Формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений с пластинами фокусирующих структур преломления

Формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений с пластинами фокусирующих структур преломления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к формированию рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, в частности, к устройству преломления для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, устройству поглощения формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, детекторному устройству рентгенографической системы для формирования фазово-контрастных изображений, устройству получения рентгеновских изображений и системе формирования рентгеновских изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, а также способу для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений и элементу компьютерной программы, и машинно-читаемому носителю.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для того чтобы усилить контрастность образцов с низким поглощением по сравнению с традиционными амплитудно-контрастными изображениями, например, применяется формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений. В WO 2004/071298 A1, обеспечено устройство для формирования фазово-контрастных рентгеновских изображений, в котором вдоль оптического пути обеспечены некогерентный рентгеновский источник, дифракционная решетка источника, фазовая дифракционная решетка, анализаторная дифракционная решетка и детектор изображений. В настоящее время, интерференционная картина, формируемая фазовой дифракционной решеткой, которая также упоминается как дифракционная решетка G1, в местоположении анализаторной решетки, которая также упоминается как дифракционная решетка G2, зондируется посредством технологии ступенчатого изменения фазы с анализаторной дифракционной решеткой, типично поглощающей 50% излучения, которое уже прошло через исследуемый объект. Это последнее обстоятельство является особенно проблематичным в применениях формирования медицинских изображений, где наибольшая возможная доля пропускаемого излучения через пациента должна детектироваться и осуществлять вклад в сигнал изображения в детекторе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поглощение 50% излучения означает весьма низкую эффективность дозы в отношении фактической дозы, предоставляемой на детектор и, таким образом, дозы, которая фактически используется для информации в графической форме.

Поэтому, есть необходимость обеспечить формирование дифференциальных фазово-контрастных изображений с улучшенной эффективностью дозы.

Цель настоящего изобретения решается предметом независимых пунктов формулы изобретения, при этом дополнительные варианты осуществления включены в зависимые пункты формулы изобретения.

Следует отметить, что описанные ниже аспекты изобретения также распространяются, где применимо, на устройство преломления, устройство поглощения, детекторное устройство, устройство получения рентгеновских изображений, систему формирования рентгеновских изображений, способ, а также элемент компьютерной программы и машиночитаемый носитель.

Согласно примерному варианту осуществления изобретения, устройство преломления для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений оснащено структурой преломления. Структура преломления содержит первое множество первых участков и второе множество вторых участков. Первые участки обеспечены для изменения фазы и/или амплитуды рентгеновского излучения, а вторые участки прозрачны для рентгеновского излучения. Первые и вторые участки скомпонованы периодически так, что в поперечном сечении обеспечивается структура преломления с профилем, выполненным так, что вторые участки обеспечены в форме пазообразных выемок, сформированных между первыми участками, обеспеченными в качестве выступов. Соседние выступы формируют соответственные боковые поверхности, частично огораживающие соответственные выемки, выполненные в промежутке. Боковые поверхности каждой выемки имеют меняющееся расстояние по глубине выемки.

Согласно примерному варианту осуществления, каждый период структуры преломления приспособлен для функционирования в качестве структуры микролинз, фокусирующей рентгеновское излучение, так чтобы максимумы интенсивности получались на отдалении от структуры микролинз.

Согласно примерному варианту осуществления, профиль интенсивности воспроизводится на первый раз на расстоянии менее чем 1/16 расстояния Тальбота: p^∧2/8/лямбда, где p - поперечный период структуры преломления, а лямбда - длина волны рентгеновского излучения.

Согласно примерному варианту осуществления, профиль структуры преломления обеспечен в качестве параболического профиля фазы.

Согласно примерному варианту осуществления, профиль структуры преломления обеспечен с дискретизированной формой.

Согласно примерному варианту осуществления, обеспечено устройство преломления для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, содержащее структуру поглощения с третьим множество третьих участков и четвертым множеством четвертых участков. Третьи участки являются непроницаемыми для рентгеновского излучения, а четвертые участки прозрачны для рентгеновского излучения. Кроме того, третьи и четвертые участки скомпонованы периодически, так что в поперечном сечении структура поглощения обеспечена профилем поглощения, в котором третьи участки обеспечены в качестве выступов поглощения, частично огораживающих прозрачные для рентгеновского излучения заполнения в качестве четвертых участков в промежутке. Каждое из прозрачных заполнений имеет более широкое поперечное сечение, чем выступы поглощения.

Согласно примерному варианту осуществления, обеспечено детекторное устройство рентгенографической системы для формирования фазово-контрастных изображений объекта, содержащее фазовую дифракционную решетку, анализаторную дифракционную решетку и детектор с датчиком, приспособленным регистрировать отклонения интенсивности рентгеновского излучения. Фазовая дифракционная решетка обеспечена в качестве устройства преломления согласно одному из вышеупомянутых примерных вариантов осуществления. Анализаторная дифракционная решетка обеспечена в качестве устройства поглощения согласно описанному выше примерному варианту осуществления. Фазовая дифракционная решетка и/или анализаторная дифракционная решетка приспособлены подвергаться ступенчатому изменению смещения некоторым образом, перпендикулярным структуре преломления.

Согласно примерному варианту осуществления, устройство получения рентгеновских изображений для формирования фазово-контрастных изображений объекта оснащено рентгеновским источником, фазовой дифракционной решеткой, анализаторной дифракционной решеткой и детектором. Рентгеновский источник вырабатывает рентгеновское излучение, а устройство получения рентгеновских изображений приспособлено обеспечивать рентгеновский пучок достаточной когерентностью, так что интерференция может наблюдаться в местоположении анализаторной дифракционной решетки. Фазовая дифракционная решетка, анализаторная дифракционная решетка и детектор обеспечены в качестве детекторного устройства согласно описанному выше примерному варианту осуществления.

Согласно примерному варианту осуществления, обеспечена система формирования рентгеновских изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, содержащая устройство получения рентгеновских изображений для формирования фазово-контрастных изображений объекта согласно описанным выше примерным вариантам осуществления, блок обработки и интерфейсный блок. Блок обработки приспособлен для управления рентгеновским источником, а также ступенчатого изменения фазы анализаторной дифракционной решетки и/или фазовой дифракционной решетки. Интерфейсный блок приспособлен предоставлять детектированные необработанные данные изображения в блок обработки.

Согласно дополнительному примерному варианту осуществления, обеспечен способ для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, содержащий этапы:

a) применения по меньшей мере частично когерентного рентгеновского излучения к интересующему объекту;

b) применения рентгеновского излучения, проходящего объект, к фазовой дифракционной решетке, рекомбинирующей расщепленные пучки в плоскости анализатора;

c) применения рекомбинированных пучков к анализаторной дифракционной решетке, скомпонованной в плоскости анализатора; и

d) регистрации необработанных данных изображения датчиком наряду со ступенчатым изменением смещения анализаторной дифракционной решетки или фазовой дифракционной решетки с многочисленными ступенями с размером ступени не больше чем p/(n∗k); при этом p - шаг анализаторной или фазовой дифракционной решетки; и при этом k является большим чем 1, например k=2 или k=3.

Фазовая анализаторная решетка на этапе b) является устройством преломления согласно одному из описанных выше примерных вариантов осуществления. Анализаторная дифракционная решетка на этапе d) является устройством поглощения согласно описанному выше примерному варианту осуществления. Кроме того, n - обратная величина скважности анализаторной дифракционной решетки, при этом скважность является отношением рентгеновского излучения, задержанного анализаторной дифракционной решеткой, к суммарному рентгеновскому излучению, попадающему на анализаторную дифракционную решетку.

В качестве сущности изобретения может пониматься обеспечение устройства преломления в качестве фазовой дифракционной решетки со структурой преломления, выполненной так, что эффекты преломления происходят на полном поперечном сечении пучка. Как следствие этой структуры преломления согласно изобретению, каждый период устройства преломления функционирует в качестве фокусирующего устройства. Благодаря эффекту фокусирования, скважность устройства поглощения, то есть анализаторной дифракционной решетки, может значительно уменьшаться, так что поглощается меньше рентгеновского излучения, и больше рентгеновского излучения может прикладываться к детектору. Таким образом, обеспечивается улучшенная эффективность дозы.

Эти и другие аспекты изобретения поясняются со ссылкой на варианты осуществления, описанные в дальнейшем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примерные варианты осуществления изобретения будут описаны в последующем со ссылкой на следующие чертежи.

Фиг. 1 схематично иллюстрирует систему формирования рентгеновских изображений согласно изобретению.

Фиг. 2 иллюстрирует устройство получения рентгеновских изображений в схематичной установке с детекторным устройством согласно изобретению.

Фиг. 3 схематично показывает вариант устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 4 показывает дополнительный вариант осуществления устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 5 показывает дополнительный вариант осуществления устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 6-11 показывают дополнительные примерные варианты осуществления устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 12-14 показывают дополнительные примерные варианты осуществления устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 15-17 показывают дополнительные примерные варианты осуществления устройства преломления согласно изобретению.

Фиг. 18 показывает примерный вариант осуществления устройства поглощения согласно изобретению.

Фиг. 19 показывает дополнительный примерный вариант осуществления устройства поглощения согласно изобретению.

Фиг. 20 показывает основные этапы варианта осуществления способа согласно изобретению.

Фиг. 21-23 показывают дополнительные аспекты примерных вариантов осуществления изобретения.

Фиг. 24-26 показывают дополнительные аспекты дополнительных примерных вариантов осуществления согласно изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 схематично показана система 10 формирования рентгеновских изображений для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений. Система 10 формирования рентгеновских изображений содержит устройство 12 получения рентгеновских изображений для формирования фазово-контрастных изображений объекта согласно одному из вариантов осуществления или аспектов, описанных ниже. Система 10 формирования рентгеновских изображений дополнительно оснащена блоком 14 обработки и интерфейсным блоком 16, из которых последний дополнительно не показан. Устройство 12 получения рентгеновских изображений содержит рентгеновский источник 18 и детектор 20, который обеспечен в качестве детекторного устройства согласно вариантам осуществления, описанным ниже, например, со ссылкой на фиг. 2. Как можно видеть, для того чтобы принимать субъекта, который должен подвергаться исследованию, скомпонован стол 22. Рентгеновский источник 18 и детекторное устройство 20 установлены на устройстве C-образной консоли, так что стол может быть размещен между рентгеновским источником 18 и детекторным устройством 20, так что объект может помещаться между рентгеновским источником и детектором.

Устройство 24 C-образной консоли обеспечено так, что возможно перемещение устройства 12 получения рентгеновских изображений вокруг пациента, чтобы иметь возможность адаптировать направление обзора. Кроме того, обеспечено основание 26, на котором установлен стол 22. Основание 26 расположено, например, на полу помещения для исследований. В качестве примера, блок 14 обработки и интерфейсный блок 16 обеспечены в пределах основания 26. Кроме того, устройство 28 отображения размещено вблизи стола 22, чтобы предоставлять информацию пользователю, например, хирургу. Интерфейсный блок 30 выполнен с возможностью дополнительного управления системой.

Субъект, например, пациент, дополнительно не показанный на фиг. 1, может быть расположен между источником рентгеновского излучения и детекторным устройством 20 во время процедуры облучения. Детектор посылает данные в блок 14 обработки через интерфейсный блок 16, чтобы предоставлять детектированные необработанные данные изображения в блок обработки. Конечно, блок 14 обработки и интерфейсный блок 16 могут быть расположены в других местоположениях, например, в другом лабораторном помещении или диспетчерской.

Кроме того, следует отметить, что показанный пример является устройством получения рентгеновских изображений так называемого C-типа. Разумеется, могут быть обеспечены другие устройства получения рентгеновских изображений, например, системы CT и стационарные системы с неподвижными или подвижными рентгеновским источником и детекторными устройствами. Также могут быть обеспечены подвижные рентгеновские устройства. Например, система для маммографии может быть обеспечена согласно изобретению, например, системы, где пациент стоит во время исследования, или системы, в которых пациент лежит на столе для исследований.

Со ссылкой на фиг. 2 далее будет описано вышеупомянутое детекторное устройство 20. Детекторное устройство 20 содержит фазовую дифракционную решетку 22 и анализаторную дифракционную решетку 24. Кроме того, обеспечен детектор 26 с датчиком, приспособленным для регистрации отклонений интенсивности рентгеновского излучения.

Фазовая дифракционная решетка 22 обеспечена в качестве устройства 28 преломления согласно одному из вариантов осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 30-17. Анализаторная дифракционная решетка 24 обеспечена в качестве устройства 30 поглощения согласно одному из вариантов осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 18 и 19.

Как уже указано выше, детекторное устройство 20 является частью устройства 12 получения рентгеновских изображений. Устройство получения рентгеновских изображений показано с рентгеновским источником 18 и дифракционной решеткой 38 источника вместе с детекторным устройством 20. Кроме того, схематично указан объект 34.

Рентгеновский источник 18 вырабатывает рентгеновский пучок 36 полихроматического спектра рентгеновского излучения. Для того чтобы придать достаточную когерентность рентгеновскому пучку, приложенному к объекту, дифракционная решетка 32 источника соответственно выполнена с соответствующей структурой дифракционной решетки. Как следствие, интерференция может наблюдаться в местоположении анализаторной дифракционной решетки 24. Таким образом, рентгеновский пучок 36 проходит дифракционную решетку 32 источника и затем предоставляется в качестве адаптированного рентгеновского пучка 38.

Согласно примеру, устройство получения рентгеновских излучений содержит дифракционную решетку 32 источника, приспособленную расщеплять рентгеновское излучение рентгеновского источника, вырабатывающего по меньшей мере частично когерентное рентгеновское излучение; при этом дифракционная решетка источника обеспечена с шагом дифракционной решетки источника; и при этом отношение шага дифракционной решетки источника к шагу анализаторной дифракционной решетки равно отношению расстояния между дифракционной решеткой источника и фазовой дифракционной решеткой к расстоянию между фазовой дифракционной решеткой и анализаторной дифракционной решеткой.

Согласно дополнительному примерному варианту осуществления, хотя и не показано дополнительно, дифракционная решетка источника может быть опущена, и рентгеновский источник адаптирован, чтобы обеспечивать достаточно когерентное рентгеновское излучение, так что интерференция может наблюдаться в местоположении анализаторной дифракционной решетки, например, посредством синхротронных или микрофокусных рентгеновских трубок.

На фиг. 2 показано, что источник 18, дифракционная решетка 32 источника, фазовая дифракционная решетка 22 и анализаторная дифракционная решетка 24, а также детектор 26 размещены вдоль оптического пути. Детектор, таким образом, регистрирует информацию изображения объекта 34, информация изображения схематично указана ссылочной позицией 40.

Согласно аспекту изобретения, анализаторная дифракционная решетка и фазовая дифракционная решетка размещены так, что структура 42 преломления выровнена со структурой 162 поглощения.

Со ссылкой на фиг. 3 и следующие чертежи, устройство 28 преломления согласно изобретению будет описано в нескольких примерных вариантах осуществления.

Устройство 28 преломления для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений содержит структуру 42 преломления с первым множеством 44 первых участков 46 и вторым множеством 48 вторых участков 50.

Первые участки обеспечены для изменения фазы и/или амплитуды рентгеновского излучения, схематично проиллюстрированного некоторым количеством параллельных стрелок 52. Вторые участки 50 прозрачны для рентгеновского излучения.

Вообще, согласно настоящему изобретению, термин «прозрачный для рентгеновского излучения» может включать в себя ослабление рентгеновского излучения меньше 40%, предпочтительно меньше 20%. В частности, обеспечивается ослабление менее чем на 10%.

Кроме того, вообще, для того чтобы обеспечивать изменение фазы и/или амплитуды рентгеновского излучения, первые участки имеют ослабление рентгеновского излучение, которое больше, чем ослабление рентгеновского излучения вторых участков.

Кроме того, со ссылкой на фиг. 3 и следующие чертежи, первый и вторые участки 46, 50 участки размещены периодически, так что в поперечном сечении структура преломления обеспечена профилем, выполненным так, что вторые участки 50 обеспечены в виде пазообразных выемок 54, сформированных между первыми участками 46, обеспеченными в качестве выступов 56. Соседние выступы, таким образом, формируют соответствующие боковые поверхности 58, частично огораживающие соответствующие выемки 54, выполненные между ними. Кроме того, боковые поверхности 58 каждой выемки 54 имеют меняющееся расстояние по глубине выемки 54. Меняющееся расстояние также указано ссылочной позицией 60 и буквой W, глубина выемки указана ссылочной позицией 62 и буквой D.

Согласно аспекту изобретения, устройство преломления является фазовым устройством преломления, также упоминаемым как фазовая дифракционная решетка, несмотря на наличие структуры преломления, отличающейся от фазовой дифракционной решетки с параллельными полосами и щелями. Согласно дополнительному аспекту изобретения, устройство преломления приспособлено для фокусирования или коллимирования и концентрации интенсивности рентгеновского излучения.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, эффект преломления структуры преломления содержит рефракцию и дифракцию.

Согласно дополнительному аспекту, выемки и выступы обеспечены перемежающимся образом.

Согласно дополнительному аспекту, каждый выступ имеет меняющуюся ширину W_P по высоте выступа 56. Это указано на фиг. 3 первой шириной W_P1 выступа в верхней области выступа 56 и второй шириной W_P2 выступа в нижнем сечении выступа 56, при этом термины «верхний» и «нижний» относятся к ориентации чтения фиг. 3.

Согласно дополнительному аспекту, выемки 54 каждая имеет уменьшающуюся ширину вдоль своей глубины. Это указано на фиг. 3 первой шириной W_R1 выемки в верхней области выемки 54 и второй шириной W_R2 выемки в нижнем сечении выемки 54. Другими словами, выемки шире на стороне своего проема, чем на своей нижней стороне или закрытой стороне (также см. фиг. 4 и другие). Следует отметить, что термин «сторона проема» выемки относится к компоновке, показанной на фиг. 3 и следующих, где сторона проема относится к входу направленного излучения 52 в выемку.

Нижняя сторона размещена ниже по потоку в направлении рентгеновского излучения, например, дальше от рентгеновского источника.

Согласно дополнительному аспекту, каждый из выступов имеет увеличивающуюся ширину вдоль своей высоты в направлении излучения, то есть сверху вниз, то есть они шире у своего основания и уже на своем противоположном краю, который обращен к рентгеновскому источнику.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, первые и вторые участки 56 и 50 выполнены рядом, как показано на фиг. 3, в перпендикулярной компоновке относительно рентгеновского излучения 52.

Структура устройства 28 преломления показана в поперечном разрезе на фиг. 3. Это также имеет место для фиг. 4-17 и фиг. 18 и 19 в отношении устройства 24 поглощения.

Согласно дополнительному аспекту, показанному на фиг. 4, первые участки 46 соединены общим первым участком 64, так что формируется первая непрерывная поверхность 66.

Согласно дополнительному аспекту, первая поверхность 66 обеспечена в качестве фазного профиля.

Периодическая компоновка первых и вторых участков показана с периодичностью p, указанной ссылочной позицией 68.

Согласно дополнительному аспекту, показанному на фиг. 5, выемки 54 имеют увеличивающуюся ширину в направлении рентгеновского излучения 52, то есть выступы 56 шире на своем краю или конце, обращенном к рентгеновскому излучению, и уже на другом краю, например, где выемки соединяются в общий первый участок 64.

Явным образом упомянуто, что обеспечение первых и вторых участков 46, 50 рядом, как показано на фиг. 3, и обеспечение первого и второго участков 46, 50, когда первые участки 46 присоединены к общему первому участку 64, как на фиг. 4, могут быть скомбинированы с одним или более из следующих аспектов, описанных со ссылкой на следующие фигуры.

Согласно дополнительному аспекту (не показан), выемки скомпонованы линейно в плоскости, перпендикулярной направлению рентгеновского излучения.

Согласно дополнительному аспекту, выемки скомпонованы параллельно друг другу в криволинейной схеме (не показана).

Выемки также могут быть скомпонованы в качестве параллельных форм волны.

Согласно дополнительному примерному варианту осуществления, каждый период P структуры преломления приспособлен для функционирования в качестве структуры 70 микролинз, фокусирующей рентгеновское излучение, так чтобы максимумы интенсивности получались на отдалении от структуры 70 микролинз.

Это будет дополнительно пояснено, например, со ссылкой на фиг. 21 и следующие. Пример для структуры 70 микролинз показан на фиг. 6. Однако структуры, показанные на фиг. 3-5, также могут быть приспособлены для функционирования в качестве структуры микролинз.

Согласно дополнительному аспекту, максимумы интенсивности тоньше, чем первые участки, что будет дополнительно пояснено ниже.

Согласно дополнительному аспекту, структура 42 преломления обеспечена для функционирования в качестве матрицы микролинз.

Например, структура преломления обеспечена в качестве дифракционной структуры, фокусирующей рентгеновское излучение.

Согласно примеру, показанному на фиг. 6, профиль структуры 42 преломления обеспечен в качестве параболического фазного профиля 72.

Согласно примерному варианту осуществления, показанному на фиг. 7, профиль структуры 42 преломления обеспечен в качестве синусоидального профиля 74.

Профиль структуры 42 преломления также может быть обеспечен в качестве сферического профиля 76, как показано на фиг. 8, и дополнительного сферического профиля 78, как показано на фиг. 9.

Примеры, показанные на фиг. 8 и 9, указывают матрицу сферических элементов, скомпонованных рядом друг с другом смежным образом. На фиг. 8 сферические, то есть полукруглые поперечные сечения, прикреплены к общей пластине основы, таким образом формируя V-образные вторые участки 80 между полукуполообразными первыми участками 82.

Форма профиля по фиг. 9 содержит разновидность противоположной структуры, а именно закругленные U-образные вторые участки между сформированными с острой кромкой первыми участками 86. Профиль, показанный на фиг. 9, например, может быть обеспечен посредством формирования полукупольных выемок в пластине основы, которые оставляют общие соединительные сечения 88 для соединения первых участков 86.

Однако, разумеется, разные отклонения от описанных выше кривых или профилей возможны и дополнительно не описаны.

Кроме того, комбинации сечений разной формы также возможны.

Согласно дополнительному аспекту, структуры микролинз снабжены параболическим, синусоидальным и/или сферическим фазовым профилем.

Согласно дополнительному аспекту, профиль структуры 42 преломления обеспечен с дискретизированной формой 90, для которой пример показан на фиг. 10.

Как можно видеть, дискретизированная форма может быть обеспечена в качестве ступенчатого профиля со ступенчатыми сечениями.

Например, каждый период обеспечен с по меньшей мере двумя ступеньками.

Каждый период может быть обеспечен с восемью ступеньками, шестнадцатью ступеньками или другим целочисленным множеством ступенек.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, первые участки 46 снабжены множеством 92 форм выступов, при этом разные формы выступов скомпонованы в периодически повторяющемся порядке. Например, как показано на фиг. 11, обеспечены первая форма 94 выступа и вторая форма 96 выступа, причем эти формы выступа скомпонованы периодически с периодичностью P₂ фазовой дифракционной решетки 98.

Согласно дополнительному аспекту, профиль структуры 42 преломления обеспечен в качестве множества криволинейных сегментов 100 профиля, при этом сегменты 100 сформированы отворачиванием криволинейных сегментов на π или целочисленную кратную π величину, например 2π или 4π. Это будет пояснено со ссылкой на фиг. 12-14.

Фиг. 12 показывает фазовый профиль 102 синусоидальной формы. Фазовый профиль 102 может быть подразделен на первый сегмент 104 профиля и второй сегмент 106 профиля, которые отделены друг от друга первой разделительной линией 108.

Фиг. 13 показывает первый пример профиля 110 с криволинейными сегментами профиля. Кривая 110 содержит вторые сегменты 106 перемежающимся образом с первыми сегментами 104. Как можно видеть, при просмотре кривой слева, кривая начинается с второго сегмента 106, а затем сопровождается первой переходной частью 112, которая указывает отворачивание (или сворачивание назад) криволинейных сегментов, то есть первых криволинейных сегментов 104, на π или целочисленную кратную π величину. Кривая затем показывает первый сегмент 104 и вторую переходную часть 114, сопровождаемые дополнительным вторым сегментом 106, и так далее.

Отворачивание дает преимущество, что большие расстояния от пика до пика кривой могут обеспечиваться с более тонкой структурой поперечного сечения.

Например, профиль структуры 42 преломления обеспечен в качестве множества параболических, синусоидальных и/или сферических сегментов профиля.

Например, профиль структуры 42 преломления содержит части поверхности выпуклой и вогнутой формы между первыми и вторыми участками, как показано на фиг. 13 и 14.

На фиг. 14 структура 42 преломления обеспечена третьим профилем 116, содержащим первые криволинейные сегменты 118, вторые криволинейные сегменты 120, первый промежуточный криволинейный сегмент 122 между первым сегментом 118 и вторым сегментом 120. Между вторым сегментом 120 и следующим первым сегментом 118 обеспечен второй промежуточный сегмент 124. Формы первого, второго и двух промежуточных сегментов являются результатом деления синусоидального профиля на три сегмента, как указано парой вторых разделительных линий 126, 128 на фиг. 12. Синусоидальный профиль, показанный в качестве примера, разделен на первый сегмент 118, второй сегмент 120 и первый промежуточный сегмент 122, а также второй промежуточный сегмент 124.

Как указано ссылочной позицией 130, кривая, показанная на фиг. 12, а также кривая, показанная на фиг. 13, показывает периодичность p.

Кривая на фиг. 13 является перемежающимся повторением первого и второго сегментов 104, 106. Кроме того, формы выступов по фиг. 14 скомпонованы в порядке, который повторяется вокруг множества зеркальных осей, которые скомпонованы периодически на оптической оси структуры линз. Например, выемка, сформированная вторыми сегментами 120, в результате, имеет в своем центре первую оптическую ось, которая повторяется всякий раз, когда обеспечивается второй сегмент 120. Как можно видеть, оптические оси указаны пунктирной линией 132. Как можно дополнительно видеть, компоновка или схема разных криволинейных сегментов профиля на фиг. 14 показывает порядок повторения, основанный на зеркальном отображении вокруг оптической оси 132.

Согласно примеру (не показан), для микрофокусных трубок, обеспечены реальные двухмерные матрицы линз или цилиндрические линзы.

Согласно дополнительному примеру (не показан), профиль структуры преломления продолжается в направлении, пересекающем поперечное сечение неизменным образом.

Например, структура преломления содержит цилиндрические линзы.

Согласно альтернативному примеру (не показан), профиль структуры преломления продолжается в направлении, пересекающем поперечное сечение периодически модифицированным образом, например, с подобной модификацией, как у поперечного сечения.

Например, структура преломления имеет двумерный линзовый или фокусирующий эффект.

Фиг. 15-17 показывают дополнительные примеры ступенчатых криволинейных фазовых профилей структуры 42 преломления.

Например, кривая 102 по фиг. 12 может быть обеспечена в качестве ступенчатого профиля 134, показанного на фиг. 15. Первые участки 46 скомпонованы ступенчатым профилем с первой ступенькой 136 и второй ступенькой, размещенными между верхней частью и нижней частью, то есть между пиковым сегментом 140, расположенным по направлению к рентгеновскому источнику, и, в рентгеновском излучении ниже по потоку, нижним сегментом 142.

Таким образом, например, синусоидальный профиль 102 по фиг. 12, заменен дискретизированной формой по фиг. 15.

Фиг. 16 показывает дополнительную ступенчатую фазовую кривую 144, в которой первые участки 46 снабжены двумя разными формами выступов. При рассмотрении фиг. 16 слева, первая форма 146 выступа снабжена первой ступенькой 148 между нижней частью и верхней частью. Первая форма выступа замещает второй сегмент 106 по фиг. 13.

Первая форма 146 выступа сопровождается второй формой 150 выступа, который содержит нижнюю часть 152, скомпонованную между верхними частями 154, таким образом, заменяя или представляя дискретизированный или ступенчатый вариант первого сегмента 104 по фиг. 13.

Профиль 144, в таком случае, показывает дополнительное повторение первой части 146 профиля, сопровождаемой дополнительной второй частью 150 профиля.

Что касается одного периода 130, профиль показывает восемь разных сечений с отклонениями толщины материала. Например, материал может иметь четыре разных толщины.

Фиг. 17 показывает дополнительные профили 156 ступенчатой или дискретизированной формы, представляющие вариант с более мелкими ступеньками кривой, показанной на фиг. 14. Первая форма 158 выступа сопровождается второй формой 160 выступа, сопровождаемой первой формой 158 выступа, и так далее.

Как указано на фиг. 17, формы 158, 160 выступа имеют две ступеньки между самой нижней и верхней частью (первую форму 158 выступа) или три ступеньки между верхней и нижней частями (вторую форму 160 выступа). Таким образом, что касается одного периода структуры 130, обеспечено шестнадцать разных сечений с восемью уровнями толщины материала, давая в результате более мелкозернистый профиль структуры преломления.

Согласно дополнительному примерному варианту осуществления, устройство 24 поглощения для формирования дифференциальных фазово-контрастных изображений, как показано на фиг. 18, содержит структуру 162 поглощения с третьим множеством 164 третьих участков 166 и четвертым множеством 168 четвертых участков 170. Третьи участки 166 являются непроницаемыми для рентгеновского излучения, а четвертые участки 170 прозрачны для рентгеновского излучения.

Что касается термина «прозрачный для рентгеновского излучения», его определение приведено выше. Термин «непроницаемый для рентгеновского излучения» может соответствовать коэффициенту ослабления рентгеновского излучения больше 70%, предпочтительно больше 90%.

Согласно дополнительному аспекту, третьи и четвертые участки 166, 170 скомпонованы периодически, так что в поперечном сечении структура 162 поглощения снабжена профилем поглощения, в котором третьи участки 166 обеспечены в качестве выступов 172 поглощения, частично огораживающих прозрачные для рентгеновского излучения заполнения 174 в качестве четвертых участков 170 в промежутке.

Периодическая компоновка показана буквой p_A, указанной ссылочной позицией 176.

Прозрачные заполнения 170 имеют, каждое, более широкое поперечное сечение, чем выступы поглощения, при этом поперечное сечение прозрачных заполнений 170 указано буквой W_T и ссылочной позицией 178, а поперечное сечение выступов 172 поглощения указано буквой W_O и ссылочной позицией 180.

Четыре участка 170, таким образом, каждый, имеют более широкое поперечное сечение, чем третьи участки.

Например, устройство 24 поглощения упоминается как анализаторная дифракционная решетка.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, структура поглощения может быть структурой дифракционной решетки с полосками (штрихами) и промежутками, скомпонованными перемежающимся образом, при этом полоски обеспечены в качестве третьих участков, и при этом промежутки обеспечены в качестве четвертых участков.

Согласно дополнительному аспекту изобретения, на одном шаге, отношение площади поглощения к прозрачной для рентгеновского излучения площади является меньшим, чем 1:1, предпочтительно меньшим, чем 1:4, например, 1:8. Конечно, другое целое число или также дробные числа диапазона отношений, меньшие, чем 1:1, тоже возможны.

Отношение рентгеновского излучения, попадающего в анализаторную дифракционную решетку, к величине рентгеновского излучения, проходящего через анализаторную дифракционную решетку, и таким образом, способного попадать на детектор, является важным параметром. Обратная величина, то есть, поглощаемая величина, также называется скважностью анализаторной дифракционной решетки. Скважность анализаторной дифракционной решетки во многих случаях меньше 50%, предпочтительно меньше 30% или, например, меньше 20%.

Со ссы