具有对光子通量的快速空间调制的X射线成像设备 |
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| 申请号 | CN201480060664.5 | 申请日 | 2014-10-21 | 公开(公告)号 | CN105745718B | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 皇家飞利浦有限公司; | 发明人 | R·K·O·贝林; | ||||
| 摘要 | 呈现了一种 X射线 成像设备(1)和用于操作这样的设备的方法。在 实施例 中，所述设备(1)包括：X射线源(5)；第一光栅(13)、第二光栅(15)和第三光栅(17)的布置(12)；X射线探测器(7)；以及控制设备(21)。第一、第二和第三光栅(13、15、17)被布置在观察体积(3)的上游的区域中的X射线的射束路径(9)中。所述第二光栅(15)和所述第三光栅(17)中的至少一个包括多个子光栅(37)，其中，所述子光栅中的每个包括操纵工具(39)，所述操纵工具用于将所述子光栅关于所述第二光栅和所述第三光栅中的另一个进行位移。所述控制设备(21)适于控制所述操纵工具(39)。因此，可以对子光栅进行 定位 ，使得在X射线透射通过所述第二光栅(15)后生成的干涉图样的强度最大值被布置为诸如与所述第三光栅(17)的强X射线吸收部分一致，或者与所述第三光栅(17)中的弱X射线吸收部分一致。因此，可以通过特定地定位所述子光栅中的每个来对通过所述布置(12)的X射线透射进行局部调整。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于对被布置在观察体积(3)内的对象(49)的感兴趣区域进行成像的X射线成像设备(1)，所述X射线成像设备包括： |
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| 说明书全文 | 具有对光子通量的快速空间调制的X射线成像设备技术领域[0001] 本发明涉及一种X射线成像设备和一种操作这样的X射线成像设备的方法。 背景技术[0002] X射线成像通常被用以获得关于感兴趣对象的内部结构的信息。X射线成像设备包括X射线源和被布置在观察体积的相对侧的X射线探测器，在X射线成像期间感兴趣对象可以被布置在所述观察体积中。来自X射线源的X射线被发送通过对象。由于对象的各种内部结构的不同的X射线吸收性质，可以基于由X射线探测器探测的X射线强度的局部分布来获得关于内部结构的信息。 [0003] 在医学X射线成像中，感兴趣对象通常是人或者动物身体的感兴趣区域(ROI)。由于X射线可能伤害这样的身体的活组织，因此将在医学成像期间被施加到身体的X射线剂量最小化具有普遍益处。 [0004] 在多数常规X射线成像设备中，X射线均匀地被发送通过感兴趣区域，即被施加到ROI的X射线强度在ROI的整个横截面上基本上是恒定的。然而，ROI通常包括具有显著不同的X射线吸收性质的各种内部身体结构。例如，ROI内的骨示出相对强的X射线吸收率，而诸如肌肉组织或者肺组织的其他组织示出显著较低的X射线吸收率。因此，在均匀X射线强度被发送在整个ROI上的情况下可能出现问题，因为带有具有低X射线吸收率的结构的ROI的部分被曝光过度，而具有强X射线吸收率的部分被曝光不足。 [0005] 例如，主要包括如肺组织的软组织的部分几乎不吸收X射线，使得高强度的X射线被发送通过这些部分，并且捕获所发送的X射线的X射线探测器的探测器像素能够被曝光过度，即探测器部分进入到过载状况中。换言之，在这些软组织部分中，ROI经历过度的患者X射线剂量。另一方面，通常存在包括骨或者其他强X射线吸收结构的在ROI内的部分。被发送通过ROI的这些部分的X射线被高地衰减，并且捕获被发送通过这些高X射线吸收部分的X射线的X射线探测器的探测器像素可能被曝光不足，即这样的部分中的X射线探测器的像素接收仅非常低的X射线强度，使得在这样的“饥饿的”探测器单元中，噪声可能对探测器信号具有显著的影响。 [0006] 因此，能够期望将被发送通过感兴趣区域的X射线的局部强度适应于在该感兴趣区域上包括的内部结构的性质。换言之，具有对X射线的原始光子通量的局部化和动态控制将是有帮助的，其中，该光子通量可以例如适于探测器信号。 [0007] 动态衰减器已经被提出，但是不能实用于快速调制。例如，WO 0225671描述了一种X射线检查设备，除了别的以外，其包括具有滤波器元件的X射线滤波器，所述滤波器元件具有能够通过控制个体滤波器元件内的X射线吸收液体的量来进行调节的X射线吸收性。然而，对在滤波器元件内的液体进行重新布置通常是耗时的并且仅适于低频率图像采集。 [0008] 类似地，US 6061426公开了一种包括这样的X射线滤波器和具有准直器元件的X射线准直器的X射线检查设备，其能够通过利用X射线拦截液体填充这些元件来在X射线发送状态与X射线拦截状态之间切换。 [0009] US 2011/0206259A1公开了一种C型臂成像设备，其中，X射线成像射束被滤波，以提供针对被获得的每幅投影图像的选定的经滤波的射束强度概况。射束滤波器包括数字射束衰减器，所述数字射束衰减器包括多个楔形对或者多个叶的集合。 发明内容[0011] 可以存在对于实现对原始X射线光子通量的局部化和动态控制的成像设备和用于操作这样的X射线成像设备的方法的需要。尤其地，可以存在对于可以利用其迅速地影响所述原始X射线光子通量使得例如在X射线成像期间可以防止对X射线探测器的部分的曝光过度或者曝光不足的方法的需要。 [0013] 根据本发明的第一方面，提出了一种用于对被布置在观察体积内的对象的感兴趣区域进行成像的X射线成像设备。所述X射线成像设备包括：X射线源、可控透射布置、X射线探测器以及控制设备。所述X射线源适于生成至少部分相干的X辐射。所述可控透射布置包括：包括具有周期性子结构的至少一个子单元X射线相位修改单元，以及包括具有周期性子结构的至少一个子单元X射线吸收单元，两者单元在彼此后面地被布置在由所述X射线源发射的X射线的射束路径内，并且被彼此间隔。此处，所述X射线相位修改单元和所述X射线吸收单元被布置在所述观察体积上游的区域中的所述X射线射束路径内。所述X射线相位修改单元和/或所述X射线吸收单元包括具有周期性子结构的至少一个子单元，或者优选地多个子单元。此处，至少一个子单元或者优选地所述子单元中的每个包括操纵工具，所述操纵工具用于将所述子单元关于所述X射线相位修改单元和所述X射线吸收单元中的另一个进行位移。所述控制设备适于控制所述操纵工具。 [0014] 根据本发明的第二方面，提出了一种操作根据上述第一方面的X射线成像设备的方法。除了别的以外，所述方法包括控制所述操纵工具中的每个，诸如以将所述周期性X射线相位修改单元和/或所述X射线吸收单元中的一个的所述(一个或多个)子单元关于所述X射线相位修改单元和所述X射线吸收单元中的另一个进行位移。 [0015] 例如，根据实施例，所述控制设备适于基于从所述X射线探测器接收的信息来控制所述操纵工具。因此，基于这样的X射线探测器信息，可以确定所述X射线探测器的特定区域或者部分是否倾向于被曝光过度或者被曝光不足，并且可以相应地控制所述可控透射布置，以便调整局部X射线透射率。 [0016] 例如，根据实施例，所述控制设备可以适于基于关于在与各自的子光栅相关联的像素区中由所述X射线探测器接收的累积的X射线强度的信息，来控制所述操纵工具中的每个。 [0017] 根据实施例，每个子单元在平面内延伸，并且所述操纵工具中的每个适于将相关联的子单元在该平面内的方向上位移。换言之，例如，在其中所述子单元被提供有子光栅的实施例中，所述操纵工具应当适于将例如平面子光栅在横向方向上位移。通过横向移动相关联的光栅，可以对被包括在所述可控透射布置中的所述单元进行布置，使得由形成所述周期性X射线相位修改单元的光栅生成的所述干涉图样关于由第三光栅创建的所述X射线吸收单元以期望的方式被定位，从而实现对所述发送的X射线强度的控制。 [0018] 根据实施例，所述操纵工具可以适于使用由电场感应的力来将所述子单元位移。基于这样的电场，可以非常迅速地生成力使得操纵工具可以将相关联的子单元非常迅速地位移。例如，可以实现高达5kHz的位移速率。例如，可以使用压电元件来驱动所述操纵工具。 通常，操纵工具与DLP(数字光处理)设备类似地进行操作，所述DLP设备使用作用在微机械可移动元件上的电力。 [0019] 应当注意，在本文中，部分关于X射线成像设备并且部分关于操作这样的设备的方法描述了本发明的实施例的各种可能特征和优点。本领域技术人员将认识到，在所描述的实施例上可以以适当的方式组合、交换或者替换各种特征，并且尤其是关于所述设备描述的特征可以被应用于所述方法，并且反之亦然，以类似的方式。附图说明 [0020] 在以下中，将关于附图描述本发明的实施例。然而，描述和附图都不应当被解释为对本发明的范围的限制。 [0021] 图1示出了根据本发明的实施例的X射线成像设备。 [0022] 图2、3和4分别示出了用于根据本发明的实施例的X射线成像设备的第一、第二和第三光栅。 [0023] 图5示出了用在根据本发明的实施例的X射线成像设备中的多个子光栅。 [0024] 图6图示了根据本发明的实施例的X射线成像设备中的与创建的X射线干涉图样强度一起的第二和第三光栅的布置。 [0025] 附图仅是示意性的并且不按比例。通常，在附图上，相同附图标记被用于相同或者相似的特征。 [0026] 附图标记列表 [0027] 1 X射线成像设备 [0028] 3 观察体积 [0029] 5 X射线管 [0030] 6 X射线源 [0031] 7 X射线探测器 [0032] 8 X射线射束 [0033] 9 射束路径 [0034] 11 孔口 [0035] 12 布置 [0036] 13 第一光栅 [0037] 15 第二光栅 [0038] 17 第三光栅 [0039] 19 像素 [0040] 21 控制设备 [0041] 23 第一光栅的基板 [0042] 25 第一光栅的X射线吸收块 [0043] 27 第二光栅的基板 [0044] 29 第二光栅的X射线相位改变块 [0045] 31 第三光栅的基板 [0046] 33 第三光栅的X射线相位改变块 [0047] 35 第三光栅的X射线吸收块 [0048] 37 子光栅 [0049] 39 操纵工具 [0050] 41 位移方向 [0051] 43 指示X射线强度分布的图形 [0052] 45 X射线强度最大值 [0053] 47 X射线强度最小值 [0054] 49 身体 [0055] 51 脊骨 [0056] 53 肺组织 [0057] 55 外围区 具体实施方式[0058] 在不以任何方式限制本发明的范围的情况下，在本发明的实施例下层的原理可以被理解为基于以下想法和认识： [0059] 在所提出的X射线成像设备中，可控透射布置包括诸如X射线相位修改单元和X射线吸收单元的至少两个单元，所述X射线相位修改单元包括具有生成针对X辐射的干涉图样的周期性结构的至少一个子单元，所述X射线吸收单元包括具有与干涉图样匹配并且将X辐射衰减的周期性结构的至少一个子单元。在实施例中，这两个单元中的每个可以包括光栅，其中，光栅连续地被布置在X射线射束路径内，并且可以被用于在到达在例如患者的身体部分被布置在其中的观察体积之前，将由X射线源所发射的局部X射线光子通量可控地衰减。此处，光栅可以与在Talbot-Laue干涉仪中类似地被布置，但是可以不同地被操作。为例如X射线源的部分并且例如被布置为最靠近X射线管的任选第一光栅可以被调整并且充当源光栅。这样的源光栅可以包括例如高X射线吸收区域和较低X射线吸收区域的周期性图样。来自X射线管并且被发送通过这样的源光栅的X射线将被影响，使得源光栅创建个体相干X射线源的阵列。备选地，可以使用诸如同步加速器或者小尺寸相干X射线发射斑的相干X射线源。在第一光栅的下游布置的第二光栅被调整并且可以充当相位光栅。这样的相位光栅通常示出较小的X射线吸收率，但是包括不同地影响所发送的X射线的相位的区域的图样。该设备的关键特性是X射线波的相位的至少局部周期性更改。通常，其包括硅的蚀刻板。但是，其还可以具有流体性质或者流体和气体性质的组合。因此，当被发送通过相位光栅时，相干X射线形成相位光栅的下游的干涉图样。在第二光栅的下游布置的第三光栅被调整为并且充当吸收器光栅。这样的吸收器光栅包括与在源光栅中类似地具有不同X射线吸收率的不同区域的图样。 [0060] 在这样的实施例下层的总体想法是使用操纵工具实现第二光栅关于第三光栅的相对位移，使得第二光栅和第三光栅可以关于彼此可置换地被布置在其中第二光栅下游的干涉图样主要由第三图样阻挡的相对位置中，或者备选地在其中这样的干涉X射线图样主要被发送通过第三光栅的相对位置中。 [0061] 换言之，通过实现第二光栅和第三光栅关于彼此的相对位移，可以控制通过三个光栅的整个布置的X射线透射率。 [0062] 此处，为了不仅允许影响通过感兴趣区域的总体X射线透射率，第二光栅和第三光栅中的至少一个被划分为多个子光栅，其中，可以使用相关联的操纵工具独立地将每个子光栅位移。因此，对于对应于子光栅的每个区而言，可以通过适当地控制相关联的操纵工具来独立地控制X射线透射率。如果正在使用流体相位光栅，则操纵工具可以是通过以下来更改相位偏移的设备：创建较高和较小的相位偏移的局部周期性区域，包括对气体区域或者甚至真空区域的生成。 [0063] 图1示出了根据本发明的实施例的X射线成像设备1。X射线成像设备适于对被布置在观察体积3内的对象的感兴趣区域进行成像。对于医学应用而言，这样的感兴趣区域可以是人类身体或者动物身体的部分。因此，观察体积3可以具有足够的尺寸以便容纳这样的身体部分。例如，观察体积3可以具有在10cm与50cm之间，优选地在30cm与50cm之间的长度1。X射线成像设备1包括为X射线源6的部分的X射线管和X射线探测器7。而且，X射线成像设备1包括孔口11、第一光栅13和包括第二光栅15和第三光栅17的可控透射布置12。 [0064] X射线源6可以包括常规X射线管5。X射线源6适于在朝向X射线探测器7的方向上发射沿着射束路径9的X射线射束8。孔口11将X射线射束8限制到某个角度。X射线射束的路径9在到达X射线探测器7的探测表面之前穿过观察体积3。该探测表面可以包括在二维矩阵中布置的多个探测器元件，其中，这些探测器元件还被称为像素19。能够提到，在备选实施例中，可以使用不同的X射线探测器，诸如例如线探测器，在所述线探测器中多个探测器元件或者像素沿着线，即一维地被布置，并且通常以扫描方式操作所述线探测器。 [0065] 第一、第二和第三光栅13、15、17连续地被布置在射束路径9内，即一个在另一个后面，使得X射线射束8首先发送通过第一光栅13，然后通过第二光栅15并且最后通过第三光栅17。此处，光栅13、15、17彼此间隔地被布置，即它们彼此没有直接机械接触。例如，第二光栅15可以以例如5cm与50cm之间，优选地5cm与20cm之间的距离d1与第一光栅13间隔。第三光栅17可以关于第二光栅15被布置在例如5cm与50cm之间，优选地5cm与20cm之间的距离d2处。通常，距离d1和d2显著小于观察体积3的长度l。 [0066] 包括第一、第二和第三光栅13、15、17的布置可以类似于Talbot-Laue干涉仪内的光栅的布置。然而，如以下将更详细地描述的，将与在Talbot-Laue干涉仪中不同地使用和操作光栅13、15、17的布置12。可以在以下事实中看到一个主要差异：所有第一、第二和第三光栅13、15、17被布置在观察体积3的上游，而在Talbot-Laue干涉仪中，第一光栅通常被布置在观察体积的上游，而两个另外的光栅被布置在这样的观察体积的下游。尽管在本描述内不应当讨论Talbot-Laue干涉仪的细节，但是可以参考Pfeiffer等人：“Phase retrieval and differential phase-contrast imaging with low-brilliance X-ray sources”Nature Physics，第2卷(2006年4月)。 [0067] 通常，光栅可以被理解为具有区的重复图样的结构，所述区具有显著不同的性质。例如，这样的区可以关于X射线吸收率不同，从而使得能够影响通过光栅的X射线射束的透射。备选地或者额外地，区可以关于X射线传播速度不同，从而使得能够影响通过光栅的X射线射束的相位特性。通常，本文描述的光栅13、15、17可以具有在微米范围中的结构尺寸，其中，光栅的结构或者周期例如小于50μm，优选地小于20μm或者小于10μm。 [0068] 图2示出了第一光栅13的范例。该第一光栅13包括例如硅的基板23。在该基板23的表面处，多个矩形块25被布置在周期性重复图样中。块25中的每个通常包括高X射线吸收材料，例如，金。周期长度或者周期p0可以在10微米与50微米之间。相邻块25以1微米至10微米的范围中的距离或者间隔s0被彼此间隔。块25的高度h0可以在10微米至200微米的范围中。在布置12中，这样的第一光栅13可以充当源光栅，有时也被称为“G0”。当这样的源光栅由大致非相干X射线射束8照射时，其创建每个具有相消干涉和相长干涉的叠加图样的个体相干源X射线射束的阵列。换言之，甚至当X射线成像设备1的X射线源6不产生相干X射线辐射时，在透射通过第一光栅13之后，X辐射包括一定程度的空间相干，这对于由随后的第二光栅15生成干涉图样而言重要。 [0069] 在图3中示出了第二光栅15的范例。第二光栅15也具有基础27和一些块29。与其中基础23和块25通常包括不同材料的第一光栅13相反，第二光栅15的基础27和块29通常包括相同材料，诸如例如硅。第二光栅15可以被制造为单片。块29被形成为从基础27延伸并且具有1微米与20微米之间的高度h1的细长指状物。周期长度p1可以在1至10微米的范围中，并且相邻块29之间的间隔s1可以在1至10微米的范围中。通常，形成第二光栅15的周期性结构的块29包括弱X射线吸收材料，诸如硅。因此，被发送通过这样的第二光栅15的X射线基本上不被吸收。然而，这样的发送的X射线经历不同的传播速度，这取决于它们是被发送通过块29还是通过相邻块29之间的中间间隔。因此，第二光栅15可以充当相位光栅。当相干X辐射被发送通过这样的相位光栅时，在第二光栅15的下游形成干涉图样。 [0070] 在图4中示出了第三光栅17的范例。该第三光栅同样包括例如硅的基板31和在该基板31的顶部上的块的周期性图样。如在图4的范例中所示的，这样的周期性图样包括第一块33和第二块35，其中，第一块33和第二块35是交替布置的。块33、35被形成为如细长指状物，其具有10与200微米之间的高度h2。图样包括1微米与10微米之间的周期长度p2。第一块33的厚度在1微米与10微米之间，其中，这样的厚度还可以被解释为相邻的第二块35之间的间隔s2。第二块35包括高X射线吸收材料，例如金。第一块33通常包括弱X射线吸收材料，例如硅。由于高X射线吸收第二块35，因此第三光栅17可以充当具有高X射线吸收第二块35的周期性图样的吸收器光栅。 [0071] 可以在使得能够选择性并且控制地发射X射线中看到在布置12内的这样的第三光栅17或者吸收器光栅的目的，所述X射线在已经穿过第二光栅15或者相位光栅之后到达具有干涉图样的第三光栅17，所述干涉图样具有特定周期pi。通常，干涉图样的周期pi取决于第二光栅15的周期p1以及第二光栅15与第三光栅17之间的距离d2。因此，提供具有周期p2的第三光栅17可以是有利的，所述周期p2基本上对应于第三光栅17的位置处的干涉图样的周期pi。 [0072] 利用具有这样的周期p2的几何结构，第三光栅17可以被布置，使得干涉图样内的最大X射线强度的区域与高X射线吸收第二块35一致并且因此强烈地被衰减，或者使得其与弱X射线吸收第一块33一致并且然后其在透射通过第三光栅17后仅微弱地被衰减。 [0073] 因此，X射线射束8在透射通过第一、第二和第三光栅13、15、17的布置12之后是否强烈地被衰减主要取决于第二光栅15和第三光栅17的相对定位。 [0074] 能够指出，可以使用各种制造技术来制造光栅13、15、17及其子光栅中的每个。例如，光栅可以被制造为微米尺寸MEMS(微机电系统)结构的阵列。可以使用被认可的制造技术来制作这样的MEMS结构，所述被认可的制造技术例如为光刻法和选择性蚀刻工艺。 [0075] 而且，能够指出，尽管第一光栅13被示出仅具有强X射线吸收块25，并且第三光栅17被示出具有强X射线吸收块35以及弱X射线吸收块33两者，但是这些第一和第三光栅17中的每个可以具有或者可以不具有弱X射线吸收块。例如，这样的弱X射线吸收块可以被形成在硅基板中，并且相邻硅指状物之间的空间然后可以被填充有诸如金的高X射线吸收材料，从而形成X射线吸收块25、35。 [0076] 图5示出了可以被用在根据本发明的实施例的X射线成像设备1的布置12内的第二光栅15的范例。第二光栅15包括多个子光栅37。在2维矩阵中布置子光栅37。子光栅37中的每个可以包括与图3中所示的几何结构类似的几何结构，其中，弱吸收但相位延迟材料的块29被布置在周期性图样中。在图5中，仅针对左上子光栅37示范性地示出了这样的周期性图样。在第二光栅15中，每个子光栅37包括相关联的操纵工具39。该操纵工具39适于将相关联的子光栅37位移。例如，操纵工具39可以使用由电场所感应的力来将子光栅37位移。例如，压电晶体可以被用作操纵工具39。 [0077] 此处，操纵工具39可以被调整和布置，使得其将相关联的子光栅37横向地位移，如利用箭头41示出的，即在平面子光栅37的平面内并且优选地在子光栅37的周期的方向上位移，即横向于块29的指状物的方向位移。因此，使用手段操纵工具39，子光栅37中的每个可以在第二光栅15的平面内可控地被位移，并且因此可以相对于相邻第三光栅17被位移。 [0078] 将参考图6更详细地解释在所呈现的X射线成像设备1的实施例下层的操作原理以及用于操作这样的设备的示范性方法。起源于X射线源6并且被发送通过第一光栅13(在图6中未示出)的X射线射束8以足够程度的空间相干性到达第二光栅15。然后，第二光栅15充当相位光栅，这是由于其周期性图样。因此，在透射通过这样的相位光栅后，干涉图样将在第二光栅15的下游的X射线射束8内形成。 [0079] 在第二光栅15后面的这样的干涉图样内的X射线强度I的分布在图6中示意性地被示出为图形43。干涉图样中的强度分布示出了强度最大值45与中间强度最小值47的周期性布置。强度最大值45和强度最小值47的确切位置和尺寸主要取决于第二光栅15内的周期性结构的定位和周期p1以及第二光栅15与第三光栅17之间的距离d2。 [0080] 如以上参考图5解释的，第二光栅15被划分为多个子光栅37，并且可以使用操纵工具(在图6中未示出)在横向方向41上将每个子光栅37位移。 [0081] 因此，多个子光栅37、37'、37”、37”'中的每个可以特定地被定位，使得创建在X射线透射通过各自的子光栅后生成的干涉图样，使得其强度最大值45与随后第三光栅17的高吸收块35空间一致(如针对图6中的最上面的子光栅37所示的)，或者强度最大值45与弱中间块33空间一致(如第二最低子光栅37”中所示的)。当然，还可以选择其中强度最大值45与高吸收块35部分交叠的中间定位，如针对其他子光栅37'、37”'所示的。为了特定地控制光栅13、15、17的布置12的局部透射特性，可以基于从X射线探测器7接收的信息来控制工具39。 [0082] 例如，如图6所示，人身体49可以被布置在观察体积3内。这样的人身体49包括诸如脊骨51的高X射线吸收部分以及包括例如肺组织53的弱X射线吸收区域。而且，身体49可以包括在医学X射线成像期间不感兴趣的外围区域55。 [0083] 因此，为了将供应到患者的X射线剂量最小化并且同时避免X射线探测器7的区域的曝光过度和/或曝光不足，关于在包括与第二光栅15的各自的子光栅37、37'、37”、37”'之一相关联的一个或多个像素19的区中由X射线探测器所接收的累积的X射线强度的信息可以被使用，以便特定地定位该子光栅37、37'、37”、37”'。 [0084] 例如，在图6中所示的范例中，对最高的子光栅37进行定位，使得干涉图样的最大值45与高X射线吸收块35一致，使得基本上没有X射线被发送到身体49的外围和非感兴趣的区55。 [0085] 首先，可以对所有其他子光栅37'、37”、37”'进行布置，使得X射线的最大强度被发送通过光栅13、15、17的布置12，并且X射线强度在探测器7的像素19内累积。关于累积的X射线强度的信息被连续地监测，并且一旦识别出探测器7的部分区倾向于被曝光过度，则这样的信息可以被用在控制设备21(参见图1)中，所述控制设备被连接到探测器7和第二光栅15的操纵工具39中的每个。 [0086] 然后控制设备21可以控制与几乎被曝光过度的探测器部分相关联的子光栅37'、37”的操纵工具39，使得强度最大值45的至少部分与第三光栅17的高吸收块35空间一致，并且因此X射线射束8的部分在各自的区中被阻挡。 [0087] 相比之下，在诸如身体49内的脊骨51的高X射线吸收结构的下游的探测器7的区将不倾向于被曝光过度，并且因此控制设备21将控制相关联的子光栅37”的操纵工具39，使得生成的干涉图样的强度最大值45与第三光栅17的弱吸收块33一致并且因此最大地被发送。 [0088] 能够指出，为了能够控制通过布置12的X射线透射率，可以仅必须要能够控制第二光栅和第三光栅的相对定位。因此，原理上，代替于移动第二光栅15的子光栅或者除了移动第二光栅15的子光栅之外，可以使用操纵工具主动地移动第三光栅17或其子光栅。 [0089] 然而，通常移动第二光栅15的子光栅37能够是更容易的，因为这些子光栅37通常比第三光栅17的任选子光栅更轻，因为该第三光栅17包括诸如金的重材料的高X射线吸收块35。 [0090] 在所呈现的X射线成像设备1的特定实施例中，X射线源6可以适于发射X射线的多色光谱。在这样的实施例中，控制设备21可以适于控制操纵工具39，使得在X射线成像采集期间，子光栅37被位移，使得变化的X射线光谱被发送通过第一、第二和第三光栅13、15、17的布置12。这样的实施例可以被看作基于以下想法：Talbot图样主要取决于发送的X射线的波长并且因此光栅13、15、17的患者前(pre-patient)布置12内的X射线的衰减通常仅针对特定(“设计-”)波长和光栅设置是最大的。例如，当使用多色X射线射束时，具有其他波长的光子将至少部分穿过布置12。因此，如上文所解释的，通过调制光栅结构和定位，可以利用不同平均能量的光子照射特定感兴趣对象，例如患者内的脉管结构。 [0091] 在另外的特定实施例中，周期性X射线相位修改单元15包括诸如亚毫米尺寸蚀刻硅片的结构或者光栅的阵列。这样的阵列可以包括例如超声波的一个或若干源。例如，这样的源可以使用现代cMut源来提供，所述现代cMut源可以被形成在MEMS中作为超声源的阵列。因此，阵列可以被附接到局部化超声换能器。这样的阵列可以浸入在液体中。在激活局部化换能器后，可以在液体中生成空洞的周期性图样，其可以充当局部周期性元件，以更改或者修改所发送的X射线中的相位偏移。换言之，空洞通常包括与周围液体相比较不同的折射率，使得创建折射率改变的周期图样。由于在通过这样的图样的X射线的透射后发生的相位偏移，干涉图样可以形成并且阵列后面的射束强度局将部地被更改。在周期性X射线吸收单元17关于这样的干涉图样特定地被布置的情况下，可以控制被发送通过整个可控透射布置12的X射线的强度。 |
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