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微分相位对比成像

阅读：350发布：2021-02-07

IPRDB可以提供微分相位对比成像专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及微分相位对比成像，尤其是用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅，例如分析器光栅和相位光栅的结构。为了提供增强的基于相位梯度的图像数据，为用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅（14，15）提供第一子区域（23），其包括第一光栅结构（26）的至少一个部分（24）和第二光栅结构（30）的至少一个部分（28）。所述第一光栅结构包括周期性布置的具有第一光栅取向GO1（37）的多个条（34）和间隙（36）；其中布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，且其中所述间隙能透过X射线。第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向GO2（44）的多个条（40）和间隙（42），其中布置条，使得它们改变X射线的相位和/或幅度，且其中间隙能透过X射线。所述第一光栅取向GO1与所述第二光栅取向GO2不同。于是，可以针对不同方向采集基于相位梯度的图像信息，无需在例如采集步骤之间旋转或绕枢轴转动任何相应的光栅。，下面是微分相位对比成像专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅(14，15)，包括第一子区域(23)，所述第一子区域具有：-第一光栅结构(26)的至少一个部分(24)；以及

-第二光栅结构(30)的至少一个部分(28)；

其中，所述第一光栅结构包括周期性布置的具有第一光栅取向GO1(37)的多个条(34)和间隙(36)；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；

其中，所述第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向GO2(44)的多个条(40)和间隙(42)；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；并且其中，所述第一光栅取向GO1与所述第二光栅取向GO2不同。

2.根据权利要求1所述的衍射光栅，其中，相对于所述第二光栅取向GO2横向地布置所述第一光栅取向GO1。

3.根据权利要求1或2所述的衍射光栅，其中，在所述衍射光栅的区域上以棋盘图案(56)布置所述第一光栅结构和所述第二光栅结构的各部分。

4.根据权利要求1或2所述的衍射光栅，其中，提供第二子区域(204)的至少一个部分(202)；其中，所述第二子区域能透过X射线，并且其中，所述第二子区域的所述至少一个部分在所述光栅中提供能透过X射线的孔径(206)；并且其中，沿至少一个方向以交替方式布置所述第一子区域和所述第二子区域的各部分。

5.根据权利要求4所述的衍射光栅，其中，在所述衍射光栅的区域上以棋盘配置(207)布置所述第一子区域和所述第二子区域的各部分。

6.一种用于产生对象的相位对比图像的X射线系统的探测器装置(10)，包括：-第一衍射光栅(15)；

-第二衍射光栅(14)；以及

-具有传感器的探测器(12)；

其中，所述传感器包括第一子组像素(18)的至少一个传感器像素(16)和第二子组像素(22)的至少一个传感器像素(20)；

其中，所述第一衍射光栅是相位光栅(15)；

其中，所述第二衍射光栅是分析器光栅(14)；

其中，提供所述相位光栅和所述分析器光栅作为根据前述权利要求之一所述的用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅；

其中，所述分析器光栅或相位光栅适于相对于所述分析器光栅以预定关系步进；

其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅均适于相对于所述传感器从第一位置(P1)以第一平移间距PT1平移到至少第二位置(P2)；

其中，针对所述衍射光栅的第一光栅结构和/或第二光栅结构的各部分调整所述平移间距PT1；并且其中，在所述第一位置和所述第二位置，在所述第一光栅结构和所述第二光栅结构的各部分后方布置所述传感器的不同部分。

7.根据权利要求6所述的探测器装置，其中，所述第二衍射光栅适于以相对于所述第一光栅结构或所述第二光栅结构成锐角(92)的方式被相位步进。

8.一种用于产生对象的相位对比图像的X射线图像采集装置(510)，具有：-X射线源(512)；

-源光栅(518)；

-相位光栅(520)；

-分析器光栅(522)；以及

-探测器(514)；

其中，所述X射线源产生多色谱X射线的X射线束(536)；

其中，所述源光栅适于将所述多色谱X射线的X射线束分裂成分裂的射束(538)；

其中，所述相位光栅适于在分析器平面中重新组合所述分裂的射束；并且其中，提供所述相位光栅、所述分析器光栅和所述探测器作为根据权利要求6或7之一所述的探测器装置。

9.一种用于微分相位对比成像的医学X射线成像系统(500)，具有：-根据权利要求8所述的用于产生对象的相位对比图像的X射线图像采集装置(510)；

-处理单元(526)；

-接口单元(528)；以及

-对象接收装置(524)；

其中，所述处理单元适于控制所述X射线源及所述分析器光栅的相位步进，以及所述相位光栅和所述分析器光栅的平移；

其中，所述接口单元适于向所述处理单元提供记录的第一原始图像数据和第二原始图像数据；并且其中，所述对象接收装置适于接收用于相位对比图像采集的感兴趣对象。

10.一种用于微分相位对比成像的方法(400)，包括如下步骤：-aa1)向第一位置(P1)中具有两个衍射光栅的干涉仪施加(410)相干的X射线辐射；

所述衍射光栅均包括具有不同光栅取向的至少两个部分；其中，第一衍射光栅是相位光栅，并且其中，第二衍射光栅是分析器光栅；

aa2)使所述分析器光栅进行相位步进(412)；以及aa3)利用具有至少两个部分的传感器记录(414)第一原始图像数据(416)；其中，第一部分和第二部分记录与第一光栅取向和第二光栅取向相关的相位对比图像信息；

-b)将所述分析器光栅和所述相位光栅平移(420)到第二位置(P2)；以及-cc1)向第二位置中的所述干涉仪施加(422)相干的X射线辐射；

cc2)使所述分析器光栅进行相位步进(424)；以及cc3)利用所述传感器记录(426)第二原始图像数据(428)；其中，所述第一部分和所述第二部分记录与所述第二光栅取向和所述第一光栅取向相关的相位对比图像信息；以及-d)提供(432)所记录的第一原始图像数据和第二原始图像数据作为原始图像数据(434)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述衍射光栅均包括第一光栅结构的至少一个部分以及第二光栅结构的至少一个部分；其中，所述第一光栅结构包括周期性布置的具有第一光栅取向GO1的多个条和间隙；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；其中，所述第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向GO2的多个条和间隙；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；并且其中，所述第一光栅取向GO1与所述第二光栅取向GO2不同。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，以相对于所述第一光栅结构或所述第二光栅结构成锐角(92)的方式使所述分析器光栅进行相位步进。

13.一种用于微分相位对比成像的设备，包括：

用于向第一位置(P1)中具有两个衍射光栅的干涉仪施加相干的X射线辐射的模块；所述衍射光栅均包括具有不同光栅取向的至少两个部分；其中，第一衍射光栅是相位光栅，并且其中，第二衍射光栅是分析器光栅；

用于使所述分析器光栅进行相位步进的模块；以及

用于利用具有至少两个部分的传感器记录第一原始图像数据(416)的模块；其中，第一部分和第二部分记录与第一光栅取向和第二光栅取向相关的相位对比图像信息；

-用于将所述分析器光栅和所述相位光栅平移到第二位置(P2)的模块；以及-用于向第二位置中的所述干涉仪施加相干的X射线辐射的模块；

用于使所述分析器光栅进行相位步进的模块；以及

用于利用所述传感器记录第二原始图像数据(428)的模块；其中，所述第一部分和所述第二部分记录与所述第二光栅取向和所述第一光栅取向相关的相位对比图像信息；以及用于提供所记录的第一原始图像数据和第二原始图像数据作为原始图像数据(434)的模块。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述衍射光栅均包括第一光栅结构的至少一个部分以及第二光栅结构的至少一个部分；其中，所述第一光栅结构包括周期性布置的具有第一光栅取向GO1的多个条和间隙；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；其中，所述第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向GO2的多个条和间隙；其中，布置所述条使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且其中，所述间隙能透过X射线；并且其中，所述第一光栅取向GO1与所述第二光栅取向GO2不同。

15.根据权利要求13或14所述的设备，其中，以相对于所述第一光栅结构或所述第二光栅结构成锐角(92)的方式使所述分析器光栅进行相位步进。

说明书全文

微分相位对比成像

技术领域

[0001] 本发明涉及微分相位对比成像，尤其是用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅、用于产生对象的相位对比图像的X射线系统的探测器装置、用于产生对象的相位对比图像的X射线图像采集装置、用于微分相位对比成像的医学X射线成像系统、用于微分相位对比成像的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

[0002] 微分相位对比成像例如用于相对于常规幅度对比图像提高低吸收样品的对比度。在EP1731099A1中，描述了一种X射线干涉仪布置，其包括标准的多色X射线源、源光栅、分束器光栅和分析器光栅以及图像探测器。对象布置于源光栅和分束器光栅，即相位光栅之间。通过使分析器光栅进行相位步进，能够记录包括相位信息的原始图像数据。光栅，例如相位光栅和分析器光栅，包括吸收材料沟槽之间的多个X射线可透过裂缝，吸收材料例如是金。

发明内容

[0003] 已经证明，仅在一个光栅方向上实现基于相位梯度的信息。

[0004] 因此，可能需要提供一种增强的基于相位梯度的图像数据。

[0005] 本发明的目的是由独立权利要求的主题解决的，其中在从属权利要求中结合了其他实施例。

[0006] 应当指出，本发明的下述方面还适用于衍射光栅、探测器装置、X射线图像采集装置、医学X射线成像系统、方法、计算机程序和计算机可读介质。

[0007] 根据本发明的示范性实施例，提供了一种用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅，包括第一子区域，其具有第一光栅结构的至少一个部分和第二光栅结构的至少一个部分。所述第一光栅结构包括周期性布置的具有第一光栅取向GO1的多个条和间隙。布置条，使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，间隙能透过X射线。第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向GO2的多个条和间隙。布置条，使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，间隙能透过X射线。所述第一光栅取向GO1与所述第二光栅取向GO2不同。

[0008] 根据本发明，术语“改变相位”涉及到X射线辐射的相位偏移。

[0009] 根据本发明，术语“能透过X射线”涉及通过光栅的X射线辐射其相位不变化，即不发生相位偏移，且其幅度变化都不到可测量或相当大的量。

[0010] 根据另一示范性实施例，相对于所述第二光栅取向GO2横向（transverse）地，例如成90°布置所述第一光栅取向GO1。

[0011] 根据本发明的另一方面，第一光栅结构的多个条和间隙以第一光栅间距PG1周期性布置，第二光栅结构的条和间隙以第二光栅间距PG2周期性布置。

[0012] 根据本发明的另一方面，第一间距PG1和第二间距PG2相等。

[0013] 根据另一示范性实施例，在所述衍射光栅的区域上以棋盘图案布置所述第一和第二光栅结构的各部分。

[0014] 根据另一示范性实施例，提供第二子区域的至少一个部分；其中第二子区域能透过X射线，且其中第二子区域的至少一个部分在光栅中提供能透过X射线的孔径。沿至少一个方向以交替方式布置所述第一和第二子区域的各部分。

[0015] 根据另一示范性实施例，提供了一种用于产生对象的相位对比图像的X射线系统的探测器装置，包括第一衍射光栅、第二衍射光栅以及具有传感器的探测器。所述传感器包括第一子组像素的至少一个传感器像素和第二子组像素的至少一个传感器像素。第一衍射光栅是相位光栅，第二衍射光栅是分析器光栅。提供相位光栅和分析器光栅作为根据上述实施例之一用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅。分析器光栅和/或相位光栅适于相对于分析器光栅以预定关系步进。第一和第二衍射光栅的每个都适于相对于传感器从第一位置（P1）以第一平移间距PT1平移到至少第二位置（P2）。针对衍射光栅的第一和/或第二光栅结构的各部分调整平移间距PT1。在第一和第二位置中，在第一和第二光栅结构的各部分后方布置传感器的不同部分。

[0016] 根据另一示范性实施例，第一和/或第二衍射光栅适于以相对于第一和/或第二光栅结构成锐角α的方式被相位步进。

[0017] 例如，相对于第一和/或第二光栅结构成45°角布置相位步进方向。

[0018] 根据另一实施例，锐角为30°或60°，即，在正交布置的第一和第二光栅方向的情况下，对于每个光栅结构方向，相对于第一和第二光栅结构所成的角不同。

[0019] 根据另一示范性实施例，提供了一种用于产生对象的相位对比图像的X射线图像采集装置，具有X射线源、源光栅、相位光栅、分析器光栅和探测器。X射线源产生多色谱X射线的X射线束，其中源光栅适于提供充分大的横向相干性以相干地照射相位光栅的至少一个完整光栅间距，从而可以在分析器光栅的位置观察到干涉。相位光栅被几个裂缝照射，可以称为分束器光栅，它将前两级中的射束分裂，即第一级衍射，因为0级被完全消除了。

[0020] 提供相位光栅、分析器光栅和探测器作为根据上述实施例之一所述的探测器装置。

[0021] 根据另一示范性实施例，提供了一种用于微分相位对比成像的医学X射线成像系统，具有根据上述实施例用于产生对象的相位对比图像的X射线图像采集装置，处理单元，接口单元和对象接收装置。处理单元适于控制所述X射线源以及所述分析器光栅的相位步进，以及所述相位光栅和所述分析器光栅的平移。所述接口单元适于向所述处理单元提供记录的第一和第二原始图像数据。所述对象接收装置适于接收用于相位对比图像采集的感兴趣对象。

[0022] 根据另一示范性实施例，提供了一种用于微分相位对比成像的微分相位方法，包括如下步骤：

[0023] aa1)向第一位置（P1）中具有两个衍射光栅的干涉仪施加相干的X射线辐射，所述衍射光栅均包括具有不同光栅取向的至少两个部分，其中第一衍射光栅是相位光栅，第二衍射光栅是分析器光栅。

[0024] aa2)使分析器光栅进行相位步进。

[0025] aa3)利用具有至少两个部分的传感器记录第一原始图像数据；其中第一和第二部分记录与第一和第二光栅取向相关的相位对比图像信息。

[0026] b)将所述分析器光栅和所述相位光栅平移到第二位置（P2）。

[0027] cc1)向所述第二位置中的干涉仪施加相干的X射线辐射。

[0028] cc2)使分析器光栅进行相位步进。

[0029] cc3)利用所述传感器记录第二原始图像数据；其中所述第一和第二部分记录与所述第二和第一光栅取向相关的相位对比图像信息。

[0030] d)提供所记录的第一和第二原始图像数据作为原始图像数据。

[0031] 本发明的发明点可以视为提供一种具有光栅结构的衍射光栅，该光栅结构在光栅区域的不同部分中具有不同的光栅取向。于是，可以针对不同方向采集基于相位梯度的图像信息，无需在例如采集步骤之间旋转或绕枢轴转动任何相应光栅。接下来于是可以采集并提供增强的图像信息。

[0032] 本发明的这些和其他方面将从下文描述的示范性实施例变得显而易见并参考其加以阐述。

附图说明

[0033] 下文将参考以下附图描述示范性实施例。

[0034] 图1示意性示出了根据本发明的医学X射线成像系统范例。

[0035] 图2示意性示出了根据本发明用于产生相位对比图像的X射线图像采集装置。

[0036] 图3示意性示出了根据本发明用于产生相位对比图像的X射线图像采集装置的其他示范性实施例。

[0037] 图4示意性示出了根据本发明具有衍射光栅的探测器装置。

[0038] 图5到6示出了图3的探测器装置的其他示范性实施例。

[0039] 图7到9示出了根据本发明的探测器装置的其他示范性实施例。

[0040] 图10到12示出了根据本发明的探测器装置的其他示范性实施例。

[0041] 图13示出了根据本发明的探测器装置的另一示范性实施例。

[0042] 图14示意性示出了根据本发明用于产生相位对比图像的X射线图像采集装置的其他示范性实施例。

[0043] 图15到16示出了根据本发明的探测器装置的另一示范性实施例。

[0044] 图17示出了本发明示范性实施例的基本方法步骤。

[0045] 图18示出了根据本发明的方法的另一示范性实施例。

[0046] 图19示出了根据本发明的方法的另一示范性实施例。

具体实施方式

[0047] 在图1中，示意性示出了根据本发明用于微分相位对比成像的医学成像系统500。X射线图像采集装置510被示为系统500的一部分，用于产生对象，例如患者的相位对比图像。X射线图像采集装置510包括X射线源512以及探测器514，探测器514例如在C臂结构516上与X射线源相对布置。此外，X射线图像采集装置510包括未示出的源光栅518、相位光栅520和分析器光栅522（也未示出）。参见下文获得对这些方面的更详细描述。

[0048] 作为对象接收装置，提供工作台524，其至少部分布置于X射线源和探测器之间。

[0049] 此外，提供了处理单元526和接口单元528（未示出）。此外，在工作台上方示出了显示装置530以显示信息。此外，为了让用户输入，提供了利用附图标记532表示的交互面板。

[0050] 所示的范例是所谓的C型X射线图像采集装置，具有C形的臂。图像探测器布置于C臂的一端，X射线辐射源位于C臂的相反一端。臂自身可以可移动地安装，从而绕着研究对象旋转。简单地说，能够针对不同的观察方向采集图像。不过当然必须要指出，其他形式的X射线图像采集装置也是可能的，例如具有X射线源和探测器的旋转对的扫描架。

[0051] 根据本发明的一方面，处理单元526适于控制X射线源512以及分析器光栅的相位步进。处理单元还适于控制相位光栅和分析器光栅的平移，下文将进一步解释。

[0052] 根据本发明的一方面，处理单元526适于控制相位光栅的相位步进。

[0053] 布置接口单元528，使得由探测器记录的所记录数据可以被提供到处理单元。

[0054] 在下文中，现在将参考图2描述X射线图像采集装置510。

[0055] 用于产生相位对比图像的X射线图像采集装置510包括由简单正方形表示的X射线源512、源光栅518、相位光栅520、分析器光栅522和用于检查对象的探测器514。对象是利用附图标记534表示的。此外，由X射线源提供多色谱X射线的X射线束536，X射线源例如被提供为常规X射线源。将X射线辐射束536施加到源光栅518。源光栅518，也称为G0，适于提供足够的横向相干性，以相干地照射相位光栅的至少一个完整的光栅间距，从而可以在分析器光栅的位置观察到干涉。简单地说，源光栅“分裂”X射线辐射，从而提供相干的X射线辐射（未进一步示出）。

[0056] 例如，在图2中，源光栅518提供相干辐射，其在两个方向上具有高的横向相干性。

[0057] 当然，替代源光栅和作为常规X射线源提供的源，可以提供微聚焦管或微聚焦管布置，例如阵列。

[0058] 根据另一个范例，对于相干的X射线辐射，提供多个纳米管以产生相应的多个X射线束。

[0059] 通过源光栅的射束用附图标记538表示。相位光栅被几个裂缝照射，并且相位光栅可以被称为分束器光栅，它将前两级中的射束分裂，即第一级衍射，因为0级被完全消除了。在相位光栅520后方重新组合分裂的射束之后，将重新组合的射束施加到分析器光栅522。然后，未进一步示出的具有传感器的探测器514记录原始图像数据，同时对分析器光栅进行相位步进，下文将进一步解释。

[0060] 提供相位光栅520、分析器光栅522和探测器514作为根据本发明的探测器装置10，在下文中将加以描述。

[0061] 此外，提供相位光栅和分析器光栅作为根据如下所述实施例之一的用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅。

[0062] 根据示范性实施例，分析器光栅适于在分析器光栅的至少一个周期上进行横向步进。此外，提供相位光栅和分析器光栅作为根据如下所述实施例之一的用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅。根据另一方面，相位光栅，也称为G1，也相对于称为G2的分析器光栅步进。不过，然后，将相位光栅步进仅其间距的1/2就够了，因为分析器处干涉条纹的频率是G1，即相位光栅间距的两倍，这是平行射束的情况。对于锥形射束，放大率导致与倍数2的轻微偏离。

[0063] 在图3中，示意性示出了X射线图像采集装置510'的另一示范性实施例。可以看出，提供了源光栅518'，于是提供了在两个方向上具有相干性的裂开的射束538'。作为源光栅518'，示出了栅格状结构，表示两个方向上的横向相干性。此外，也利用附图标记15表示的相位光栅520，以及也利用附图标记14表示的分析器光栅522相对于裂开射束538'的相干性成锐角布置。作为范例，将相位光栅和分析器光栅旋转45°角。

[0064] 根据另一实施例，尽管未示出，但提供了仅在一个方向上具有横向相干性的X射线射束，例如，通过提供具有线性光栅或一个或几个线光源的源光栅取代栅格状源光栅。

[0065] 光栅518'的若干线表示源光栅沟槽的方向，于是，X射线的横向相干性大致垂直于线。

[0066] 当然，也可能产生在垂直于图中所示方向的方向上具有横向相干性的X射线射束。

[0067] 根据一个方面，提供了一个线光源。

[0068] 根据一个方面，提供了几个线光源。

[0069] 根据另一个方面，提供了小焦点，例如微聚焦管。

[0070] 在图4中，示意性示出了用于产生对象的相位对比图像的X射线系统的探测器装置10。该探测器装置包括具有传感器和第一和第二衍射光栅的探测器12，第一和第二衍射光栅被提供为分析器光栅14和相位光栅15。在所谓的分解图示中，图4a示出了平面图，图4b示出了等角视图。

[0071] 相对于施加辐射的方向，根据以下图形在探测器12前方布置相位光栅15和分析器光栅14，其中在分析器光栅14前方布置相位光栅15。

[0072] 在图4中，在探测器上方布置分析器光栅14，在分析器光栅14上方布置相位光栅15。为了更好地理解，图4b示出了示意性布置的透视图。

[0073] 明确指出，在下文中描述分析器光栅14。不过，根据本发明，分析器光栅14的光栅特征也是为相位光栅15提供的。此外，与根据针对分析器光栅所述的实施例之一以相同的光栅结构在彼此前方布置相位光栅15和分析器光栅14，以便提供相位梯度信息的检测。

[0074] 换言之，针对分析器光栅14描述的特征和特性也适用于相位光栅15，为了更好理解附图未进一步示出。

[0075] 根据另一个方面，分析器光栅的条吸收X射线，使得它们改变通过光栅的X射线辐射的幅度。

[0076] 根据另一示范性实施例，相位光栅的条改变通过光栅的X射线辐射的相位。

[0077] 可以看出，探测器12的传感器包括第一子组像素18的至少一个传感器像素16，以及第二子组像素22的至少一个传感器像素20（也参见下文）。用于X射线微分相位对比成像的衍射光栅14、15均包括第一子区域23，具有第一光栅结构26的至少一个部分24和第二光栅结构30的至少一个部分28。

[0078] 第一光栅结构26包括周期性布置的多个条34和间隙36，具有第一光栅取向GO137。布置条，使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，间隙能透过X射线。

[0079] 根据本发明的一方面，分析器光栅14的条吸收X射线，使得它们改变通过光栅的X射线辐射的幅度。

[0080] 根据本发明的一方面，相位光栅15的条改变通过光栅的X射线辐射的相位。

[0081] 根据另一个方面，源光栅也是吸收光栅，因为这里也可以观察到Talbot效应。

[0082] 第二光栅结构30包括周期性布置的多个条40和间隙42，具有第二取向GO244。条40吸收X射线，间隙42能透过X射线。

[0083] 第一光栅取向GO137与第二光栅取向GO2不同。

[0084] 根据本发明的一方面，第一光栅结构26的多个条34和间隙36以第一光栅间距PG138周期性布置。

[0085] 根据本发明的一方面，第二光栅结构30的多个条40和间隙42以第二光栅间距PG246周期性布置。

[0086] 根据另一个方面，第一光栅间距PG1和第二光栅间距和PG2相等。

[0087] 根据另一方面（未示出），第一光栅间距PG1和第二光栅间距PG2不同。

[0088] 在第一和第二光栅间距不同的情况下，必须要考虑用于第一光栅取向和第二光栅取向的Talbot距离必须相等，因为相位光栅和分析器光栅之间的差异必须是固定的。由于Talbot距离取决于设计能量、间距和Talbot阶数，这种要求转换成为第一和第二光栅取向分别使用不同的设计能量和/或Talbot阶数。

[0089] 分析器光栅14适于以相对于分析器光栅14的预定关系步进。

[0090] 根据本发明的一方面，分析器光栅14适于以相对于分析器光栅14的第一光栅间距PG1和/或第二光栅间距PG2的预定关系步进。

[0091] 在图示的范例中，利用带附图标记48的双箭头表示相位步进。例如，相位步进方向相对于第一光栅取向37和第二光栅取向44具有45°角。

[0092] 根据另一个方面，相位光栅15适于以相对于分析器光栅14的预定关系步进。

[0093] 根据又一方面，相位光栅15适于以相对于分析器光栅14的第一光栅间距PG1和/或第二光栅间距PG2的预定关系步进。

[0094] 第一和第二衍射光栅，即相位光栅15和分析器光栅14适于相对于传感器从图4a左半部所示的第一位置P1以第一平移间距PT1平移到至少图4a右半部所示的第二位置P2，第一平移间距由箭头50和52表示。也用宽箭头54表示平移步骤。

[0095] 要指出的是，箭头50表示要执行的平移步骤，箭头52表示前面的平移步骤，即已经执行的平移步骤。在以下所有附图中使用这些箭头，于是并不在附图中示出其的所有情况下都明确提到。不过，要指出的是，以清晰的方式示出和解释这些符号，使得它们对于技术人员而言清晰，从而不需要在书面描述中进一步解释。同样的情况适用于表示平移步骤的宽箭头54。

[0096] 在图4b中，在透视图中示出了从第一位置P1向第二位置P2的平移。

[0097] 当然，并非所有附图都是按比例绘制的。特别是透视图例示中的光栅结构和光栅的距离仅仅是示意性示出的。

[0098] 在图4a和4b中可以看出，针对衍射光栅的第一和/或第二光栅结构的各部分调整平移间距PT1。

[0099] 此外，在第一和第二位置，在第一和第二光栅结构的各部分后方布置传感器的不同部分。在图4a中，在左半部中，第一子组像素的传感器像素16布置于第一光栅结构26的部分24的下方。此外，第二子组像素22的像素20布置于第二光栅结构30的部分28下方。在平移图4a右半部中所示的光栅之后，第一子组像素18的像素16布置于第二光栅结构30的部分28下方，第二子组像素22的像素20布置于第一光栅结构26的部分24下方。

[0100] 在图5中可以看出，根据本发明的另一方面，可以布置分析器光栅14和探测器12，从而在图中水平地，即垂直于第一光栅结构26发生平移，而在图4中，垂直地，即平行于第一光栅结构26发生平移。

[0101] 必须要指出，像“右”、“左”、“向上”或“向下”以及“水平”和“垂直”的术语涉及在以可以阅读字母和数字的方式看页面时附图所在的页面，即在大部分情况下，以前景角度考虑附图页。

[0102] 从图6可以看出，可以将第一光栅结构26和第二光栅结构30的各部分提供为矩形，其中它们在一个方向上的长度与第二方向的长度不同。或者，如图4和5中所示，每个部分都具有正方形形状。

[0103] 根据本发明的另一个方面，以不同的形状，例如三角形、六角形或其他形状（未进一步示出）提供光栅部分，即第一光栅结构的部分和第二光栅结构的部分。

[0104] 通过这些非常示意性的图示可以看出，利用根据本发明的分析器光栅14，能够在第一步骤中采集图像数据，其中第一子组像素18记录关于第一光栅取向的相位梯度信息。第二子组像素22记录关于第二光栅取向的基于相位梯度的信息。

[0105] 由于利用箭头54所示的平移，然后定位分析器光栅14，使得第一子组像素18记录关于第二光栅取向的基于相位梯度的信息，第二子组像素22记录关于第一光栅取向的基于相位梯度的信息。

[0106] 根据另一个方面，在第一和/或第二位置中，第一或第二光栅结构的至少一个部分布置于第一或第二子组像素之一的前方。

[0107] 根据本发明的另一方面，沿第一和第二方向以交替方式布置第一光栅结构26和第二光栅结构30的部分。例如，将第一方向称为X方向，将第二方向称为Y方向。

[0108] 根据另一个方面，沿X方向以第一X重复间距PR1X布置第一光栅结构部分的相对性。

[0109] 根据另一个方面，沿Y方向以第一Y重复间距PR1Y布置第一光栅结构的多个部分。

[0110] 根据另一个方面，沿X方向以第二X重复间距PR2X布置第二光栅结构的多个部分。

[0111] 根据另一个方面，沿Y方向以第二Y重复间距PR2Y布置第二子区域的多个部分。

[0112] 根据另一个方面，第一X重复间距PR1X和第二X重复间距PR2X相等。

[0113] 根据另一个方面，第一Y重复间距PR1Y和第二Y重复间距PR2Y相等。

[0114] 根据另一个方面，X和Y重复间距PRX、PRY相等。

[0115] 必须要指出，可以自由组合上述各方面。

[0116] 根据另一个方面，第一和第二光栅结构的部分尺寸相等。根据另一个方面，它们也可以具有不同尺寸。

[0117] 根据本发明的另一方面，第三或更多光栅结构的至少一个部分具有至少一个另一不同的光栅取向GON。

[0118] 根据本发明的另一方面，第一光栅取向GO1布置成相对于第二光栅取向GO2是横向的。

[0119] 在图示的范例中，第一光栅取向GO1被布置成相对于第二光栅取向GO2正交，即相对于第二光栅取向成90°。

[0120] 根据图7，示出了范例，其中在分析器光栅14的区域中以棋盘图案56布置第一光栅结构26和第二光栅结构30的部分。如图示意性示出，沿水平方向以附图标记58表示的第一重复间距PR1X布置第一光栅结构26的多个部分。此外，沿Y方向以附图标记60表示的第一重复间距PR1Y布置第一光栅结构26的多个部分。可以看出，第一重复间距尺寸相等。

[0121] 在分析器光栅14下方布置探测器12。传感器包括第一子组像素18的传感器像素16，其被分析器光栅14的第一光栅结构26的部分覆盖。传感器还包括用点线图案表示的第二子组像素22的传感器像素20，该图案仅仅用于解释，不指示第一和第二子组传感器像素的任何结构差异。

[0122] 图7a示出了可以由传感器记录原始图像数据的第一位置P1。如上所述，第一子组像素的传感器像素16根据第一光栅取向记录相位梯度信息，而第二子组像素22的传感器像素20基于第二光栅取向记录相位梯度信息。

[0123] 通过平移光栅，在第二子组像素22的传感器像素20前方布置第一光栅结构26的部分24。现在在第二光栅结构30的部分28后方布置第一子组像素18的像素16。于是，在第二位置中，如图7b中所示，第一子组像素18的传感器像素16记录关于第二光栅取向的相位梯度信息，而第二子组像素22的像素20现在记录关于第一光栅取向的相位梯度信息。

[0124] 由表示第一光栅结构26的光栅结构特定部分的粗框62表示光栅的平移。不过，框62仅仅用于例示的目的。

[0125] 在图7中，已经相对于传感器沿水平方向平移了分析器光栅14，其中传感器保持不动。此外，必须要指出，该图示示出了根据本发明的衍射光栅，即相位光栅和分析器光栅的一段。可以在图中看出，尽管从图7a到图7b将分析器光栅向右移动了一个间距，但图7b中的左列还示出了相应的光栅区段。

[0126] 根据本发明的另一方面（未示出），也可以沿另一个方向，例如在垂直方向上平移分析器光栅。如图8中所示，也可以将棋盘图案布置成矩形场。可以看出，第一和第二光栅结构的部分是矩形，其中它们在一个方向上的长度与第二方向的长度不同。

[0127] 根据本发明的一个方面，如上所述，第一光栅结构的光栅间距PG1等于第二光栅结构30的光栅间距PG2。

[0128] 当然，也可以在垂直方向上移动图8的分析器光栅14，而不是图8中所示的水平平移。

[0129] 根据图9所示的本发明另一方面，在包括第一光栅结构的部分24的至少一条线78的至少一个线性第一光栅组76中线性地布置第一光栅结构26的部分。另外，在包括第二光栅结构的至少一条线82的至少一个线性第二光栅组80中线性地布置第二光栅结构30的部分28。在图9中可以看出，提供了至少两个第一光栅组76和至少两个线性第二光栅组80。以交替方式按照附图标记84所示的第一线距PL1布置光栅组。为了为所有传感器像素提供两个光栅取向中的相位梯度信息，从图9a到图9b在垂直方向上向下平移分析器光栅，再次用框62表示。

[0130] 在上述附图中，即图4到9中，已经示出了相对于每个光栅取向成45°锐角的相位步进。

[0131] 必须要指出，锐角导致具有不同取向的两个光栅结构都发生步进运动。于是，投影导致与相应光栅结构以正交方式进行有效步进。

[0132] 如上所述，应当指出，其他角度也是可能的。例如，如果两个光栅结构具有正交布置的光栅取向，即，它们彼此正交地布置，相对于光栅取向的更小或更大角度也是可能的。

[0133] 例如，为相位步进方向应用与45°明显不同的角度，例如30°。通过在相对于45°不同的角度进行步进；能够通过相位步进期间的调制频率在像素两个部分上的相位梯度之间进行区分。这样能够改进图像信息的采集。例如，相对于第一光栅取向30°，从而相对于第二取向60°也是可能的。当然，更小/更大的角度也是可能的，例如相对于第一和第二光栅取向分别为10°和80°。不过，必须要指出，对于更小的角度，投影几何学当然会导致所采集图像信号质量的下降。

[0134] 已经相对于图2和3提到了相干辐射的方面。通过应用在两个不同方向具有相干性的辐射，例如由根据图2或3的光栅布置实现的辐射，可以在两个不同光栅取向中记录相位梯度信息，例如如图4到9中所示。

[0135] 根据另一示范性实施例（未示出），在仅有在一个方向上具有相干性的辐射的情况下，将相位光栅15和分析器光栅14旋转锐角，以便实现针对两个不同方向采集梯度信息的可能性，其再次由投影提供，因为相对于第一光栅结构26和第二光栅结构30的光栅结构以旋转方式布置所谓的线性相干辐射。

[0136] 在下文中参考图10解释另一方面。在图10中，施加在两个方向上具有高度横向相干性的辐射90，由具有线的栅格象征性表示，为其使用附图标记90。

[0137] 要指出的是，栅格90被示为正方形状的栅格图案的角部延伸超过栅格，因为栅格90仅表示相干性和光栅结构的旋转取向而非实际尺寸。当然，可以利用具有两个相干方向的辐射完全照射光栅，即在其整个区域上照射探测器和光栅。

[0138] 根据另一个方面，提供辐射，其仅部分覆盖光栅和/或探测器。

[0139] 分析器光栅14，当然还有相位光栅15，相对于线性光栅结构旋转一定角度，例如45°，该角度利用附图标记92表示。

[0140] 图10a示出了第一位置P1，其中采集第一原始图像数据，同时分析器光栅14相对于辐射90的两种相干之一进行相位步进，例如以水平方式进行相位步进，由附图标记48'表示。于是，针对两个光栅方向都实现了投影，从而可以针对两个光栅方向记录相位梯度信息。

[0141] 然后，将分析器光栅14平移到第二位置P2，与以上附图使用相同的附图标记表示。不过，平移是相对于分析器光栅14的间距发生的。换言之，向右且向上的方向上，即根据锐角92的45°方向，发生平移。可以由虚线框62看出平移。于是，相对于特定像素，例如利用虚线框94表示的像素，在第一位置提供第一光栅结构26的部分24，在第二位置提供第二光栅结构30的部分28。

[0142] 必须要指出，仅仅出于例示的目的示出了45°的角度92。当然，可以应用不同的角度，例如从30°到60°或甚至从10°到80°的范围中。

[0143] 由于分析器光栅14相对于相干辐射90的旋转布置，即成锐角92，所以也可以通过如图11所示以附图标记48''表示的垂直方式步进分析器光栅14来实现相位步进。

[0144] 必须要指出，根据另一示范性实施例，在第一和/或第二位置对相位光栅15进行相位步进。

[0145] 根据另一示范性实施例（未示出），提供仅在一个方向上具有相干性的相干辐射，同时根据图10或11对分析器光栅进行相位步进。

[0146] 根据本发明的另一方面，还可以提供在两个方向上都具有相干性的相干辐射，同时在第一相位步进中沿第一方向对分析器光栅进行相位步进，并在第二相位步进中沿第二方向对其进行相位步进，其中步进方向彼此垂直或正交。在图12中示出了这种情况。

[0147] 在图12a中所示的第一步骤中，以水平方式对分析器光栅进行相位步进，如附图标记48H所示。于是，特定像素，例如利用虚线框96表示的像素，相对于第一光栅结构26记录基于相位梯度的信息。利用第二虚线框98表示的相邻像素不记录基于相位梯度的信息，因为相位步进平行于第二光栅结构30的部分28的光栅结构发生。

[0148] 在图12b所示的另一相位步进步骤中，以附图标记48V表示的垂直方式对分析器光栅14进行相位步进。在这个相位步进步骤中，像素96不记录基于相位梯度的信息，因为步进发生于平行于第一光栅结构26覆盖这个像素的方向上。相邻像素98现在相对于布置于这个特定像素前方的第二光栅结构30记录基于相位梯度的信息。

[0149] 接下来，提供平移步骤以从图12a和12b所示的位置P1将分析器光栅14平移到图12c和12d所示的位置P2。换言之，图12c接着12b。

[0150] 在图12c所示的第三相位步进步骤中，再次以双箭头48H所示的水平方式步进分析器光栅14。在这个位置，像素96不记录基于相位梯度的信息，因为相位步进方向平行于现在布置于这一特定像素前方的第二光栅结构30的光栅结构。相邻像素98现在相对于布置于这个特定像素前方的第一光栅结构记录基于相位梯度的信息。

[0151] 在图12d所示的第四相位步进步骤中，以附图标记48V表示的垂直方式对分析器光栅14进行步进。在这个第二位置P2，通过垂直步进，像素96现在可以相对于布置于这个像素前方的第二光栅结构30记录基于相位梯度的信息。相邻像素98不记录基于相位梯度的信息，因为步进在平行于布置于第二位置的这个像素前方的第一光栅结构26的光栅结构的方向中发生。

[0152] 根据图13所示的另一示范性实施例，在第一位置P1和第二位置P2中，分析器光栅14的第一光栅结构26和第二光栅结构30均至少部分布置于第一子组像素18前方，至少部分在第二子组像素22前方。在第一和第二位置，第一和第二子组像素的不同的第一和第二部分分别被分析器光栅的第一光栅结构的部分覆盖。

[0153] 如图13中示意性所示，其中作为范例，示出了具有第一子组像素18的传感器像素16和第二子组像素22的传感器像素20的传感器；以棋盘图案布置传感器像素16，20，由第二像素20的虚线图案表示。

[0154] 此外，分析器光栅14被示为具有第一光栅结构26的部分24和第二光栅结构30的部分28。要指出的是，第二光栅结构30的部分28被示为垂直于第一光栅结构26的部分24布置。

[0155] 分析器光栅14装备有棋盘图案，其中在两个方向上都以交替方式布置具有第一光栅结构26的部分24和具有第二光栅结构30的部分28。此外，在图13a中，示出了第一位置P1，其中布置分析器光栅14以相对于传感器位移半个间距，其中传感器的棋盘图案的间距和光栅14的棋盘图案间距相等。于是，每个光栅区段，即第一光栅结构26的每个部分24覆盖第一像素16的一半和传感器像素20的一半。例如，框192表示图13a中特定光栅区段的第一位置。

[0156] 参考特定传感器像素，例如第三排传感器像素，即第三列传感器像素中的像素94，光栅部分24覆盖未进一步示出的像素94的右半边。参考由附图标记96表示的右方相邻像素，光栅区段24覆盖其左半部。

[0157] 通过如平移箭头54所示，相对于传感器将光栅14平移一个间距，传感器像素94现在被第一光栅结构26的另一个光栅区段部分覆盖。于是，光栅结构现在覆盖传感器像素94的左半部。

[0158] 相对于第二光栅结构30，利用这个光栅结构覆盖像素的另一半。

[0159] 于是，一个像素接收受第一光栅结构以及第二光栅结构影响的辐射。换言之，一个传感器像素接收相对于两个光栅结构方向的相位梯度信息。

[0160] 因此，提供相位步进以处于和45°不同的角度中，如附图标记48所示。

[0161] 例如，以相对于第一光栅结构的30°角和相对于第二光栅结构的60°角提供相位步进。于是，能够将与第一光栅结构相关的信息与和第二光栅结构相关的相位梯度信息区分开，因为两个不同角度导致两个不同信号叠加在传感器上，但由于其周期不同，单个信号可能与另一个不同。

[0162] 通过如平移箭头54所示相对于传感器将光栅平移一个间距，传感器像素现在部分被两个光栅结构覆盖，只是在不同的布置中，即不同的一半现在记录相应的梯度信息。

[0163] 在图13c中所示的第三位置P3中，布置光栅结构，使其相对于第一光栅结构覆盖传感器像素的上下半部分，而非图13a和13b中所示的左右半部分。利用虚线平移箭头198表示到第三位置的平移。

[0164] 从第三位置将光栅平移到另一个位置，其中记录其他原始图像数据，同时应用相干的X射线辐射并使分析器光栅相位步进。在另一位置中，分析器光栅和相位光栅的第一和第二子区域均被布置成至少部分在第一子组像素前方和至少部分在第二子组像素前方；其中在另一位置中，第一和第二子组像素的不同其他部分分别被分析器光栅和相位光栅的第一子区域的部分覆盖；该其他部分分别与第一和第二部分交叠。

[0165] 例如，如图13中所示，通过从第三位置P3向图13d中所示的第四位置P4平移光栅，将光栅向下平移一个间距，该间距再次以框192例示，平移由平移箭头54表示。在第四位置P4中，现在利用结合图13c的另一光栅结构覆盖特定像素。

[0166] 于是，到此为止提供了四组原始图像数据。

[0167] 此外，提供光栅平移到其中的第五位置P5，在其中记录第五原始图像数据，同时施加相干X射线辐射并使分析器光栅相位步进。在第五位置P5，第一、第二、第三和第四部分的子部分被第一光栅结构26的部分覆盖，方式与相对于第二光栅结构30的类似。

[0168] 对于第五位置，在图13e和13f中示出了两种替代可能性。

[0169] 从第四位置开始，可以通过将分析器光栅平移半个间距到达图13e所示的第一个第五位置P51，由虚线平移箭头100和尺度是前一间距箭头的一半的间距指示符箭头102表示。由框192可以看出，第一光栅结构26的分析器光栅14的每个光栅区段现在都同时覆盖四个传感器像素，即两个第一传感器像素和两个第二传感器像素。

[0170] 图13f中示出了替代的第五位置P52，可以从第三位置开始，通过向右将分析器光栅14平移半个间距来实现，这是利用虚线平移箭头104和半间距箭头106表示的。

[0171] 可以看出，在第五位置P52中，第一、第二、第三和第四部分的子部分被与分析器光栅14的第一光栅结构26相关的光栅区段部分覆盖。于是，参考图13e以可谓镜像方式覆盖传感器像素的部分。

[0172] 参考图13，可以在图13a和13b所示的水平方向上或在图13c和13d所示的垂直方向上实现2倍的空间分辨率改善，同时针对两个光栅方向接收相位梯度信息。

[0173] 如上所述，对于分析器光栅的每个平移位置，必须要执行完整的相位步进循环。通过仅执行图13a和13b的步骤或图13c和图13d的步骤，可以在垂直或水平方向上，但并非同时在两个方向上改善分辨率。

[0174] 图13e或13f示出了有可能是如上所述这种情况的实施例。换言之，如果图13a到13d的四个相位步进流程由图13e或13f中所示的两个步进周期的任一个支持，可以同时在垂直和水平方向上改善空间分辨率。于是，从五个所得阶段，可以针对两个光栅取向，计算图13a到13d结合图13e或13f中所示像素的每个四分之一中的相位梯度。

[0175] 根据另一示范性实施例，在第一、第二、第三、第四和第五位置的组中的至少一个中对相位光栅15进行相位步进。

[0176] 根据另一示范性实施例，不应用第四采集步骤，而是提供第五采集步骤。于是，也可以由如下计算步骤实现增强的图像数据以进行进一步处理。例如，在位置P1，对于像素96，测量a+c=m1；在位置P2，测量b+d=m2，在位置P3，a+b=m3。

[0177] 在位置P4，会测量c+d=m4。这样为这个线性方程组获得的矩阵会是奇异的。如上所述，如果省去测量P4，代之以测量位置P5，获得序列P1、P2、P3、P5：

[0178] A.x=m其中

[0179]

[0180] 根据另一示范性实施例，替代第四和第五位置，提供第五位置（P51；P52）之一，分析器光栅和相位光栅被平移到其中（464），并且其中记录第五原始图像数据（474），同时施加（470）相干的X射线辐射并使分析器光栅相位步进（472）；其中在第五位置中，第一、第二、第三和第四部分的子部分（94e1，94e2，96e1，96e2；94f1，94f2，96f1，96f2）被分析器光栅和相位光栅的第一子区域的部分覆盖。

[0181] 根据未进一步示出的另一示范性实施例，向相位光栅和分析器光栅施加仅在一个方向上相干的X射线辐射。此外，将分析器光栅14和相位光栅15旋转锐角，例如45°，平行于或正交于X射线辐射的相干方向进行相位步进。

[0182] 根据本发明的另一方面，提供第二子区域204的至少一个部分202，其中第二子区域能透过X射线，且其中第二子区域的至少一个部分在光栅中提供能透过X射线的孔径206。此外，沿至少一个方向以交替方式布置第一子区域23和第二子区域204的部分。

[0183] 例如，将第一和/或第二子区域的若干部分相邻布置，作为第一子集和/或第二子集。例如，在至少一个方向（未进一步示出）上以第一子集重复间距PSR1和/或第二子集重复间距PSR2在衍射光栅的区域中布置第一和/或第二子集。

[0184] 根据本发明的另一示范性实施例，如图14所示，以棋盘配置207在衍射光栅的区域中布置第一子区域23和第二子区域204的部分。

[0185] 例如，在每行和列以交替方式布置第一光栅结构26和第二光栅结构30的部分，即，每隔一个区段具有光栅结构，但其中光栅结构会变化。换言之，每隔三个区段提供第一光栅结构26的一部分。

[0186] 根据另一个范例，沿对角线方向以交替方式布置第一光栅结构26和第二光栅结构30的部分。

[0187] 根据另一个范例，提供一个图案，其中将几个部分组合成具有第一或第二光栅结构的子区段，在一个或两个方向上以交替方式提供子区段。

[0188] 根据另一个方面，子区段可以具有不同尺寸，即组合不同数量的部分。

[0189] 在图14中可以看出，分析器光栅14和相位光栅15都具备棋盘图案，其中每隔一个区段被提供为第二子区域204的部分。相对于源光栅518'的两个方向之一将光栅旋转45°，源光栅提供在两个方向具有横向相干性的辐射。

[0190] 在图15中示出了相应的步骤。首先，如图15a中所示，向光栅结构14，15施加在两个方向都具有相干性的相干辐射90，如附图标记92所示，以锐角，例如45°角布置光栅结构。

[0191] 当然，其他锐角也是可能的，例如，介于10°和80°之间，或尤其是介于30°和60°之间。

[0192] 相对于利用虚线框292表示的特定像素，在第一相位步进步骤中，相对于第一光栅取向实现梯度信息。以水平方式48H执行相位步进，即，垂直于相干辐射结构的方向之一，利用附图标记90表示相干性。接下来，将光栅14和15从图15a中的位置P1平移到图15b中的位置P2，其中相对于光栅，即相对于辐射90的相干成45°角，即平行于棋盘光栅结构的轴之一，实现平移。于是，像素292现在可以在位置P2记录密度信息，因为第二子区域204的部分202被提供为光栅的能透过X射线的孔径。当然，光栅部分也包含一些强度信息。例如，光栅部分提供一些关于平均衰减的信息，例如通过在相位步进扫描上求平均值。
不过，以上区别更多是指用于例示的一般差异。

[0193] 通过另一平移步骤，将光栅平移到图15c中所示的第三位置P3。在这个位置，执行另一次相位步进，于是，像素292现在相对于现在覆盖特定传感器像素的第二光栅取向记录相位梯度信息。

[0194] 通过另一平移步骤，将光栅从第三位置P3平移到图15d中所示的第四位置P4。在这个位置，像素292再次记录密度信息，因为在这个位置，第二子区域204的部分202布置于这一特定像素前方。

[0195] 当然，在第二位置P2和第四位置P4中，也应用相位步进，因为在这两个位置中也针对传感器的每隔一个像素记录相位梯度信息。

[0196] 当然，可以按照垂直方式执行相位步进，利用相应的图16a到16d表示。

[0197] 根据另一个方面，可以在一个位置中以水平方式并且在另一个位置（未示出）以垂直方式执行相位步进。

[0198] 根据另一示范性实施例，尽管未进一步示出，但可以不相对于线性相干辐射旋转光栅结构，而是提供在两个方向上都相干的辐射，相对于光栅结构以锐角实现相位步进，即，以例如结合图7所述相似方式执行对角线步进。

[0199] 根据本发明的一方面，相对于光栅结构以45°角执行相位步进。

[0200] 根据另一个方面，相位步进的角度为例如30°。

[0201] 通过提供具有两个子区域的光栅结构，子区域之一包括具有两个不同光栅方向的光栅结构，子区域的另一个被提供为能透过X射线的孔径，能够采集到相位梯度信息图像数据以及密度信息图像数据，即可谓常规X射线图像结合相位梯度信息。必须要指出，例如，与采集相同类型信息的必要步骤相比，向患者施加相同的X射线剂量。不过，优点之一是在信息期间不需要替换或移除任何光栅。换言之，可以同时采集两种图像类型，从而能够同时提供给用户，例如，通过彼此相邻地呈现它们或还通过将它们组合成增强的X射线图像。

[0202] 根据另一示范性实施例（未示出），不提供在图14的两个方向上的横向相干性，而是利用例如线性源光栅提供仅在一个方向上的相干性。

[0203] 根据另一示范性实施例，提供了一种用于微分相位对比成像的方法400，参考图17加以解释。

[0204] 该方法包括如下步骤：在第一位置P1中，在第一施加步骤410中，向第一位置P1的相位光栅和分析器光栅施加相干的X射线辐射。相位光栅和分析器光栅均包括具有不同光栅取向的至少两个部分，其中第一衍射光栅是相位光栅，且其中第二衍射光栅是分析器光栅。接下来，在相位步进步骤412中，对分析器光栅进行相位步进，并在记录步骤414中，利用具有至少两个部分的传感器记录第一原始图像数据416，其中第一和第二部分记录与第一和第二光栅取向相关的相位对比信息。利用三个步骤周围的虚线矩形418表示同时执行的三个步骤410、412和414。

[0205] 此外，在附图标记420表示的平移步骤T1中，将相位光栅和分析器光栅平移到第二位置P2。

[0206] 然后，在第二施加步骤425中，向第二位置中的相位光栅和分析器光栅施加相干的X射线辐射。在施加期间，在第二相位步进步骤424中，对分析器光栅进行相位步进。同时，在第二记录步骤426中，利用具有至少两个部分的传感器记录第二原始图像数据428，其中在第一和第二部分中记录与第二和第一光栅取向相关的相位对比信息。利用第二虚线矩形430表示三个步骤422、424和426的同时执行。

[0207] 此外，在提供步骤432中，提供记录的第一和第二原始图像数据作为原始图像数据434。利用箭头436表示第一原始图像数据416和第二原始图像数据428的组合。

[0208] 施加步骤410也称为步骤aa1），相位步进步骤412称为步骤aa2），记录步骤414称为步骤aa3），平移步骤420称为步骤b），第二施加步骤422称为步骤cc1），第二相位步进步骤424称为步骤cc2），第二记录步骤426称为步骤cc3），提供步骤432称为步骤d）。

[0209] 根据未示出的另一示范性实施例，衍射光栅均包括第一光栅结构的至少一个部分以及第二光栅结构的至少一个部分，其中第一光栅结构包括周期性布置的具有光栅取向的多个条和间隙。布置条，使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，间隙能透过X射线。第二光栅结构包括周期性布置的具有第二光栅取向的多个条和间隙。布置条，使得它们改变X射线辐射的相位和/或幅度，并且间隙能透过X射线。第一光栅取向不同于第二光栅取向。

[0210] 根据另一个方面，提供第一和第二原始图像数据作为两个不同图像。

[0211] 根据另一个方面，提供原始图像数据作为表示与两个光栅取向都相关的梯度信息的单一图像。

[0212] 根据一个方面，相干辐射在一个方向上是相干的，相对于第一和/或第二光栅取向以锐角布置这个相干方向，例如45°或30°到60°范围中。

[0213] 根据另一个方面，在上述相位步进步骤中，相对于第二或第一光栅结构以锐角，例如45°或30°对分析器光栅进行相位步进。

[0214] 根据另一个方面，步骤aa2）中的相位步进方向平行于步骤cc2）中的相位步进方向。

[0215] 根据未进一步示出的另一示范性实施例，在步骤aa2）中，相对于第一光栅取向横向地使相位光栅步进。在步骤cc2）中，相对于第二光栅取向横向地使相位光栅步进。在步骤aa3）中，作为初级第一原始图像数据，利用传感器的第一部分记录与第一光栅取向相关的相位对比图像信息。在步骤cc3）中，作为初级第二原始图像数据，利用传感器的第一部分记录与第二光栅取向相关的相位对比图像信息。在第一位置P1，在步骤aa1）到aa3）之后，在步骤b）之前执行以下步骤：ab1）向干涉仪施加相干的X射线辐射，同时ab2）相对于第二光栅取向横向地对分析器光栅进行相位步进，以及ab3）利用传感器记录次级第一原始图像数据，其中传感器的第二部分记录与第二光栅取向相关的相位对比信息。在第二位置P2，在步骤cc1）到cc3）之后，执行以下步骤：cd1）向干涉仪施加相干的X射线辐射，同时cd2）相对于第一光栅取向横向地对分析器光栅进行相位步进，以及cd3）利用传感器记录次级第二原始图像数据，其中传感器的第二部分记录与第一光栅取向相关的相位对比图像信息。

[0216] 在图12a到12d中还示出了上述范例。

[0217] 根据另一个方面，相干辐射在一个方向上是相干的，相对于第一和/或第二光栅取向以锐角布置这个相干性方向。例如，角度为45°。

[0218] 根据另一个方面，相干辐射在两个方向上是相干的，其中之一平行于第一光栅取向，另一个平行于第二光栅取向。

[0219] 根据图18中所示的另一示范性实施例，提供了一种方法，继第二虚线矩形430所示的第二采集步骤之后，提供利用附图标记438表示的第二平移步骤T2，其中将相位光栅和分析器光栅平移到第三位置P3。在第三位置中，与上文参考图17所述的相应步骤以类似方式提供第三施加步骤440、第三相位步进步骤442和第三记录步骤444。再次同时执行提供第三图像数据445的这些步骤，利用第三虚线矩形446表示。

[0220] 此外，提供附图标记448表示的第三平移步骤T3，其中将相位光栅和分析器光栅平移到第四位置P4。在这个第四位置中，同时提供第四施加步骤450、第四相位步进步骤452和第四记录步骤454，提供图像数据455，由附图标记456通过第四虚线矩形表示。

[0221] 于是，提供第一、第二、第三和第四原始图像数据，在提供步骤458中它们被提供为原始图像数据416，其中由箭头462表示组合和计算步骤。

[0222] 根据图19所示的另一示范性实施例，继位置P4的第四次采集之后，执行由附图标记464表示的第四平移步骤T4，其中将光栅平移到第五位置P5，其中记录474第五原始图像数据475，同时施加470相干X射线辐射并使分析器光栅发生相位步进472。在第五位置P5，第一、第二、第三和第四部分的子部分分别被第一光栅结构和第二光栅结构的部分覆盖。同时提供X射线施加、记录和相位步进步骤，用虚线矩形476表示。然后，提供478记录的第一、第二、第三、第四和第五原始图像数据集作为原始图像数据480。当然，提供计算步骤以便提供原始图像数据480。组合和计算步骤是用箭头482表示的。

[0223] 根据上述方法之一的另一示范性实施例，在第一、第二、第三、第四和第五位置组中的至少一个中对相位光栅进行相位步进。

[0224] 根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种计算机程序或计算机程序单元，其特征是适于在适当的系统上执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。可以在适当的介质上存储和/或分布的计算机程序，介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光存储介质或固态介质，但也可以在其他形式中分布，例如通过互联网或其他有线或无线电信系统。

[0225] 因此可以将计算机程序单元存储在计算机单元上，其也可以是本发明实施例的部分。这种计算单元可以适于执行或诱发执行上述方法的步骤。此外，它可以适于操作上述设备的部件。计算单元可以适于自动工作和/或执行用户的命令。可以将计算机程序加载到数据处理器的工作存储器中。于是可以装备数据处理器以执行本发明的方法。

[0226] 本发明的这一示范性实施例覆盖了从一开始就使用本发明的计算机程序以及利用现有技术将现有程序转换成利用本发明的程序的计算机程序。

[0227] 此外，计算机程序单元可以提供所有必要步骤以完成如上所述的方法的示范性实施例流程。

[0228] 根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中计算机可读介质上存储了计算机程序单元，即前面部分描述的计算机程序单元。

[0229] 不过，也可以在像万维网那样的网络上提供计算机程序并可以从这种网络向数据处理器的工作存储器中下载计算机程序。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种使计算机程序单元能够下载的介质，布置该计算机程序单元以执行根据本发明的前述实施例之一的方法。

[0230] 尽管已经在附图和前面的描述中详细例示和描述了本发明，但这样的例示和描述被认为是例示性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开和从属权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。

[0231] 在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中叙述的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举特定手段的简单事实并不表示不能有利地使用这些手段的组合。

[0232] 权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
相位差膜-专利编号CN101529284B	2020-05-13	880
相位差膜-专利编号CN110799870A	2020-05-11	830
相位差膜-专利编号CN110268293A	2020-05-11	273
相位对齐-专利编号CN109508066A	2020-05-11	364
相位塞-专利编号CN101467466A	2020-05-13	64
相位差膜-专利编号CN100432716C	2020-05-13	801
相位差膜-专利编号CN109416426A	2020-05-12	675
相位差膜-专利编号CN105319634B	2020-05-11	684
相位差膜-专利编号CN105319634A	2020-05-12	346
相位差膜-专利编号CN101389987B	2020-05-12	45

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