描控制信息、位置信息以及投影数据；以及一图像显示模块，用于进行图像显示。 8.根据权利要求1所述的X射线光栅成像系统，其特征在于，所述分布式X射线源为碳纳米管作为电子源的分布式光源或者为飞焦点光源；所述X射线探测器为平板探测器。 9.一种基于权利要求1至8中任一项所述的X射线光栅成像系统的成像方法，其特征在于，包括：分布式X射线源的各光源依次曝光，向被扫描物体发射X射线； X射线束经过被扫描物体和固定光栅模块的组合之后形成强度变化的X射线信号；在每次曝光时，X射线探测器接收强度变化的X射线信号并将接收到的X射线信号转换为电信号；从转换的电信号中提取X射线束经过物体的每个像素对应的衰减、相衬和暗场信息中的一种或几种；以及根据所得到的每个像素信息重建被扫描物体的图像。 10.根据权利要求9所述的成像方法，其特征在于，所述从转换的电信号中提取X射线束经过物体的每个像素对应的衰减、相衬和暗场信息的方法为：将X射线探测器每个像素点得到的存在被扫描物体情况下的光强曲线与不存在被扫描物体的情况下的背景光强曲线进行比较，计算出每个像素点处对应的衰减、相衬和暗场信息中的一种或几种。
所属类别：	发明专利