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原文传递一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法

专利名称：	一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法
摘要：	本发明公开了一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法，该方法具体包括以下步骤：成像时，被测物体置于编码光阑M一和面阵探测器之间，并靠近编码光阑M一，被测物体对X射线的吸收和折射会导致X射线的强度和方向发生变化，使得探测器像素所探测到的射线强度I1、I2、I3和I4发生变化，利用它们的相对变化提取到量化的相位和吸收信息，从而实现单次曝光X射线二维相衬成像。本发明的有益效果是：本发明简化了采集过程，由原来的两次曝光简化为单次曝光，成像时间和辐照剂量与原来相比减少了50％。单次曝光的方式不仅能够实现动态和在线相衬成像，还便于X射线相衬CT技术的实现。本发明能够实现二维相衬成像，能提高物体细节分辨和缺陷检测能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州大学
发明人：	张催;潘小东;李公平;商宏杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910336644.0
公开号：	CN109975334A
代理机构：	北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	汤东凤
分类号：	G01N23/041(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	730000 甘肃省兰州市城关区天水南路222号
主权项：	1.一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法，其结构包括X射线源(101)、编码光阑M一(103)和面阵探测器(106)，该方法具体包括以下步骤：步骤一：编码光阑M一(103)置于X射线源(101)前方，周期性地将X射线束流分成许多细束，编码光阑M一(103)的周期P由面阵探测器(106)的像素尺寸d，以及X射线源(101)到编码光阑M一(103)的距离D1和编码光阑M一(103)到面阵探测器(106)的距离D2共同决定，可表示为P＝2d/m，其中m为放大因子，可表示为m＝(D1+D2)/D1，编码光阑M一(103)的开口尺寸为a；步骤二：以面阵探测器(106)的四个相邻像素作为一个探测单元(107)，从编码光阑M一(103)出射的X射线子束(105)与探测单元(107)一一对应，入射到探测单元(107)的中心，使得每个探测单元(107)的四个探测器像素(301)分别探测到射线强度信号，依次记为I1、I2、I3和I4；步骤三：成像时，被测物体(104)置于编码光阑M一(103)和面阵探测器(106)之间，并靠近编码光阑M一(103)，被测物体(104)对X射线的吸收和折射会导致X射线的强度和方向发生变化，使得探测器像素(301)所探测到的射线强度I1、I2、I3和I4发生变化，利用它们的相对变化提取到量化的相位和吸收信息，从而实现单次曝光X射线二维相衬成像；步骤四：吸收信息以透射率T表征，可由(1)式计算得到：其中(I1+I2+I3+I4)背景为面阵探测器(106)背景区域的探测单元(107)所探测到的X射线强度均值；步骤五：相位信息以折射角Δθ表征，x和y方向的折射角信息Δθx和Δθy可分别由(2)式和(3)式计算得到：步骤六：采用编码光阑M二(408)周期性的遮挡像素的相邻区域，降低像素之间的信号串扰，再适当扩大编码光阑M一的开口a，使得从M一出射的X射线覆盖编码光阑M二(408)的遮挡区域入射到探测器像素上，解决单次曝光X射线二维相衬成像方法中的像素串扰问题。 2.根据权利要求1的一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法，其特征在于，x和y方向的折射角信息Δθx和Δθy可分别由(4)和(5)式计算得到： 3.根据权利要求1的一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法，其特征在于：X射线源(101)为微焦点X射线源，X射线束(102)为X射线机出射的X射线，且为锥形束。 4.根据权利要求1的一种单次曝光的X射线二维相衬成像方法，其特征在于，编码光阑M一(103)通过在基底上电镀对X射线强吸收的金属材料制作而成，电镀层厚度参考成像时所采用的X射线能量，厚度为20～200μm。
所属类别：	发明专利