CN111110262B - X射线成像***及x射线成像方法 - Google Patents

X射线成像***及x射线成像方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X射线成像***及X射线成像方法。X射线成像***包括:发射装置,用于出射准直X射线;调制装置,设置在发射装置与待测物体之间,用于调制准直X射线并形成调制光场;单像素探测装置,设置在待测物体远离调制装置的一侧,用于采集X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;处理装置,与单像素探测装置连接,用于将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。本发明实施例通过设置调制装置,实现了基于参考信号和测量信号空间关联关系获得待测物体的图像。由于采用单像素探测装置采集测量信号,降低了待测物体的采样时间,而且将X射线强度衰减到单光子量级,有效减轻了对生命体的伤害。

Description

X射线成像***及X射线成像方法
技术领域
本发明涉及X射线成像技术领域,更具体地,涉及一种X射线成像***及X射线成像方法。
背景技术
自从1985年伦琴发现X射线,并将其应用于医疗成像领域,医疗X射线影像技术迅速发展并普及,目前已占据着医疗成像领域的最大份额,在人类疾病诊断、健康保健具有广泛应用。由于待测物体为生命体,医疗X射线影像朝着低剂量、高成像质量方向发展。
传统X射线成像往往依赖于高成像质量的平板探测装置,如非晶硅、互补金属氧化物半导体(CMOS)等,其像素尺寸往往在100μm左右,以Varex4343R产品为例,像素数可达1024×1024以上。平板探测装置生产涉及光刻、蒸镀等多道掩膜(mask)工艺,工艺复杂,成本高且成品率较低。
目前,X射线成像***为了获得清晰的图像,需将生命体暴露在X射线下足够长的时间,不可避免地对生命体造成较大伤害。
发明内容
本发明实施例提供了一种X射线成像***,用以解决现有X射线成像***对生命体造成较大伤害的问题。
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种X射线成像***,包括:
发射装置,用于出射准直X射线;
调制装置,设置在发射装置与待测物体之间,用于调制准直X射线并形成调制光场;
单像素探测装置,设置在待测物体远离调制装置的一侧,用于采集X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;
处理装置,与单像素探测装置连接,用于将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
可选的,发射装置包括X射线发射源和准直器,准直器设置于X射线发射源的出光方向,准直器包括设置小孔的准直板,X射线发射源发出的X射线经小孔形成准直X光线。
可选的,X射线发射源包括单色性X射线发射源或非单色性X射线发射源。
可选的,调制装置包括调制器和驱动器,调制器设置于驱动器上,驱动器用于驱动调制器在垂直于准直X射线的平面内运动。
可选的,调制器包括基底和在基底上阵列排布的多个调制块,在垂直于准直X射线的平面内,调制块的形状包括圆形、椭圆形、矩形、正多边形、梯形或三角形。
可选的,调制块的等效长度为5μm-20μm,调制块的等效宽度为5μm-20μm,相邻调制块之间的间隙小于等于10μm。
可选的,在平行于准直X射线的平面内,调制块的厚度为50μm-900μm。
可选的,调制块的材料包括氧化铝、氧化硅、碳化硅和氮化硅中的一种或多种。
可选的,调制器还包括覆盖调制块的缓冲层和设置于缓冲层上的保护层。
可选的,还包括平板探测装置和位置调换机构,平板探测装置设置于位置调换机构上,位置调换机构用于将平板探测装置调换到待测物体的测试位置,使平板探测装置采集X射线经调制装置调制后的参考信号;参考信号为调制光场的光强分布信号。
本发明实施例还提供了一种X射线成像方法,包括:
出射准直X射线;
调制装置对准直X射线进行调制,形成调制光场;
采集X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;
将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
可选的,调制装置包括调制器和驱动器,调制装置对准直X射线进行调制,形成调制光场,包括:驱动器驱动调制器在垂直于准直X射线的平面内运动,对准直X射线进行调制,形成调制光场;其中,运动包括旋转运动或直线运动。
可选的,采集准直X射线经调制装置和待测物体后的测量信号,包括:采用单像素探测装置采集准直X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;测量信号为总光强信号。
可选的,X射线成像方法还包括:采用平板探测装置采集X射线经调制装置后的参考信号;参考信号为调制光场的光强分布信号。
本发明实施例提供的X射线成像***及X射线成像方法,通过设置形成调制光场的调制装置,实现了基于参考信号和测量信号空间关联关系获得待测物体的图像。由于采用单像素探测装置采集测量信号,不仅降低了待测物体的采样时间,而且可以将X射线强度衰减到单光子量级,降低了生命体接受的辐射剂量,有效减轻了对生命体造成的伤害。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例X射线成像***的结构图;
图2为本发明实施例X射线成像***工作过程图;
图3为本发明实施例调制器的结构图;
图4为本发明实施例调制器的平面图;
图5为本发明实施例形成调制块图案后的结构图;
图6为本发明实施例形成缓冲层后的结构图。
附图说明
10-发射装置; 11-X射线发射源; 12-准直器;
20-调制装置; 21-调制器; 22-驱动器;
30-单像素探测装置; 40-处理装置; 50-平板探测装置;
60-待测物体; 211-基底; 212-调制块;
213-缓冲层; 214-保护层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
鬼成像技术是一种基于强度相关的间接成像技术,通过平板探测装置采集入射在物体上的光场分布,用单像素探测装置来收集从物体透射或反射的光,将平板探测装置采集的信号和单像素探测装置采集的信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。鬼成像技术的图像可以具有超过瑞丽衍射极限的高分辨率,且不受环境影响,并先后经历了纠缠双光子鬼成像、赝热光鬼成像、真热光鬼成像、发射光鬼成像、计算鬼成像等的发展,在显微镜、长距离激光雷达等方面都具有较高的应用潜力。若能将鬼成像应用于医疗X射线成像,可通过参考光与物光分离,大大降低物光的曝光剂量,减少对生命体的伤害。但受限于X射线较强的透射能力,普通分束器不具有分光作用,X射线鬼成像发展受限。
为了解决现有X射线成像***对生命体造成较大伤害的问题,本发明实施例提供了一种X射线成像***,包括:
发射装置,用于出射准直X射线;
调制装置,设置在发射装置与待测物体之间,用于调制准直X射线并形成调制光场;
单像素探测装置,设置在待测物体远离调制装置的一侧,用于采集X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;
处理装置,与单像素探测装置连接,用于将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
本发明实施例提供的X射线成像***,通过设置形成调制光场的调制装置,实现了基于参考信号和测量信号空间关联关系获得待测物体的图像。由于采用单像素探测装置采集测量信号,不仅降低了待测物体的采样时间,而且可以将X射线强度衰减到单光子量级,降低了生命体接受的辐射剂量,有效减轻了对生命体造成的伤害。
图1为本发明实施例一种X射线成像***的结构图。如图1所示:
X射线成像***包括发射装置10、调制装置20、单像素探测装置30和处理装置40。调制装置20设置在发射装置10与待测物体60之间,单像素探测装置30设置在待测物体60远离调制装置20的一侧,并与处理装置40连接。
发射装置10用于产生准直X射线。发射装置10包括X射线发射源11和准直器12。X射线发射源11用于发射X射线,准直器12设置于X射线发射源11出光方向,用于形成准直X射线。具体的,准直器12包括设置有小孔的准直板,X射线发射源11发出的X射线经小孔后形成准直X射线。X射线发射源11可以采用普通X射线发射源,无需单色性,即X射线发射源11包括单色性的X射线发射源或非单色性的X射线发射源。准直板采用X射线不能透过的材料制成,例如铅(Pb)。
调制装置20用于对准直X射线调制形成调制光场。调制装置20包括调制器21和驱动器22。调制器21设置于驱动器22上,驱动器22可以驱动调制器21在垂直于准直X射线的平面内运动。其中,运动包括旋转运动或直线运动,直线运动包括上下移动、左右移动以及上述运动方式的结合。驱动器22可以采用马达,例如步进电机。
单像素探测装置30用于采集X射线经调制装置和待测物体后的测量信号。具体的,单像素探测装置30采集X射线经待测物体透射和散射后总光强信号,形成测量信号,测量信号为一个光强数值。单像素探测装置30,也称为桶探测装置,无空间分辨能力,因而,与平板探测装置相比,单像素探测装置的造价费用低,进而可以降低整个X射线成像***的成本。
处理装置40,用于将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。参考信号为调制光场的光强分布信号。处理装置40将参考信号和测量信号空间关联计算,获得待测物体的图像。关于空间关联计算方法可以采用鬼成像技术空间关联计算方法,在此不再赘述。
在本实施例中,小孔的直径为8μm-1000μm,准直器与待测物体之间的间距为80mm-500mm。可选的,X射线波长为1nm时,小孔的直径为10小孔,准直器与待测物体之间的间距为100mm。
基于鬼成像技术理论,X射线成像***的成像分辨率、可见度和信噪比与X射线光强无关,因此,与传统的X射线成像相比,在弱光的情况下,可以获得比传统X射线成像更高的信噪比。同时,由于X射线成像***的信噪比与测量次数正相关,因此,在获得与传统X射线成像同样清晰度的图像时,可以降低待测物体每次采样的时间将X射线强度衰减到单光子量级,并通过增加待测物体的测量次数增加信噪比,也就是说,在获取参考信号时,可以采用多次、大剂量地X射线测量调制光场信息,在获取测量信号时,可以选择极低的辐射剂量(单光子水平)。
与以往的X射线成像相比,本发明实施例提供的X射线成像***,将参考信号采集和测量信号采集分离,在基于参考信号和测量信号空间关联关系,在保证X射线成像的清晰度情况下,通过降低待测物体每次采样的时间将X射线强度衰减到单光子量级,进而降低了生命体接受的辐射剂量,减轻了对生命体造成的伤害。
下面通过本实施例X射线成像***的工作过程进一步说明本实施例技术方案,图2为本发明实施例X射线成像***工作过程图,如图2所示:
(1)获取调制光场的参考信号:X射线发射源11发射X射线,X射线经过准直板上的小孔形成准直X射线,调制器21在驱动器22的带动下,沿着竖直方向和面内的水平方向匀速运动,对准直X射线进行调制,形成调制光场,利用高精度平板探测装置50多次采集X射线经调制装置后光强分布信号,即参考信号。参考信号的数据可以存储在待售X射线成像***的处理装置中,也可以存储在优盘等存储介质中。
(2)获取物体的测量信号:根据X射线成像***供应商测量参考信号的测试方法和过程,X射线成像***使用者采用同样的方式对X射线进行调制,形成调制光场,待测物体60站在测试位置,测试位置与上述过程中平板探测装置放置位置相同,单像素探测装置30(也称之为桶探测装置)多次采集X射线经调制装置和待测物体后总光强信号,即测量信号,其中,总光强信号包括透过待测物体和待测物体散射的光强信号。在此步骤中,在满足X射线成像清晰度的情况下,可以尽可能的降低待测物体单次曝光时间,进而降低待测物体接受的辐射剂量。
(3)空间关联计算:通过处理装置对测量信号与参考信号进行空间关联计算,获取待测物体的图像。
在上述过程中,获取调制光场的参考信号时,可以尽可能的增加平板探测装置的曝光时间,以增加参考信号强度获得清晰的调制光场散斑图。获取调制光场的参考信号的过程可由X射线成像***供应商执行。
基于本发明的发明构思,为了保证调制光场的重现性好,本申请提供了一种调制器,调制器包括基底和在基底上阵列排布的多个调制块。
图3和图4示出了本发明实施例调制器的结构,图3为本发明实施例调制器的结构图,图4为本发明实施例调制器的平面图,如图3和图4所示,调制器21包括:
基底211;
在基底211上阵列排布的多个调制块212;
覆盖调制块212的缓冲层213;
设置于缓冲层213上的保护层214。
如图4示,多个调制块212矩形阵列。调制块212在垂直于准直X射线的平面内为矩形。
需要说明上的是,在垂直于准直X射线的平面内,调制块的形状也包括圆形、三角形、正多边形或梯形。调制块的阵列方式也包括错位阵列。错位阵列是指多个调制块成多排设置,同排等间距设置,相邻排错位设置,或多个调制块成多列设置,同列等间距设置,相邻列错位设置。
在本实施例中,调制块的等效长度为5μm-20μm,调制块的等效宽度为5μm-20μm。相邻的调制块之间的间隙小于等于10μm。在平行于准直X射线的平面内,调制块的厚度为50μm-900μm。优选的,调制块的厚度为100μm-500μm。
在本实施例中,调制块可以为单层结构,也可以为多层结构。调制块的材料包括氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiOx)、碳化硅(SiC)和氮化硅(SiNx)中的一种或多种。调制块为单层结构时,包括氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiOx)、碳化硅(SiC)和氮化硅(SiNx)中一种;调制块为多层结构时,包括氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiOx)、碳化硅(SiC)和氮化硅(SiNx)中至少两种组合,例如氮化硅(SiNx)/氧化硅(SiOx)或碳化硅(SiC)/氮化硅(SiNx)或氧化铝(Al2O3)/氧化硅(SiOx)/氮化硅(SiNx),在此不一一列举。
在本实施例中,基底可以采用玻璃基底、石英基底、蓝宝石基底或聚酰亚胺(PI)基底。缓冲层的材料可以采用光刻胶,光刻胶包括酚醛树脂基光刻胶、聚甲基丙烯酸酯基光刻胶或环氧树脂基光刻胶。保护层可以采用玻璃层、聚酰亚胺层、蓝宝石层或石英层。
下面通过本实施例调制器的制备过程进一步说明本实施例调制器的技术方案。本实施例中所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理,是相关技术中成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺。刻蚀可采用已知的方法,在此不做具体的限定。在本实施例的描述中,需要理解的是,“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积或涂覆工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程当中该“薄膜”无需构图工艺或光刻工艺,则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程当中该“薄膜”还需构图工艺或光刻工艺,则在构图工艺前称为“薄膜”,构图工艺后称为“层”。经过构图工艺或光刻工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。
(1)形成多个调制块图案。形成多个调制块图案包括:在基底211上沉积调制块薄膜,采用构图工艺对调制块薄膜进行构图,形成阵列设置的多个调制块212,如图5所示,图5为本发明实施例形成多个调制块图案后的结构图;
(2)形成缓冲层。形成缓冲层包括:在形成前述图案的基底上沉积或涂覆缓冲层薄膜,然后通过刻蚀或高温烘烤的方式平复缓冲层薄膜表面,形成缓冲层213,如图6所示,图6为本发明实施例形成缓冲层后的结构图;
(3)形成保护层。形成保护层包括:在前述形成缓冲层的基底上覆盖保护层,保护层层压在缓冲层上,形成如图3所示的调制器结构。
通过前述调制器的制备过程可以看出,本发明实施例通过在基底上沉积调制块薄膜,然后通过对调制块薄膜构图,形成阵列设置的多个调制块。由于调制块能够吸收X射线,所以穿过调制块和多个调制块之间间隙的X射线的振幅和相位会产生差异,进而可以形成X射线散斑。调制器在驱动器的驱动下,形成可控的调制光场。同时,由于调制块陈列设置,不仅可以形成明确的X射线散斑图,还有益于后期调制光场重建。在实际X射线成像过程中,可以根据实际的需求,通过控制调制器的运动可以对调制光场进行有效控制,提升X射线成像***的成像质量。
本发明实施例提供了一种X射线成像***,至少包括如下有益效果:
1、与以往的X射线成像相比,本实施例提供的X射线成像***实现了参考信号采集和测量信号采集的分离,同时基于参考信号和测量信号的空间关联关系,在获得同样清晰度的X射线图像的情况下,通过降低待测物体每次采样时间可以将X射线强度衰减到单光子量级,大大降低生命体承受辐射剂量;
2、由于参考信号和测量信号可以分开获取,省去了分束器的使用,不仅解决了由于X射线较强的穿透性,目前无合适分速器可用的问题,还降低了X射线成像***的投资成本;
3、本实施例X射线成像***预存在处理装置中参考信号可以由X射线成像***供应商测量提供,不需要高成像质量的平板探测装置,避免了高成像质量的平板探测装置电路设计和制备工艺复杂,成本高且容易带来较低的成品率的问题,进而不仅降低了X射线成像***整体成本,还提升了X射线成像***的可靠性;
4、X射线成像***采用单像素探测装置检测测量信号,避免了类似传统X射线成像光能量需要分配在平板探测装置的每个像素上,从而提高测量信号的强度,降低散粒噪声的影响,提高信噪比。
本发明实施例还提供了一种X射线成像***,除了包括上述实施例的技术方案外,还包括用于采集参考信号的平板探测装置,平板探测装置能够调换到待测物体测试位置,使平板探测装置采集X射线经调制装置后的参考信号;参考信号为调制光场的光强分布信号。
具体的,平板探测装置设置于位置调换机构上,位置调换机构用于将平板探测装置调换到待测物体的测试位置,使平板探测装置采集X射线经调制装置后的参考信号。位置调换机构可以是升降机构、平移机构或旋转机构,在此不做限定。
本发明实施例提供的X射线成像***,避免了参考信号获取***和测量信号获取***中调制装置和发射装置可能存在的差异带来的X射线成像***成像偏差,可以保证测试的平行性。同时本实施例X射线成像***还可以根据实际情况,通过调整参考信号的曝光时间,来调整测量信号的曝光时间,具有灵活性高的特点。
基于本发明的发明构思,本发明实施例提供了一种X射线成像方法,包括:
(1)出射准直X射线;
(2)调制装置对准直X射线进行调制,形成调制光场;
(3)采集准直X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;
(4)将测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
其中,发射装置包括X射线发射源和准直器,准直器包括设置小孔的准直板。
其中,步骤(1)包括:X射线发射源发出的X射线穿过小孔,形成准直X射线。
调制装置包括调制器和驱动器。
其中,步骤(2)包括:
驱动器驱动调制器在垂直于准直X射线的平面内运动,对准直X射线进行调制,形成调制光场;其中,运动包括旋转运动或直线运动。
其中,步骤(3)包括:
采用单像素探测装置采集准直X射线经调制装置和待测物体后的测量信号;测量信号为总光强信号。
本实施例X射线成像方法,还包括:
采用平板探测装置采集X射线经调制装置后的参考信号;参考信号为调制光场的光强分布信号。
本发明实施例提供的X射线成像方法,通过设置形成调制光场的调制装置,不仅实现了基于参考信号和测量信号空间关联关系获得待测物体的图像,而且可以降低了待测物体的采样时间,将X射线强度衰减到单光子量级,降低了生命体接受的辐射剂量,有效减轻了对生命体造成的伤害。
在本发明中的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、“口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (14)

1.一种X射线成像***,其特征在于,包括:
发射装置,用于出射准直X射线;对待测物体进行采样时,所述X射线强度衰减到单光子量级;
调制装置,设置在所述发射装置与待测物体之间,用于调制所述准直X射线并形成调制光场;所述调制装置包括调制器和驱动器,所述调制器包括基底和在所述基底上阵列排布的多个调制块,所述调制块的阵列方式包括错位阵列,所述错位阵列是指多个调制块成多排设置,同排等间距,相邻排错位,或者,多个调制块成多列设置,同列等间距,相邻列错位;
单像素探测装置,设置在所述待测物体远离所述调制装置的一侧,用于采集所述X射线经所述调制装置和待测物体后的测量信号;
处理装置,与所述单像素探测装置连接,用于将所述测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
2.根据权利要求1所述的X射线成像***,其特征在于:所述发射装置包括X射线发射源和准直器,所述准直器设置于X射线发射源的出光方向,所述准直器包括设置小孔的准直板,所述X射线发射源发出的X射线经所述小孔形成准直X光线。
3.根据权利要求2所述的X射线成像***,其特征在于:所述X射线发射源包括单色性X射线发射源或非单色性X射线发射源。
4.根据权利要求1-3任一项所述的X射线成像***,其特征在于:所述调制器设置于驱动器上,所述驱动器用于驱动所述调制器在垂直于准直X射线的平面内运动。
5.根据权利要求4所述的X射线成像***,其特征在于:在垂直于准直X射线的平面内,所述调制块的形状包括圆形、椭圆形、矩形、正多边形、梯形或三角形。
6.根据权利要求5所述的X射线成像***,其特征在于:所述调制块的等效长度为5μm-20μm,所述调制块的等效宽度为5μm-20μm,相邻调制块之间的间隙小于等于10μm。
7.根据权利要求5所述的X射线成像***,其特征在于:在平行于准直X射线的平面内,所述调制块的厚度为50μm-900μm。
8.根据权利要求5所述的X射线成像***,其特征在于:所述调制块的材料包括氧化铝、氧化硅、碳化硅和氮化硅中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的X射线成像***,其特征在于:所述调制器还包括覆盖所述调制块的缓冲层和设置于所述缓冲层上的保护层。
10.根据权利要求1-3任一所述的X射线成像***,其特征在于:还包括平板探测装置和位置调换机构,所述平板探测装置设置于位置调换机构上,所述位置调换机构用于将平板探测装置调换到待测物体的测试位置,使所述平板探测装置采集所述X射线经所述调制装置后的参考信号;所述参考信号为调制光场的光强分布信号。
11.一种X射线成像方法,其特征在于,包括:
出射准直X射线;对待测物体进行采样时,所述X射线强度衰减到单光子量级;
调制装置对所述准直X射线进行调制,形成调制光场;所述调制装置包括调制器和驱动器,所述调制器包括基底和在所述基底上阵列排布的多个调制块,所述调制块的阵列方式包括错位阵列,所述错位阵列是指多个调制块成多排设置,同排等间距,相邻排错位,或者,多个调制块成多列设置,同列等间距,相邻列错位;
采集所述准直X射线经所述调制装置和待测物体后的测量信号;
将所述测量信号与预先存储的参考信号进行空间关联计算,获得待测物体的图像。
12.根据权利要求11所述的X射线成像方法,其特征在于:所述调制装置对所述准直X射线进行调制,形成调制光场,包括:
所述驱动器驱动所述调制器在垂直于准直X射线的平面内运动,对所述准直X射线进行调制,形成调制光场;其中,所述运动包括旋转运动或直线运动。
13.根据权利要求11所述的X射线成像方法,其特征在于:采集所述X射线经所述调制装置和待测物体后的测量信号,包括:
采用单像素探测装置采集所述X射线经所述调制装置和待测物体后的测量信号;所述测量信号为总光强信号。
14.根据权利要求11-13任一所述的X射线成像方法,其特征在于:还包括:
采用平板探测装置采集所述准直X射线经所述调制装置后的参考信号;所述参考信号为调制光场的光强分布信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105676613A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 山东大学 一种采用单像素桶探测器的数字全息幻影成像***及其工作方法
CN110308614A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 中国科学院物理研究所 X射线强度关联成像的方法和装置

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