专利名称：放射线图像生成方法和放射线图像摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射线图像生成方法和使用格栅的放射线图像摄影装置，具体地，涉及放射线图像生成方法和放射线图像摄影装置，其中进行格栅和放射线图像检测器的校准。
背景技术：
X射线具有根据形成物质的元素的原子数和物质的密度和厚度而衰减的特性。因为该特性，X射线用于调查被检体的内部的探測。使用X射线的摄影系统已经广泛用于医疗诊断、无损检测等领域。使用一般的X射线摄影系统，被检体被置于发射X射线的X射线源和检查X射线图像的X射线图像检测器之间，以提取被检体的透射图像。在此情况下，在X射线进入X射线图像检测器之前，从X射线源向着X射线检测器发射的各个X射线按照取决于形成了存在于X射线源到X射线图像检测器的路径中的被检体的物质的特性(诸如原子数、密度和厚度)的差异的量而衰减(被吸收)。結果，X射线图像检测器检测到被检体的X射线透射图像并将其图像化。作为这种X射线图像检测器的示例，广泛使用X射线增感屏和膜的组合、光可激励荧光体和使用半导体电路的平板检测器(FPD)。然而，形成物质的元素的原子数量越少，该物质吸收X射线的能力就越低。因此， 生物软组织或者软材料之间的X射线吸收能力的差异很小，并且难以获得足够的图像对比度作为X射线透射图像。例如，形成人体关节的软骨和在软骨周围的滑液主要由水組成，它们之间的X射线吸收仅存在很小的差异。因此很难获得具有充分对比度的图像。近年来，已经研究了不基于由被检体的吸收率的差异引起的X射线的强度变化而是基于由被检体的折射率的差异引起的X射线的相位变化来而获得相衬 (phase-contrast)图像的X射线相衬图像摄影。使用这种利用相位差的X射线相衬图像摄影，即使在被检体是具有低X射线吸收能力的物质的情况下也可获得高对比度图像。作为这种X射线相衬图像摄影系统的示例，提出了ー种X射线相衬图像摄影装置， 其中包括第一格栅和第二格栅在内的两个格栅被以预定间隔彼此平行地设置，第一格栅的自成像(self image)基于第一格栅的Talbot干涉效应形成在第二格栅的位置，并且使用第二格栅来调制第一格栅的自成像的强度以提供X射线相衬图像。另ー方面，已经提出了各种类型的放射线图像摄影用电子盒，该放射线图像摄影用电子盒在紧凑的壳体中包含有放射线图像检测器和其它部件。这种放射线图像摄影用电子盒相对薄并且具有便于携带的尺寸，因而处理方便。此外，根据被检体的尺寸和类型，可以得到具有各种尺寸和形状的X射线图像摄影用电子盒，并且根据被检体的状況，X射线图像摄影用电子盒适用于以可拆卸和安装的方式安装在图像摄影装置上。因此，考虑将这种电子盒与上述X射线相衬图像摄影装置一起使用。另外，根据被检体的尺寸等，能够获得各种尺寸的用于X射线相衬图像摄影装置的第一格栅和第二格柵。因此，与放射线图像检测器相似，还可以考虑提供能够以可拆卸和安装的方式安装在装置上的第一格栅和第二格柵，从而可以根据用途来更换格柵。为了使用X射线图像摄影装置获得优异图像，必须利用根据检测器的单独特性的变化的校正数据对放射线图像检测器进行校正。放射线图像检测器的要校正的特性项目可以包括现有已知的项目，诸如偏移、灵敏度、线性度等的变化以及故障像素、残像特性等。对于X射线相衬图像摄影装置，除了对上述一般X射线图像摄影装置来说必须的放射线图像检测器的特性校正以外，还必须利用取决于第一格栅和第二格栅的特性变化的校正数据来校正相衬图像。格栅的要校正的特性项目可以例如包括格栅节距的面内变化、第一格栅和第二格栅之间的相对位置移动、由于空洞或者灰尘而引起的格栅的缺陷等。如果不适当地校正这些特性项目，则会将一些缺陷引入到得到的相衬图像中。也就是说，对于上述X射线相衬图像摄影装置，每次拆卸和安装(更换)放射线图像检测器或者第一格栅和第二格柵，必须进行校准以获得关于放射线图像检测器的校正数据并进行校准以获得关于第一格栅和第二格栅的校正数据。然而，如果每次拆卸和安装放射线图像检测器或者第一格栅和第二格栅都进行完整校准，则在能够照相图像摄影之前要花费很长时间来完成校准。为了解决此问题，可以考虑以下的解决方案，S卩，预先获得关于所使用的各个放射线图像检测器和各个第一格栅和第二格栅的校正数据，并且根据实际使用的放射线图像检测器和第一格栅和第二格栅的组合来选择必要的校正数据，由此消除每次拆卸和安装放射线图像检测器或者第一格栅和第二格栅时都进行校准的需要。然而，对于X射线相衬图像摄影装置来说，必须以良好的S/N检测各个像素的信号的小变化，这要求校正数据的像素大小级别的位置精确度。因此，在拆卸和安装放射线图像检测器或者第一格栅和第二格栅的情况下，使用上述解决方案很难获得良好的相衬图像。应注意到，在WO 2008-102598中没有教导或提出上述问题及其解决方案。对于X射线相衬图像摄影装置，要校正的特性项目包括能够分类为仅仅归结为第一格栅和第二格栅的特性而与放射线图像检测器的特性无关的项目以及仅仅归结为放射线图像检测器的特性与第一格栅和第二格栅的特性无关的项目。因此，例如，在仅更换放射线图像摄影用电子盒并且不更换第一格栅和第二格栅的情况下，需要进行校准以校正放射线图像检测器的特性，但是不需要进行校准以校正第一格栅和第二格栅的特性。相反，例如，在仅更换第一格栅和第二格栅并且不更换放射线图像摄影用电子盒的情况下，必须进行校准以校正第一格栅和第二格栅的特性，但是不需要进行校准以校正放射线图像检测器的特性。
发明内容
鉴于上述情況，本发明旨在提供ー种放射线图像生成方法和放射线图像摄影装置，其中简化了校准以缩短摄影所花费的时间。本发明的放射线图像摄影装置的ー个方面包括第一格柵，其具有周期性布置的格栅结构并且允许从放射线源发射的放射线透过以形成第一周期图案像；第二格柵，其具有周期性布置的格栅结构，该格栅机构用于接收所述第一周期图案像并形成第二周期图案像；放射线图像检测器，其检测由所述第二格栅形成的所述第二周期图案像；校正数据存储单元，其分开存储用于校正所述放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正所述第一格栅和所述第二格栅的特性的格栅校正数据；校正数据更新単元，其相互独立地更新存储在所述校正数据存储単元中的所述检测器校正数据和所述格栅校正数据；以及图像生成単元，其基于被所述校正数据更新単元更新的所述检测器校正数据和所述格栅校正数据以及所述第二周期图案像生成图像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述放射线图像检测器能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还可以包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装检测单元，并且所述校正数据更新単元可以在检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装时更新所述检测器校正数据。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还可以包括用于检测所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装检测单元，并且所述校正数据更新単元可以在检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装时更新所述格栅校正数据。在本发明的装置中，所述放射线图像检测器和所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还可以包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装检测单元和用于检测所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装检测单元，当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第 ニ格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新単元可以仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述检测器校正数据；并且当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新単元可以仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述格栅校正数据。本发明的放射线图像摄影装置还可以包括移动机构，该移动机构在向着和离开被检体的相对移动的方向上移动所述放射线图像检测器，其中所述校正数据更新単元可以在所述放射线图像检测器被所述移动机构移动时更新所述格栅校正数据。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还可以包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装检测单元、用于检测所述第一格栅和所述第 ニ格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装检测单元以及移动机构，该移动机构在向着和离开被检体的相对移动的方向上移动所述放射线图像检测器，其中当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新単元可以仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述格栅校正数据；当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装并且所述放射线图像检测器未被所述移动机构移动的情况下，所述校正数据更新単元可以仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述检测器校正数据；并且当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装并且所述放射线图像检测器被所述移动机构移动的情况下，所述校正数据更新単元可以既更新所述检测器校正数据也更新所述格栅校正数据。
在本发明的放射线图像摄影装置中，所述检测器校正数据可以包括针对所述放射线图像检测器的偏移校正数据、灵敏度校正数据和缺陷像素校正数据中的至少ー种。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述格栅校正数据可以基于在不存在被检体的状态下由所述放射线图像检测器检测到的所述第二周期图案像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述格栅校正数据可以基于经受了针对所述放射线图像检测器的偏移校正的所述第二周期图案像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述格栅校正数据可以基于经受了针对所述放射线图像检测器的灵敏度校正的所述第二周期图案像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述格栅校正数据可以包括所述第一格栅和所述第二格栅的缺陷位置信息。本发明的放射线图像摄影装置还可以包括扫描机构，所述扫描机构移动所述第一格栅和所述第二格栅中的至少ー个格柵，所述ー个格栅被所述扫描机构移动的方向是与所述ー个格栅延伸的方向正交的方向，其中所述图像生成単元可以利用所述检测器校正数据向表示所述放射线图像检测器针对被所述扫描机构移动的所述ー个格栅的不同位置检测到的所述第二周期图案像的多个放射线图像信号应用校正，并且可以利用经校正的放射线图像信号以及所述格栅校正数据生成相衬图像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述第一格栅和所述第二格栅可以被定位为使得所述第一格栅的所述第一周期图案像延伸的方向相对于所述第二格栅延伸的方向倾斜，并且所述图像生成単元可以利用所述检测器校正数据对在向被检体施加放射线时由所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号应用校正，并且可以利用经校正的放射线图像信号以及所述格栅校正数据生成相衬图像。在本发明的放射线图像摄影装置中，所述图像生成単元可以基于所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号获得从不同的像素行的组读出的放射线图像信号作为不同的条纹图像的放射线图像信号，并且可以基于所获得的所述条纹图像的放射线图像信号生成相衬图像。 在本发明的放射线图像摄影装置中，所述图像生成単元可以对在向被检体施加放射线时由所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号应用傅里叶变换，并且可以基于所述傅里叶变换的结果生成相衬图像。本发明的放射线图像生成方法的ー个方面是ー种利用放射线图像摄影装置生成被检体的放射线图像的放射线图像生成方法，所述放射线图像摄影装置包括第一格柵，其具有周期性布置的格栅结构并且允许从放射线源发射的放射线透过以形成第一周期图案像；第二格柵，其具有周期性布置的格栅结构，该格栅结构用于接收所述第一周期图案像并形成第二周期图案像；以及放射线图像检测器，其检测由所述第二格栅形成的所述第二周期图案像，该方法包括以下步骤分开存储用于校正所述放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正所述第一格栅和所述第二格栅的特性的格栅校正数据；相互独立地更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据；以及基于所更新的检测器校正数据和格栅校正数据以及所述第二周期图案像生成图像。术语“能够拆卸和安装”在这里不仅是指部件能够拆卸和安装的构造，而且还指在部件仍然被安装的状态下通过改变部件的位置而能够将部件从其正常安装状态缩回的构la。根据本发明的放射线图像生成方法和放射线图像摄影装置，用于校正放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正第一格栅和第二格栅的特性的格栅校正数据分开存储，使得检测器校正数据和格栅校正数据能够独立地更新。因此，例如在仅拆卸和安装了放射线图像检测器的情况下，仅更新检测器校正数据，并且在仅拆卸和安装了第一格栅和第二格栅的情况下，仅更新格栅校正数据。按照此方式，实现了对校准的简化，由此缩短了能够进行摄影前校准所花费的时间。在本发明的放射线摄影装置通过在向着和离开被检体的相对移动的方向上移动放射线图像检测器以改变放大倍数来进行放大摄影的情况下，不更新未由于放射线图像检测器的移动而被具体改变的检测器校正数据，仅更新由于放射线图像检测器的移动而被改变的格栅校正数据。同样在此情况下，实现了对校准的简化，由此缩短了能够进行摄影前校准所花费的时间。
图1是例示采用根据本发明的放射线图像摄影装置的一个实施方式的乳房图像摄影和显示系统的示意性构造图；图2是例示从图1的乳房图像摄影装置中提取出的放射线源、第一格栅和第二格栅以及放射线图像检测器的示意图；图3是图2中示出的放射线源、第一格栅和第二格栅以及放射线图像检测器的平面图；图4是例示第一格栅的示意性结构的图；图5是例示第二格栅的示意性结构的图；图6是例示图1中示出的乳房图像摄影和显示系统中的计算机的内部构造的框图；图7是例示关于放射线图像检测器的偏移量校正数据的ー个示例的示意图；图8是例示关于放射线图像检测器的灵敏度校正数据的ー个示例的示意图；图9是示出用于生成灵敏度校正数据的图像Dx、用于在灵敏度校正之前生成格栅校正数据的图像Dg和用于在灵敏度校正之后生成格栅校正数据的图像Dp之间的关系的图；图10是例示通过对用于生成格栅校正数据的图像应用偏移量校正和灵敏度校正而获得的用于生成格栅校正数据的图像Dp(k = 0到M-1)的一个示例的示意图，所述用于生成格栅校正数据的图像是通过针对第二格栅3的不同位置进行摄影而获得的；图11是用于说明采用本发明的放射线图像摄影装置的一个实施方式的乳房图像摄影和显示系统的操作的流程图；图12是用于说明在采用本发明的放射线图像摄影装置的一个实施方式的乳房图像摄影和显示系统中如何更新校正数据的流程图；图13是例示根据被检体关于X方向的相移分布Φ (x)折射的ー个放射线路径的示例的图；图14是说明第二格栅的平移移动的图15是说明如何生成相衬图像的图；图16是用于说明校正相位偏移量的图；图17是用于说明校正相位缺陷像素的图；图18是例示在单个图像摄影操作中获得多个条纹图像的情况下第一格栅的自成像、第二格栅与放射线图像检测器的像素之间的位置关系的图；图19是用于说明如何设定第一格栅的自成像相对于第二格栅的倾斜角的图；图20是用于说明如何调整第一格栅的自成像相对于第二格栅的倾斜角的图；图21是用于说明用于基于从放射线图像检测器读出的图像信号获得条纹图像的操作的图；图22是用于说明用于基于从放射线图像检测器读出的图像信号获得条纹图像的操作的图；图23是例示光学读取系统的放射线图像检测器的ー个示例的图；图对是用于说明在图23中示出的放射线图像检测器上记录放射线图像的操作的图；图25是用于说明从图23中示出的放射线图像检测器读出放射线图像的操作的图；图沈是用于说明如何生成吸收图像和小角度散射图像的图；以及图27是用于说明第一格栅和第二格栅被旋转90°的构造的图。
具体实施例方式在下文中，将參照附图描述采用本发明的放射线图像摄影装置的一个实施方式的乳房图像摄影和显示系统。图1是采用根据本发明的一个实施方式的整个乳房图像摄影和显示系统的示意性构造图。如图1所示，乳房图像摄影和显示系统包括乳房图像摄影装置10、与该乳房图像摄影装置10相连接的计算机30以及与计算机30相连接的监视器40和输入单元50。此外，如图1所示，乳房图像摄影装置10包括底座11、能够在竖直方向(Z方向) 上移动并且能够关于底座11旋转的旋转轴12、以及经由旋转轴12连接到底座11的臂部 13。臂部13具有“C”形状。在臂部13的一侧设置有摄影台14，乳房B放置在该摄影台14上，并且放射线源单元15设置在臂13的另ー侧以与摄影台14相対。臂部13在竖直方向上的移动由在底座11中内置的臂部控制器33控制。此外，在与放置乳房B的摄影台14的表面相反的摄影台14的一侧从摄影台14开始依次设置格栅单元16和电子盒単元17。格栅单元16经由格栅支承部16a连接到臂部13，格栅单元16以能够拆卸和安装的方式支承在格栅支承部16a上。格栅单元16包含稍后详细描述的第一格栅2、第二格栅 3和扫描机构5。应注意，尽管格栅单元16在本实施方式中能够拆卸和安装以使得能够将格栅单元16安装到格栅支承部16a并从格栅支承部16a拆除，但是这不旨在限制本发明。例如，在格栅单元16被安装在臂13上的状态下，格栅单元16可以从放射线的光路缩回以使得能够将格栅单元16布置在放射线的光路中并且从放射线的光路中去除。也就是说，“能够拆卸和安装”在此不仅仅是指部件可拆卸和安装的构造，而且还指部件能够缩回的构造， 如上所述。在本实施方式中，各种类型的格栅单元16(诸如具有不同尺寸的格栅单元16)是能够拆卸和安装的。电子盒単元17经由电子盒支承部17a连接到臂部13，电子盒単元17以能够拆卸和安装的方式支承在电子盒支承部17a上。应注意，尽管电子盒单元17在本实施方式中可拆卸和安装以使得能够将电子盒単元17安装到电子盒支承部17a并从电子盒支承部17a拆除，但是这不旨在限制本发明。 例如，类似于格栅单元16，在电子盒単元17被安装在臂13上的状态下，电子盒単元17可以从放射线的光路缩回以使得能够将电子盒单元17布置在放射线的光路中和从放射线的光路去除。在本实施方式中，各种类型的电子盒単元17(诸如具有不同尺寸的电子盒単元 17)是能够拆卸和安装的。臂部13包含电子盒移动机构6，该电子盒移动机构6在竖直方向(Z方向)上移动电子盒支承部17a。电子盒移动机构6将电子盒单元17移动与放大摄影的放大倍数相对应的距离，并且电子盒移动机构6被臂部控制器33控制。应注意，假定放射线源1的焦点和乳房B之间的距离是“a”并且放射线源1的焦点和放射线图像检测器4的检测面之间的距离是“b”，则本实施方式中的放大倍数表示为M = b/a。电子盒単元17包含诸如平板检测器的放射线图像检测器4以及检测器控制器35， 检测器控制器35对从放射线图像检测器4读取电荷信号等进行控制。尽管图中未示出，但电子盒単元17还包括电路板，该电路板包括电荷放大器，其用于将从放射线图像检测器4 读出的电荷信号转换为电压信号；相关双采样电路，其用于对从电荷放大器输出的电压信号进行采样；AD转换单元，其用于将电压信号转换为数字信号。放射线图像检测器4是可重复使用以记录和读取放射线图像的类型。放射线检测器4可以是直接接收放射线并且产生电荷的所谓直接型放射线图像检测器，或者可以是首先将放射线转换为可见光井接着将可见光转换为电荷信号的所谓间接型放射线图像检测器。作为读出放射线图像信号的读取系统，可以使用通过导通和截止TFT(薄膜晶体管)开关来读出放射线图像信号的所谓TFT读取系统，或者通过施加读取光来读出放射线图像信号的所谓光学读取系统；然而，这并不旨在限制本发明，可以使用其它系统。放射线源单元15包含放射线源1和放射线源控制器34。放射线源控制器34控制从放射线源1发射放射线的定时和放射线源1的放射线产生条件(诸如管电流、曝光时间、 管电压等)。此外，在臂部13的中部设置有压迫板18，其设置在摄影台14上方以保持并压迫乳房；压迫板支承部20，其用干支承压迫板18 ；以及压迫板移动机构19，其在竖直方向(Z 方向)上移动压迫板支承部20。压迫板18的位置和压迫压力受到压迫板控制器36的控制。本实施方式的乳房图像摄影和显示系统利用放射线源1、第一格栅2、第二格栅3 和放射线图像检测器4来拍摄乳房B的相衬图像。下面，将更详细地描述为了实现相衬图像摄影所需要的放射线源1、第一格栅2和第二格栅3的结构。图2示出了从图1中提取出的放射线源1、第一格栅2和第二格栅3以及放射线图像检测器4，并且图3是图2中示出的放射线源1、第一格栅2和第二格栅3以及放射线图像检测器4的从上方观察的示意图。放射线源1向着乳房B发射放射线。放射线的空间相干性使得当放射线被施加到第一格栅2时发生Talbot干渉效应。例如，可以使用提供小的放射线发射点的微聚焦X射线管或者等离子体X射线源。在使用具有相对大的放射线发射点(所谓的焦点大小)的放射线源的情况下，如在临床实践中，可以在放射线发射侧设置具有预定节距的多狭缝(multislit)MS。例如在 Franz Pfeiffer^Timm ffeikamp>01iver Bunk 禾ロ Christian David %入的“Phase retrieval and differential phase-contrast imaging with low-brilliance X-ray sources，，，Nature Physics 2,258-261 (01 Apr 2006)Letters 中描述了此情况的详细构造。狭縫MS的节距Ptl必须确定为满足下式(1)P0 = P2 X IJl2...(1)其中P2是第二格栅3的节距，Z3是从多狭缝MS的位置到第一格栅2的距离，如图 3所示，并且4是从第一格栅2到第二格栅3的距离。第一格栅2使得从放射线源1发射的放射线能够透过以形成第一周期图案像，并且该第一格栅2包括基板21，其主要透射放射线；以及多个部件22，它们设置在基板21 上，如图4所示。部件22是在与放射线的光轴正交的平面内沿着ー个方向(与X方向和Z 方向正交的Y方向，即与图4的平面正交的方向)延伸的线形部件。部件22沿着X方向以恒定的周期P1按预定间隔Cl1布置。形成部件22的材料可以是诸如金或者钼的金属。期望第一格栅2是所谓的相位调制格柵，其向被施加到该格栅的放射线应用约90°或者约180° 的相位调制。如果部件22例如由金制成，则部件22的用于通常医疗诊断的X射线能量区域的必要厚度Ii1是ー微米到十微米的数量级。另选地，可以使用幅度调制格柵。在此情况下，部件22需要具有充分吸收放射线的厚度。如果部件22例如由金制成，则部件22的用于通常的医疗诊断的X射线能量区域的必要厚度Ii1是十微米到数百微米的数量级。第二格栅3向由第一格栅2形成的第一周期图案像施加強度调制以形成第二周期图案像，并且类似于第一格栅2，第二格栅3包括基板31，其主要透射放射线；以及多个部件32，它们设置在基板31上，如图5所示。部件32屏蔽放射线。部件32是在与放射线的光轴正交的平面内沿着ー个方向(与X方向和Z方向正交的Y方向，即与图5的平面正交的方向)延伸的线形部件。部件32沿着X方向以恒定周期P2按预定间隔d2布置。形成部件32的材料可以是诸如金或者钼的金属。期望第二格栅3是幅度调制格柵。在此情况下， 部件32需要具有充分吸收放射线的厚度。如果部件32例如由金制成，则部件32的用于通常的医疗诊断的X射线能量区域的必要厚度Ii1是十微米到数百微米的数量级。在从放射线源1发射的放射线不是平行光束而是圆锥光束的情况下，由透过第一格栅2的放射线形成的第一格栅2的自成像Gl与到放射线源1的距离成正比地放大。在此实施方式中，第二格栅3的格栅节距P2和的间距d2被确定为使得第二格栅3的狭缝几乎与位于第二格栅3的位置处的第一格栅2的自成像Gl的亮部的周期图案对准。也就是说， 假定从放射线源1的焦点到第一格栅2的距离是\并且从第一格栅2到第二格栅3的距离是も，在第一格栅2是施加90°相位调制的相位调制格栅或幅度调制格栅的情况下，将第二格栅的节距P2确定为满足如下式(2)定义的关系
权利要求
1.ー种放射线图像摄影装置，该放射线图像摄影装置包括第一格柵，其具有周期性布置的格栅结构并且允许从放射线源发射的放射线透过以形成第一周期图案像；第二格柵，其具有周期性布置的格栅结构，该格栅结构用于接收所述第一周期图案像并形成第二周期图案像；放射线图像检测器，其检测由所述第二格栅形成的所述第二周期图案像； 校正数据存储単元，其分开地存储用于校正所述放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正所述第一格栅和所述第二格栅的特性的格栅校正数据；校正数据更新単元，其相互独立地更新存储在所述校正数据存储単元中的所述检测器校正数据和所述格栅校正数据；以及图像生成単元，其基于由所述校正数据更新単元更新的所述检测器校正数据和所述格栅校正数据以及所述第二周期图案像来生成图像。
2.根据权利要求1所述的放射线图像摄影装置，其中所述放射线图像检测器能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装接检测单元，并且所述校正数据更新単元在检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装时更新所述检测器校正数据。
3.根据权利要求1或2所述的放射线图像摄影装置，其中所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还包括用于检测所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装接检测单元，并且所述校正数据更新単元在检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装时更新所述格栅校正数据。
4.根据权利要求1所述的放射线图像摄影装置，其中所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装， 所述放射线图像摄影装置还包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装接检测单元和用于检测所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装检测单元，当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新单元仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述检测器校正数据；并且当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新单元仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述格栅校正数据。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的放射线图像摄影装置，该放射线图像摄影装置还包括移动机构，所述移动结构在向着和离开被检体的相对移动的方向上移动所述放射线图像检测器，其中所述校正数据更新単元在所述放射线图像检测器被所述移动机构移动时更新所述格栅校正数据。
6.根据权利要求1所述的放射线图像摄影装置，其中所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅能够拆卸和安装，所述放射线图像摄影装置还包括用于检测所述放射线图像检测器的拆卸和安装的检测器拆卸和安装检测单元、用于检测所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的格栅拆卸和安装检测单元以及移动机构，所述移动机构在向着和离开被检体的相对移动的方向上移动所述放射线图像检测器，其中当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述第一格栅和所述第二格栅的拆卸和安装的情况下，所述校正数据更新单元仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述格栅校正数据；当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装并且所述放射线图像检测器未被所述移动机构移动的情况下， 所述校正数据更新单元仅更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据中的所述检测器校正数据；并且当在所述放射线图像检测器以及所述第一格栅和所述第二格栅中仅检测到所述放射线图像检测器的拆卸和安装并且所述放射线图像检测器被所述移动机构移动的情况下，所述校正数据更新单元既更新所述检测器校正数据也更新所述格栅校正数据。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中所述检测器校正数据包括针对所述放射线图像检测器的偏移校正数据、灵敏度校正数据和缺陷像素校正数据中的至少之ー种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中所述格栅校正数据基于在不存在被检体的状态下由所述放射线图像检测器检测到的所述第二周期图案像。
9.根据权利要求8所述的放射线图像摄影装置，其中所述格栅校正数据基于经受了针对所述放射线图像检测器的偏移校正的所述第二周期图案像。
10.根据权利要求8或9所述的放射线图像摄影装置，其中所述格栅校正数据基于经受了针对所述放射线图像检测器的灵敏度校正的所述第二周期图案像。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中所述格栅校正数据包括所述第一格栅和所述第二格栅的缺陷位置信息。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的放射线图像摄影装置，该放射线图像摄影装置还包括扫描机构，其移动所述第一格栅和所述第二格栅中的至少ー个格柵，所述ー个格栅被所述扫描机构移动的方向是与所述ー个格栅延伸的方向正交的方向，其中所述图像生成単元利用所述检测器校正数据对多个放射线图像信号实施校正，所述放射线图像信号表示所述放射线图像检测器在被所述扫描机构移动的所述ー个格栅的不同位置检测到的所述第二周期图案像，并且所述图像生成単元利用经校正的放射线图像信号以及所述格栅校正数据生成相衬图像。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中所述第一格栅和所述第二格栅被定位为使得所述第一格栅的所述第一周期图案像延伸的方向相对于所述第二格栅延伸的方向傾斜，并且所述图像生成単元利用所述检测器校正数据对在向被检体施加放射线时由所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号实施校正，并且利用经校正的放射线图像信号以及所述格栅校正数据生成相衬图像。
14.根据权利要求13所述的放射线图像摄影装置，其中所述图像生成単元基于所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号获得从不同的像素行的组读出的放射线图像信号，以此作为不同的条纹图像的放射线图像信号，并且基于所获得的所述条纹图像的放射线图像信号生成相衬图像。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中所述图像生成单元对在向被检体施加放射线时由所述放射线图像检测器检测到的放射线图像信号实施傅里叶变换，并且基于所述傅里叶变换的结果生成相衬图像。
16.ー种使用放射线图像摄影装置生成被检体的放射线图像的放射线图像生成方法， 所述放射线图像摄影装置包括第一格柵，其具有周期性布置的格栅结构并允许从放射线源发射的放射线透过以形成第一周期图案像；第二格柵，其具有周期性布置的格栅结构，该格栅机构用于接收所述第一周期图案像并形成第二周期图案像；以及放射线图像检测器， 其检测由所述第二格栅形成的所述第二周期图案像，该方法包括以下步骤分开地存储用于校正所述放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正所述第一格栅和所述第二格栅的特性的格栅校正数据；相互独立地更新所述检测器校正数据和所述格栅校正数据；以及基于更新的检测器校正数据和格栅校正数据以及所述第二周期图案像生成图像。
全文摘要
本发明涉及放射线图像生成方法和放射线图像摄影装置。放射线图像摄影装置包括第一格栅，其具有周期性布置的格栅结构，并且允许放射线透过以形成第一周期图案像；第二格栅，其具有周期性布置的格栅结构，该格栅结构用于接收第一周期图案像并形成第二周期图案像；放射线图像检测器，其检测第二周期图案像；校正数据存储单元，其分开地存储用于校正放射线图像检测器的特性的检测器校正数据和用于校正第一格栅和第二格栅的特性的格栅校正数据；校正数据更新单元，其相互独立地更新检测器校正数据和格栅校正数据；以及图像生成单元，其基于更新的检测器校正数据和格栅校正数据以及第二周期图案像生成图像。
文档编号A61B6/00GK102551769SQ20111043337
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者村越大, 石井裕康 申请人:富士胶片株式会社