Устройство для фазоконтрастного формирования изображений, содержащее перемещаемый элемент детектора рентгеновского излучения, и соответствующий способ

Устройство для фазоконтрастного формирования изображений, содержащее перемещаемый элемент детектора рентгеновского излучения, и соответствующий способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем к формированию рентгеновского изображения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к фазоконтрастному формированию изображений. В частности, настоящее изобретение относится к устройству для фазоконтрастного формирования изображений, содержащему перемещаемый элемент детектора рентгеновского излучения, рентгеновской системе, способу получения информации фазоконтрастного изображения и применению устройства для фазоконтрастного формирования изображений в одной из рентгеновской системы, системы компьютерной томографии (CT) и системы томографической реконструкции.

Уровень техники

В технологии получения рентгеновского изображения исследуемый объект, например пациент, располагается между устройством формирования рентгеновского излучения или источником рентгеновского излучения, например рентгеновской трубкой, и детектором рентгеновского излучения. Источником рентгеновского излучения создается веерный или конический пучок рентгеновского излучения в направлении детектора рентгеновского излучения, возможно с использованием коллимирующих элементов. Исследуемый объект, расположенный на оси рентгеновского излучения, в зависимости от его внутренней структуры пространственно ослабляет пучок рентгеновского излучения. Пространственно ослабленное рентгеновское излучение затем достигает детектора рентгеновского излучения, определяющего распределение интенсивности рентгеновского излучения, и затем преобразуется в электрические сигналы для дальнейшей обработки и визуализации рентгеновского изображения.

И устройство формирования рентгеновского излучения, и детектор рентгеновского излучения могут быть установлены на гентри для вращения вокруг исследуемого объекта. Посредством обеспечения соответствующего вращения с последующим получением данных различных рентгеновских изображений при вариации расположения и ориентации относительно исследуемого объекта может быть получена трехмерная реконструкция внутренней морфологии объекта.

Однако конкретный объект может лишь незначительно поглощать рентгеновское излучение или иметь незначительное различие в поглощении даже в пределах различных тканей внутри объекта, что приводит к изображению с достаточно однородным ослаблением рентгеновского излучения, имеющему низкий контраст, и таким образом затрудняет различение отдельных элементов внутренней области исследуемого объекта. Хотя различные области в пределах объекта могут иметь подобные параметры поглощения, они могут в большей степени влиять на фазу проникающего в объект рентгеновского излучения.

Таким образом, фазоконтрастная визуализация может быть использована для визуализации информации о фазе рентгеновского излучения, в частности когерентного рентгеновского излучения, проходящего через исследуемый объект. В дополнение к визуализации рентгеновского излучения при пропускании, учитывающем только амплитудное поглощение рентгеновского излучения, фазоконтрастная визуализация может не только определить параметры поглощения для исследуемого объекта вдоль линии проекции, но также и фазовый сдвиг прошедшего рентгеновского излучения. Регистрируемый фазовый сдвиг может, таким образом, обеспечить дополнительную информацию, которая может быть использована для усиления контраста, определения состава материала, возможно позволяя сократить дозу рентгеновского облучения.

Поскольку фаза волны не может быть измерена непосредственно, то может быть использовано преобразование фазового сдвига в модуляцию интенсивности посредством интерференции двух или более волн.

В дифференциальном фазоконтрастном отображении использование геометрии конического пучка может привести к ограничению пригодного для использования размера элемента детектора рентгеновского излучения, особенно когда фазовая и/или поглощающая решетки с их щелями ориентированы параллельно оптической оси. Точка на расстоянии приблизительно 1 м от источника рентгеновского излучения, где фазовая чувствительность значительно падает относительно центральной области отображающей системы, находится приблизительно на ±3 см вне оптической оси.

Для некоторых применений, например, для применений в медицинской визуализации, для применений в инспекционной визуализации или визуализации для безопасности, поле обзора менее 6 см по меньшей мере в одном направлении двумерного рентгеновского изображения может оказаться недостаточным.

Таким образом, может возникнуть необходимость увеличения поля обзора, используя фазоконтрастную визуализацию.

Раскрытие изобретения

Согласно изобретению предложены устройство для фазоконтрастного формирования изображений с увеличенным полем обзора, рентгеновская система, содержащая устройство для фазоконтрастного формирования изображений, способ получения информации фазоконтрастного изображения и применение устройства для фазоконтрастного формирования изображений в одной из рентгеновской системы, системы CT и системы томографической реконструкции в соответствии с независимыми пунктами формулы.

В соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения предложено устройство для фазоконтрастного формирования изображений, содержащее источник рентгеновского излучения, элемент детектора рентгеновского излучения, имеющий некоторый размер детектора, первый элемент решетки и второй элемент решетки. Объект помещается между источником рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения, и первый элемент решетки и второй элемент решетки также помещаются между источником рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения. Первый элемент решетки, второй элемент решетки и детектор рентгеновского излучения соединены при функционировании так, что обеспечивается возможность получения фазоконтрастного изображения объекта. Фазоконтрастное изображение содержит информацию фазоконтрастного отображения, имеющего поле обзора, большее чем размер детектора. Элемент детектора рентгеновского излучения выполнен перемещаемым, причем путем перемещения детектора рентгеновского излучения обеспечивается возможность получения фазоконтрастного изображения поля обзора.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения предложена рентгеновская система, содержащая устройство для фазоконтрастного формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения предложен способ получения информации фазоконтрастного изображения, содержащий этапы, на которых получают первую информацию фазоконтрастного изображения в первом состоянии пошагового изменения фазы, перемещают, наклоняют и/или вращают элемент детектора рентгеновского излучения относительно по меньшей мере одного исследуемого объекта и источника рентгеновского излучения и перемещают первый элемент решетки и второй элемент решетки относительно друг друга. Вторую информацию фазоконтрастного изображения получают при втором состоянии пошагового изменения фазы.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения устройство для фазоконтрастного формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением применяется по меньшей мере в одной из рентгеновской системы, системы CT и системы томографической реконструкции.

Для получения информации о фазе пучка рентгеновского излучения может быть использован интерферометр. Предпочтительно когерентное рентгеновское излучение проходит через исследуемый объект и затем поступает на детектор рентгеновского излучения. Поскольку информация о фазе не может быть измерена непосредственно, то могут быть использованы результаты конструктивного или деструктивного взаимодействия двух или более волновых фронтов, возможно приводящего к модуляции интенсивности, регистрируемой детектором рентгеновского излучения.

Соответствующая интерференция может быть получена размещением фазосдвигающей решетки или решетки разделителя пучка между исследуемым объектом и детектором рентгеновского излучения. Таким образом, рентгеновское излучение, прошедшее через решетку разделителя пучка, приводит к интерференционной картине позади решетки разделителя пучка, содержащей информацию о сдвиге фазы в пределах пучка рентгеновского излучения в относительных положениях ее минимумов и максимумов, то есть в соответствующей локальной интенсивности пучка рентгеновского излучения. Образующаяся картина интенсивности содержит минимумы и максимумы, отстоящие друг от друга на расстояние порядка нескольких микрон.

Однако детектор рентгеновского излучения может обеспечить разрешающую способность только порядка ~50-150 мкм и таким образом может оказаться не в состоянии разрешить соответствующую тонкую структуру образующейся интерференционной картины. Соответственно может быть использована решетка фазового анализатора или решетка поглотителя, содержащая периодическую конфигурацию пропускающих и поглощающих полосовых элементов или областей щели и блокирующих областей, имеющих периодичность, подобную таковой для интерференционной картины.

Путем облучения только решетки разделителя пучка интерференционная картина может быть создана в местоположении решетки анализатора даже в отсутствие последней. Таким образом, может потребоваться только решетка анализатора из-за используемых элементов детектора рентгеновского излучения, которые не обеспечивают достаточно высокую пространственную разрешающую способность для детектирования интерференционной картины или интерференционных полос от решетки разделения пучка непосредственно. По этой причине может быть использован анализатор. В одном положении пошагового изменения фазы это позволяет максимумам интерференционных полос попадать на детектор, после поперечного перемещения максимумы могут быть поглощены золотыми щелями.

С периодичностью, подобной периодичности решетки анализатора, позади решетки анализатора на поверхности детектора рентгеновского излучения может быть создана муаровая картина. Соответствующая муаровая картина может иметь по существу большую периодичность, которая таким образом может быть зарегистрирована детектором рентгеновского излучения, имеющим разрешающую способность порядка 50-150 мкм. Чтобы получить фазоконтрастное изображение, в частности, чтобы получить дифференциальный фазовый сдвиг, может оказаться необходимым сдвинуть решетку анализатора в сторону, то есть в направлении, перпендикулярном сеткам или полосам и решетки анализатора, и решетки разделителя пучка, которые размещены по существу параллельно относительно полос решетки, на доли шага p решетки, которые могут иметь порядок 1 мкм. Например, положение от одного зазора решетки или щелевой области к следующему зазору решетки может быть изменено по порядку, например, в 4 раза или 8 раз. Соответствующий боковой сдвиг на доли шага р решетки может рассматриваться как пошаговое изменение фазы. Пучок рентгеновского излучения, проходящий через решетку в случае единственного пошагового изменения фазы, таким образом, содержит отдельное состояние пошагового изменения фазы.

Фазовый сдвиг затем может быть извлечен из модуляции интенсивности, наблюдаемой в элементе детектора рентгеновского излучения позади обеих сеток во время пошагового изменения фазы, измеряемого для каждого положения, например, для каждого состояния пошагового изменения фазы, решетки анализатора. В силу наличия угла падения рентгеновского излучения на решетки можно считать, что видимость уменьшается для более удаленных положений вне осей относительно поперечного направления для щелей решеток. Для уверенности в достаточной видимости и таким образом в возможности регистрировать фазу рентгеновского излучения детектором рентгеновского излучения поле обзора может быть ограничено размером приблизительно в 6 см, например в случае длин системы, т.е. расстояния между источником рентгеновского излучения и элементом детектора рентгеновского излучения, приблизительно 1 м и энергий приблизительно 20-30 кВ (пик.). Одним из решений для увеличения поля обзора может быть перемещение детектора рентгеновского излучения, таким образом получение последовательных множеств подобластей для поля обзора. Поскольку для каждого положения детектора рентгеновского излучения может потребоваться пошаговое изменение фазы, то есть, например, формирование 4 или 8 отдельных изображений при различных пошаговых фазовых состояниях, то соответствующий сдвиг, смещение, наклон или вращение детектора рентгеновского излучения совместно с соответствующим пошаговым изменением фазы может оказаться длительным процессом.

Возможное требование к полю обзора менее чем 6 см по меньшей мере в одном направлении или расширении, использование планарных детекторов может быть ограничено такой фазоконтрастной визуализацией, как, например, дифференциальная фазоконтрастная маммография. Решением для преодоления ограничения поля обзора может быть использование матричных детекторов, например детекторов, содержащих множество детекторных элементов, возможно наклоненных друг относительно друга и относительно плоскости детектора, и/или сканирующее перемещение детекторных ячеек или детектора по полю обзора, таким образом получая множество последовательных изображений, составляющих большее поле обзора.

При обычной абсорбционной контрастной проекционной визуализации на изображение накладывается множество структур объекта вдоль направления распространения рентгеновских лучей. Это может часто усложнять определение отдельных структур и таким образом снижать возможность считывания соответствующего рентгеновского изображения. Улучшение качества изображения может быть получено путем распределения полной дозы облучения по нескольким угловым видам для улучшения информации о глубине вблизи внутренней структуры объекта. Соответствующая методика может быть обозначена как томографическая реконструкция. Соответствующая система может требовать размещения источника рентгеновского излучения и детектора рентгеновского излучения на гентри для вращения вокруг исследуемого объекта.

Даже единственная проекция при фазоконтрастном формировании изображений может содержать наложенные структуры и таким образом также может обеспечить преимущество режима томографической реконструкции. Соответственно использование фазоконтрастной системы, пригодной для томографической реконструкции, может позволить преодолеть снижение удобства считывания посредством суперпозиции анатомических структур.

Требование достаточной видимости интерференционных полос, например достаточно глубокой модуляции интенсивности фазоконтрастной визуализации, в частности при дифференциальной фазоконтрастной визуализации, может наложить ограничение на степени свободы относительного перемещения между источником рентгеновского излучения и решетками. Обычно допустимо только относительное перемещение источника рентгеновского излучения вдоль щелей решетки. Таким образом, обеспечение перемещения томографической реконструкции в направлении, параллельном щелям кремниевых сеток решеток, может позволить достичь совместимости томографической реконструкции и фазоконтрастной визуализации. Таким образом, для угла падения рентгеновского излучения на решетки, измеренного в пределах плоскости, перпендикулярной к щелям решетки, может представляться полезным отсутствие увеличения выше определенного уровня во время сканирования для томографической реконструкции.

Расширение поля обзора посредством перемещения детектора рентгеновского излучения, осуществляя при этом сканирующее перемещение детектора рентгеновского излучения по полю обзора, может требовать выполнения пошагового изменения фазы для каждого положения детектора рентгеновского излучения в пределах поля обзора. Например, в определенном положении может потребоваться пошаговое изменение фазы для 4 или 8 отдельных этапов получения изображения, каждый из которых имеет другое состояние пошагового изменения фазы. Затем детектор рентгеновского излучения может быть перемещен, чтобы получить данные для подобласти поля обзора, по существу в соседнее положение относительно предыдущего положения в пределах поля обзора, последовательно используя пошаговое изменение фазы с 4 или 8 этапами получения изображения для получения информации о фазоконтрастном изображении второй подобласти поля обзора.

Однако может и не потребоваться перемещения детектора рентгеновского излучения на величину протяженности или ширины самого детектора рентгеновского излучения, и он может быть перемещен для сбора рентгеновской информации только на часть, например 1/4 или 1/8, протяженности детектора рентгеновского излучения или его активной области, с одновременным пошаговым изменением фазы для получения информации рентгеновского изображения не только несколько другой подобласти поля обзора, которая может совпадать с предыдущей подобластью на 3/4 или 7/8 частей, но также и имеющего другое состояние пошагового изменения фазы, требуемое для последующего создания информации рентгеновского изображения, используя фазовый контраст.

Соответствующее перемещение может быть осуществлено дополнительным элементом поступательного перемещения или на детекторе рентгеновского излучения, или на решетке разделителя пучка, или на решетке анализатора, или даже возможно на дополнительной решетке источника. Простое перемещение детектора рентгеновского излучения, решетки разделителя пучка и решетки анализатора без изменения расположения отдельных элементов относительно друг друга может привести к невозможности получения информации изображения для фазоконтрастного отображения.

С практической точки зрения, например в связи с производством устройства в соответствии с настоящим изобретением, щели решеток предпочтительно могут быть перпендикулярны к плоской поверхности детектора рентгеновского излучения.

Обычно решетка разделителя пучка и решетка анализатора могут быть изготовлены из кремниевых пластин. Для решетки анализатора может потребоваться дополнительная гальваническая обработка, чтобы заполнить щели сильно поглощающим материалом, например золотом. Производственный процесс может, например, начаться с нанесения пассивирующего слоя, с последующей процедурой травления. Области, покрытые пассивирующим слоем, могут не поддаваться процессу травления, таким образом приводя к обычно требуемому щелевому рисунку. Однако может оказаться затруднительным вытравить щели в направлении, отличном от направления, перпендикулярного к поверхности пластины. Для фазоконтрастной системы с коническим пучком рентгеновского излучения направление травления может сильно зависеть от положения на пластине, так что щели могут быть сосредоточены для заданного положения, выбранного так, чтобы совпасть затем с положением источника рентгеновского излучения.

Соответствующая установка может рассматриваться как отвечающая, в частности, уменьшению видимости структур при отступлении от оптической оси в пределах приблизительно 6 см. В частности, расстояние приблизительно 1 м между источником рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения может ограничивать размер детектора приблизительно до 6 см, например для энергии приблизительно 20-30 КэВ.

Для преодоления соответствующего ограничения размера детектора может быть использован матричный детектор, который может содержать отдельные элементы детектора, повернутые друг относительно друга и относительно источника рентгеновского излучения или точки фокусировки рентгеновского устройства. Соответствующая установка элементов детектора может рассматриваться как ориентация нормали к поверхности отдельных элементов детектора, таким образом, в направлении источника рентгеновского излучения и его точки фокусировки, соответственно по меньшей мере при рассмотрении двумерного сечения, перпендикулярного к щелям решетки.

Соответственно каждый элемент детектора может рассматриваться как имеющий свою собственную индивидуальную оптическую ось, направленную к источнику рентгеновского излучения и юстированную с источником рентгеновского излучения. Ограничение размера детектора, составляющего приблизительно 6 см, может рассматриваться как относящееся к каждому отдельному элементу детектора индивидуально. Однако использование детектора рентгеновского излучения, составляемого по меньшей мере из двух или из множества элементов детектора, привносит зазоры в область детектирования между ячейками или элементами детектора. В пределах зазоров получение изображений не может быть выполнено. В некоторых случаях получения рентгеновского изображения, например при маммографии, где необходимо регистрировать структуры от нескольких десятков до 100 мкм, потеря информации изображения вследствие невозможности регистрации в пределах зазоров между элементами детектора рентгеновского излучения, может оказаться неприемлемой.

Поскольку фазоконтрастное формирование изображения уже само требует, чтобы каждый геометрический луч от источника рентгеновского излучения до пикселя детектора был бы измерен множество раз, например, 4, 8 или 9 раз с относительными положениями решеток, таким образом, с отдельными состояниями пошагового изменения фазы, то пошаговое изменение фазы может быть объединено с движением, например перемещением, наклоном или вращением детектора рентгеновского излучения в комбинации с пошаговым изменением фазы.

Используя соответствующее движение, каждый геометрический луч может, таким образом, только однократно совпасть с зазором блочной детекторной матрицы, таким образом, предоставляя достаточное число измерений для каждого геометрического луча для считывания фазы и для последующего создания фазоконтрастного изображения. Например, между различными облучениями детектора, требуемыми для считывания фазы, детектор в целом может быть перемещен с фокусным пятном как с осью вращения, в частности, наклоненной к точке фокусировки или источнику рентгеновского излучения так, что поверхностные нормали отдельных элементов детектора могут быть сфокусированы в точке фокусировки источника рентгеновского излучения.

Приспосабливая вращение или перемещение детектора, можно достичь того, что каждый геометрический луч только однократно в течение всего накопления данных совпадет с зазорами между ячейками, таким образом, считывание фазы может быть возможным для всей области детектора с зазорами между элементами детектора, не видимыми после получения изображения. Например, используя пошаговое изменение фазы, требующее N=8 отдельных состояний пошагового изменения фазы на геометрический луч посредством соответствующего вращения или перемещения, все геометрические лучи будут измерены 8 раз, если детектор будет перемещен при каждом шаге на величину

где D - ширина детектора и G - ширина зазора. Это требует в целом 9 получений изображения. Кроме того, необходимо, чтобы перемещение Δx было больше, чем зазор, - требование, которое может быть легко удовлетворено, поскольку обычно D больше величины зазора G: D>>G. Например, можно реализовать небольшое перекрытие, осуществляя:

Получение медицинских изображений диагностического качества обычно требует охвата без зазора определенного поля обзора, окружающего данный исследуемый объект. Этот охват может быть установлен автоматически, используя большую область мозаичных детектирующих модулей, то есть детекторов рентгеновского излучения, так, чтобы для всех соседних геометрических лучей, находящихся в пределах телесного угла, покрываемого детектором или по меньшей мере пикселем детектора, информация изображения была бы доступна. Это может соответствовать нескольким элементам детектора, располагаемым смежно один с другим, в частности возможно содержащим зазор или интервал разделения. Далее геометрический луч может рассматриваться как неподвижная линия в системе координат, привязанной к исследуемому объекту. Таким образом, геометрический луч может быть неподвижным лучом обзора, который совпадает, в одном случае, или на одном этапе получения изображения, с пикселем элемента детектора рентгеновского излучения, пиксельной строкой или пиксельным столбцом. Для получения надлежащей информации изображения, например, для фазоконтрастного отображения, может оказаться необходимым получить данные относительно того же самого геометрического луча, в частности, относительно источника рентгеновского излучения и определенной внутренней структуры исследуемого объекта. Соответствующий геометрический луч может, в частности, иметь пространственную протяженность, соотнесенную с размером пикселя элемента детектора рентгеновского излучения, с учетом расстояния между источником рентгеновского излучения и его точкой фокусировки соответственно.

Фазоконтрастное отображение может быть успешно осуществлено с использованием когерентного источника рентгеновского излучения. Однако поскольку когерентный источник рентгеновского излучения может, в частности, предоставить только, например, синхротрон, могут быть использованы дополнительная решетка, решетка источника, между источником рентгеновского излучения и объектом на пути пучка рентгеновского излучения, чтобы создать множество отдельных когерентных источников рентгеновского излучения.

Кроме того, фазоконтрастное отображение может быть осуществлено, используя также две поглощающих решетки, вместо одной фазовой решетки и одной поглощающей решетки. Таким образом, в соответствии с настоящей патентной заявкой, также может потребоваться пошаговое изменение фазы.

Также может быть необходимо коллимировать рентгеновское излучение динамически относительно перемещающегося элемента детектора рентгеновского излучения для уверенности в том, что только регистрируемое рентгеновское излучение проходит через объект.

Кроме того, каждая из ячеек решетки может быть сфокусирована по направлениям распространения конического пучка рентгеновского излучения. Далее дополнительные варианты выполнения настоящего изобретения рассматриваются в отношении устройства для фазоконтрастного формирования изображений. Однако это рассмотрение относится также к рентгеновской системе, способу получения информации фазоконтрастного изображения и к применению устройства для фазоконтрастного формирования изображений по меньшей мере в одном из рентгеновской системы, системы CT и системы томографической реконструкции.

Объект также может быть размещен между первым элементом решетки и вторым элементом решетки, в частности между решеткой разделителя пучка и решеткой анализатора.

Следует отметить, что возможны произвольные вариации и замены одного или более признаков между пунктами формулы и в конкретных сформулированных объектах и в пределах объема притязаний и раскрытия настоящей патентной заявки.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, перемещение элемента детектора рентгеновского излучения может содержать вращение вокруг по меньшей мере или источника рентгеновского излучения, или точки фокусировки источника рентгеновского излучения.

Благодаря вращательному движению элемента детектора рентгеновского излучения угол источника рентгеновского излучения и/или точки фокусировки источника рентгеновского излучения относительно щелевой структуры элементов решетки, в частности боковых стенок щелевой структуры, остается по существу одинаковым во время получения информации фазоконтрастного изображения. Предпочтительно угол является по существу нулевым относительно боковых стенок элементов решетки, с коническим пучком или веерным пучком рентгеновского излучения, падающим непосредственно параллельно боковым стенкам элементов решетки по меньшей мере относительно центра элементов решетки.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, решетка разделителя пучка и решетка анализатора могут перемещаться относительно друг друга для того, чтобы обеспечить пошаговое изменение фазы, и/или решетка разделителя пучка и решетка анализатора могут быть размещены параллельно друг другу и элементу детектора рентгеновского излучения.

Использование пошагового изменения фазы для получения информации отдельного фазоконтрастного изображения, например, модуляции интенсивности во время пошагового изменения фазы, может позволить реконструкцию и отображение внутренней структуры исследуемого объекта. Перемещение решетки разделителя и решетки анализатора предпочтительно таково, что множество перемещений укладывается в пределах одного периода решетки. В частности, эффективно использовать перемещение, составляющее, например, 1/4 или 1/8 периода решетки.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, источник рентгеновского излучения может иметь возможность перемещения относительно решетки разделителя пучка, решетки анализатора и/или элемента детектора рентгеновского излучения. Кроме того, источник рентгеновского излучения, решетка разделителя пучка, решетка анализатора и элемент детектора рентгеновского излучения могут вращаться вокруг исследуемого объекта.

Такое перемещение может рассматриваться как позиционирование источника рентгеновского излучения и точки фокусировки для создания рентгеновского излучения в соответствии с различной ориентацией относительно исследуемого объекта и его внутренней морфологии. Таким образом, при различающемся размещении источника рентгеновского излучения относительно объекта может быть обеспечено получение томографической реконструкции изображений.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения по меньшей мере или первый элемент решетки, или второй элемент решетки может содержать щелевую структуру, причем щелевая структура может содержать первое расширение, параллельное щелевой структуре и щелям соответственно и причем перемещение источника рентгеновского излучения может быть параллельным первому расширению.

Таким образом, угол между источником рентгеновского излучения и боковыми стенками элементов решетки может оставаться по существу неизменным во время получения информации фазоконтрастного изображения по меньшей мере для одного фазоконтрастного изображения.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, элемент детектора рентгеновского излучения может иметь возможность перемещения из первого положения, чтобы получить данные первой подобласти поля обзора, ко второму положению, чтобы получить данные второй подобласти поля обзора, и решетка разделителя пучка и решетка анализатора может иметь возможность перемещения относительно друг друга для предоставления первого состояния пошагового изменения фазы в первом положении и второго состояния пошагового изменения фазы во втором положении.

Иначе говоря, при переустановке элемента детектора и решетки разделителя пучка, а также решетки анализатора решетка разделителя пучка и решетка анализатора дополнительно переустанавливаются относительно друг друга, возможно на долю периода решетки, или решетки разделителя пучка, или решетки анализатора, чтобы получить различие в пошаговом изменении фазы, таким образом, различие состояний пошагового изменения фазы при получении первой информации изображения в первом положении, и второй информации изображения во втором положении, чтобы получить возможность получения информации для реконструкции фазоконтрастного изображения.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения устройство дополнительно содержит по меньшей мере два элемента детектора рентгеновского излучения, по меньшей мере две решетки разделителя пучка и по меньшей мере две решетки анализатора. По меньшей мере два элемента детектора рентгеновского излучения могут быть размещены смежно и могут быть разделены разделительным интервалом, возможно составляющим зазор между пикселями элемента детектора по меньшей мере двух элементов детектора, таким образом составляя область или зону, которая может быть не пригодна для получения информации изображения. Каждый по меньшей мере из двух элементов детектора рентгеновского излучения может содержать вектор нормали к поверхности в направлении источника рентгеновского излучения, и на разделительном интервале не может быть получена информация изображения.

При использовании по меньшей мере двух или более элементов детектора рентгеновского излучения, возможно также с использованием множества решеток разделителя пучка и решеток анализатора с соответствующей угловой ориентацией относительно друг друга, поле обзора детектора рентгеновского излучения, содержащего по меньшей мере два элемента детектора, может быть увеличено, например, увеличено более чем до 6 см. По меньшей мере две решетки разделителя пучка и по меньшей мере две решетки анализатора могут быть отдельными элементами или также могут быть размещены смежно и таким образом соединены друг с другом. Также возможно, чтобы одна из множества решеток разделителя пучка и решеток анализатора составляли бы объединенный элемент, возможно имеющий отдельные ориентации, параллельно по меньшей мере двум элементам детектора рентгеновского излучения с другим множеством решеток разделителя пучка и решеток анализатора, являющихся отдельными элементами, отделенными друг от друга и от соответствующей другой решетки, чтобы иметь возможность пошагового изменения фазы.

В частности вектор нормали к поверхности в центре каждого из элементов детектора рентгеновского излучения может рассматриваться как указывающий на точку фокусировки по меньшей мере в двумерной плоскости, параллельной щелям решетки.

Наиболее предпочтительно элемент детектора, решетка разделителя пучка и/или решетка анализатора могут быть предусмотрены как имеющие цилиндрическую форму или сферическую форму с источником рентгеновского излучения, размещаемым в фокусе, таким образом равноудаленным от поверхности элемента детектора рентгеновского излучения, решетки разделителя пучка и/или решетки анализатора.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения, размер по меньшей мере двух элементов детектора может по существу содержать поле обзора получаемого изображения.

Таким образом, при обеспечении детектора рентгеновского излучения по меньшей мере из двух смежно размещенных элементов детектора, каждый из которых имеет ширину, например, 6 см или менее, может быть получено изображение поля обзора, большего чем для единственного элемента детектора. Таким образом, может быть получено изображение, имеющее поле обзора, большее чем то, которое обычно оказывается возможным в связи с размерами отдельных элементов детектора.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом выполнения настоящего изобретения источник рентгеновского излучения может перемещаться вокруг исследуемого объекта, тогда как ориентация вектора нормали к поверхности по меньшей мере двух элементов детектора рентгеновского излучения в направлении источника рентгеновского излучения может сохраняться во время перемещения источника рентгеновского излучения.

Поддержание ориентации элементов детектора рентгеновского излучения в направлении источника рентгеновского излучения п