JP5539307B2 - 位相コントラストイメージングのための回転x線装置 - Google Patents
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Description
a)X線を生成するための少なくとも2つのX線源。X線源は好ましくは選択的に制御可能である、すなわち、例えば連続的に及び/又は互いに独立して活性化されることができる。さらに、2つのみではなくそれ以上のX線源が利用可能であることが好ましく、典型的な数は3及び8のX線源の間にある。
b)以下"DOE"と略される回折光学素子。DOEはX線源にさらされる、すなわち、X線源がアクティブである場合にX線源の放射によって衝突されるように配置される。
c)DOEによって生成される干渉パターンを検出するためのX線検出器。この目的のため、X線検出器はX線源の視点から見てDOEの後ろに配置される。
d)DOEの周期に対応する(例えばDOEの周期のほぼ二倍)、この検出器の空間感度を調節するためにX線検出器の前に配置されるアナライザ。こうしたアナライザの適用は、特に通常のX線感受性素子(例えば関連光検出器を備えるシンチレータを有するピクセル、又は直接変換材料を有するピクセル)と併せて有用であるが、これは通常のX線感受性素子が典型的に干渉パターンのピッチよりもかなり大きいサイズを持つためである。この場合、アナライザは干渉パターンの周期によって与えられる限度にX線検出器の空間分解能を増加させるために使用されることができる。アナライザは例えばUS 2007/0183580 A1に記載されているような吸収格子又はシンチレーション構造によって実現され得る。
X線源、X線検出器、並びに、DOE及びアナライザのうちの一方(のみ)は、対象物が置かれることができる中心領域に対して回転軸周りに共通に回転可能である。DOE又はアナライザのいずれかはかかる回転に参加しないので(そうではなく通常は対象物に対して静止している)、DOEとアナライザの間には相対的回転がある。さらに、X線源、X線検出器、及びDOE/アナライザの回転は中心領域のみに対することに留意すべきである。すなわち、環境に対して、列挙された構成要素は静止し得る(一方対象物を有する中心領域は絶対運動をする)。
DOE及びアナライザは、これらが互いに対して回転軸周りに回転されるときに変化する相対位相及び/又は相対周期を持つ。この文脈において"位相"及び"周期"とは、それぞれDOE及びアナライザの光学活性構造、例えば線格子の場合は平行線のパターンをあらわす。さらに、この変化は、DOE又はアナライザ上の少なくとも1つの固定位置と、他の光学素子上の対応する最近点(上記最近点は素子の相対的回転に従って変化する)について判断される。
a)複数のX線源から選択される第一のX線源で上記対象物を照射するステップ。
b)対象物の後ろに配置される("後ろ"という語は第一のX線源に位置する視点をあらわす)、"DOE"と呼ばれる回折光学素子で干渉パターンを生成するステップ。
c)X線検出器を用いて、DOEの周期に対応する、検出器の空間感度を調節するアナライザを通して、前述の干渉パターンをサンプリングするステップ。
d)複数のX線源、X線検出器、及び、DOE又はアナライザのいずれかを、対象物に対して回転軸周りに同調して回転させ、それによってDOE及びアナライザの相対位相及び/又は周期を変化させるステップ。
e)複数のX線源から選択される第二のX線源を用いて、この第二のX線源が、前のステップa)において第一のX線源によってとられた位置をとるときに、ステップa)、b)、c)を繰り返すステップ。
X線装置100は、回転軸A(図面におけるz軸)周りの円弧上に配置される複数のX線源11,11'を有する。
X線源11,11'、ピクセル化X線検出器30、及びアナライザ格子G2は回転ガントリ20に取り付けられる。
位相格子G1は固定され、対象物1を有する中心領域の周りに完全なリング(図面には部分的にしか示されていない)としてのびる。
位相格子G1とアナライザ格子G2の相対的パターン位相は回転軸A周りに円周方向に変化する。
Claims (15)
- 対象物の位相コントラスト画像を生成するための回転X線装置であって、
a)少なくとも2つのX線源と、
b)前記X線源にさらされる、DOEと呼ばれる回折光学素子と、
c)前記DOEによって生成される干渉パターンを検出するためのX線検出器と、
d)前記DOEの周期に対応する、前記X線検出器の空間感度を調節するために前記X線検出器の前に配置されるアナライザとを有し、
前記X線源と、前記X線検出器と、前記DOE又は前記アナライザのいずれか一方とが、前記対象物が置かれることができる中心領域に対して回転軸周りに同調して回転可能であり、
前記DOE及び前記アナライザが、前記回転軸周りに互いに対して回転されるときに変化する相対位相及び/又は周期を持つ、X線装置。 - 前記X線検出器がX線感受性素子のアレイを有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記DOEが位相格子を有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記アナライザが吸収格子を有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記DOEと前記アナライザが同一又は同様の光学的パターンを有し、そのうちの少なくとも一方は前記回転軸に垂直な面に対して傾斜される、請求項1に記載のX線装置。
- 前記DOE又は前記アナライザがリング上で前記回転軸周りに円周方向にのびる、請求項1に記載のX線装置。
- 前記X線源が、前記リングに対して軸方向にシフトされて、及び/又は前記リングの内部に配置される、請求項6に記載のX線装置。
- 前記X線源が前記回転軸周りの円弧上に配置される、請求項1に記載のX線装置。
- 少なくとも1つのX線源がカーボンナノチューブを備える少なくとも1つのカソードを有する、請求項1に記載のX線装置。
- 第一及び第二のX線源がそれぞれ前記中心領域に対する所定位置を通過するときにX線被爆の収集を引き起こすための制御装置を有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記X線源のうちの少なくとも1つが、格子の前に配置される空間的に広がった放射体を有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記X線源から前記X線検出器へのX線の経路において対象物によって生じる位相シフトを決定するための評価装置を有する、請求項1に記載のX線装置。
- 前記評価装置が、対象物の断面位相コントラスト画像及び/又は吸収画像を、異なる方向からとられる前記対象物の投影から再構成するための再構成モジュールを有する、請求項12に記載のX線装置。
- 対象物の位相コントラスト画像を生成するための方法であって、
a)複数のX線源から第一のX線源で前記対象物を照射するステップと、
b)前記対象物の後ろのDOEと呼ばれる回折光学素子で干渉パターンを生成するステップと、
c)X線検出器を用いて、前記DOEの周期に対応する、前記検出器の空間感度を調節するアナライザを通して、前記干渉パターンをサンプリングするステップと、
d)前記複数のX線源と、前記X線検出器と、前記DOE又は前記アナライザのいずれか一方とを、前記対象物に対して回転軸周りに同調して回転させ、それによって前記DOE及び前記アナライザの相対位相及び/又は周期を変化させるステップと、
e)前記複数のX線源のうちの第二のX線源を用いて、これが前記第一のX線源の前の位置をとるときに、ステップa)からc)を繰り返すステップとを有する方法。 - 請求項14に記載の方法を実行することを可能にするためのコンピュータプログラム。
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