CN102272860A - X射线成像装置和x射线成像方法 - Google Patents

Abstract

可以获得考虑被检体的X射线吸收效果的微分相位图像或相位图像的尺寸减小的X射线成像装置和方法。测量被分离元件分离并且穿过被检体的X射线的位移。可通过使用具有根据X射线的入射位置连续改变的透过量的第一衰减元件测量位移。此时，使用被检体的X射线透过率，该X射线透过率是通过使用具有不根据X射线的入射位置而改变的透过量的第二衰减元件计算的。

Description

X射线成像装置和X射线成像方法

技术领域

本发明涉及X射线成像装置和X射线成像的方法。

背景技术

使用电磁放射线的非破坏性测试被用于各种工业应用和医疗应用。X射线是具有在例如约1pm～10nm(10^-12～10^-8m)的范围中的波长的电磁波。具有短波长(约2keV或更大的能量)的X射线被称为硬X射线，并且具有长波长(约0.1keV～约2keV的范围中的能量)的X射线被称为软X射线。

例如，吸收衬度(contrast)方法通过使用穿过被检体的X射线的透过率的差异，获得被检体的吸收图像。由于X射线容易透过被检体，因此，吸收图像被用于钢材的内部裂纹检测并且用于诸如行李检查的安全目的。

另一方面，X射线相位成像方法检测由被检体引起的X射线的相位偏移。X射线相位成像方法对于由具有小的密度差的材料制成的被检体是有效的，原因是X射线的吸收衬度对于这种材料是不明显的。例如，X射线相位成像方法可被用于由共混聚合物(polymer blends)制成的相位分离结构的成像或用于医疗应用。

专利文献1描述了一种非常方便和有效的X射线相位成像方法，该方法利用由于由被检体引起的X射线的相位偏移而导致的折射效果。具体而言，该方法使用微小焦点的X射线源，并且利用这样一种效果，即，当被检体和检测器之间的距离大时，由于由被检体引起的X射线的折射效果，被检体的边缘以增强的方式被检测。由于该方法使用折射效果，因此不必使用诸如同步加速器放射线的高度相干X射线，这使得该方法与许多其它的X射线相位成像方法不同。

专利文献2公开了一种X射线成像装置，其在检测器的像素的边缘部分上具有阻挡X射线的掩模。通过设置掩模使得当不存在被检体时利用X射线照射掩模的一部分，可以将由于由被检体引起的折射效果导致的X射线的位移检测为强度变化。

引文列表

专利文献

PTL1日本专利公开No.2002-102215

PTL2国际公开No.WO2008/029107

发明内容

技术问题

但是，为了通过使用在专利文献1中描述的方法获得被检体的边缘增强图像，由于由被检体引起的X射线的折射效果而导致的折射角度非常小，因此，考虑到检测器的像素的尺寸，被检体和检测器之间的距离必须足够大。因此，在专利文献1中描述的方法需要大的装置。

与之相对，利用在专利文献2中描述的方法，被检体和检测器之间的距离可以是小的，使得可以使用小的装置。但是，由于设置阻挡X射线的掩模，因此，入射在阻挡的掩模上的X射线的位移不能被检测。即，由于存在不敏感的区域，因此，难以实现高精度的分析。

并且，在专利文献1和专利文献2中描述的方法具有这样一种问题，即，如果被检体吸收大量的X射线，那么不能分离地获得X射线的吸收效果和X射线的相位效果。

本发明提供用于获得考虑由被检体引起的X射线的吸收效果的微分相位图像或相位图像的X射线成像装置和X射线成像的方法，其中，与在专利文献1中描述的方法相比，可以使装置的尺寸更小，并且可以执行精度比在专利文献2中描述的方法高的分析。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面的一种X射线成像装置包括：分离元件，空间地分离由X射线产生器产生的X射线；第一衰减元件，通过分离元件分离的X射线入射在该第一衰减元件上；第二衰减元件，通过分离元件分离的X射线入射在该第二衰减元件上，该第二衰减元件被设置为与第一衰减元件相邻；和检测单元，被配置为检测穿过了第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度，其中，第一衰减元件被配置为使得X射线的透过量依照X射线入射的位置连续改变，并且，其中，第二衰减元件被配置为使得X射线的透过量不依照X射线入射的位置改变。

作为根据本发明的一个方面的一种在X射线成像装置中使用的X射线成像的方法，该方法包括：产生X射线；空间地分离X射线；使空间地分离的X射线入射在第一衰减元件和第二衰减元件上，该第二衰减元件被设置为与该第一衰减元件相邻；检测穿过了第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度；和通过使用被检体的X射线透过率来计算被检体的微分相位图像或相位图像，该X射线透过率是从检测到的X射线的强度计算的，其中，第一衰减元件被配置为使得X射线的透过量依照X射线入射的位置连续改变，并且，其中，第二衰减元件被配置为使得X射线的透过量不依照X射线入射的位置改变。

本发明的有利效果

本发明提供用于获得考虑由被检体引起的X射线的吸收效果的微分相位图像或相位图像的X射线成像装置和X射线成像的方法，其中，与在专利文献1中描述的方法相比，可以使装置的尺寸更小，并且可以执行精度比专利文献2的方法高的分析。

附图说明

图1是根据第一和第二实施例的装置的示意图。

图2是包含于根据第一实施例的装置中的衰减单元的示意图。

图3是由包含于根据第一实施例的装置中的计算单元执行的处理的流程图。

图4是包含于根据第二实施例的装置中的衰减单元的示意图。

图5是根据第三实施例的CT装置的示意图。

图6是由包含于根据第三实施例的装置中的计算单元执行的处理的流程图。

图7是作为例子描述的装置的示意图。

具体实施方式

以下，将描述根据本发明的实施例的X射线成像装置。装置中的每一个使用由被检体引起的X射线的相位偏移，并且，即使被检体具有对于X射线的高吸收，也能够获得被检体的更精确的X射线微分相位图像。

具体而言，该装置包括第一衰减元件，每个第一衰减元件具有吸收梯度(透过率梯度)，以将由于由被检体引起的X射线的折射效果导致的X射线的入射位置的位移转换成X射线的强度信息并由此检测位移。并且，该装置包括第二衰减元件，以检测由于由被检体引起的X射线的吸收效果而导致的透过的X射线的强度的变化。

具有吸收梯度(透过率梯度)的衰减元件(第一衰减元件)指的是吸收(透过)的X射线的量根据X射线的入射位置而连续改变的元件。衰减元件可通过连续或逐步改变形状而制成。作为替代方案，可通过连续或逐步地改变单位体积所吸收(透过)的X射线的量，制成衰减元件。在本说明书中，术语“连续”可包含“逐步”的意思。

用于检测由被检体的吸收效果导致的透过X射线的强度的变化的衰减元件(第二衰减元件)指的是当改变X射线的入射位置时透过的X射线的量不变化的元件。表达方式“透过的X射线的量不变化的元件”意味着“透过的X射线的量基本上不变化的元件”。这种元件的例子是如下元件，在该元件中，当X射线的入射位置改变时，X射线的检测强度的变化保持大致处于关于X射线的光子数量的统计变化的检测强度的变化内。造成X射线检测器的检测变化的主要因素是入射的X射线的统计变化。一般地，X射线的光子的数量的统计变化具有泊松分布。由于如果关于X射线的入射位置的X射线的检测强度的变化大则透过图像和微分相位图像的定量性能劣化，因此上述的元件是希望的。

如果例如第一衰减元件被离散地设置在基板上，那么上面不设置第一衰减元件的基板的区域用作第二衰减元件。

由于第二衰减元件是当X射线的入射位置改变时X射线的透过量基本上不改变的元件，因此第二衰减元件可以是在基板中形成的开口。在这种情况下，由于X射线不被第二衰减元件衰减，因此X射线可被有效使用。

通过上述的结构，可通过检测透过第二衰减元件的X射线的强度来获得被检体的X射线透过率分布(透过率图像)。通过使用关于透过率的信息，可以获得更精确的微分相位图像或相位图像。以下将给出具体的例子。

第一实施例

根据第一实施例的X射线成像装置从X射线的吸收的变化，即从X射线的透过率的变化，获得吸收图像。并且，X射线成像装置从X射线的相位偏移获得微分相位图像和相位图像。

图1是根据第一实施例的X射线成像装置的示意图。X射线源101产生X射线。在X射线的光路上，设置分离元件103、被检体104、衰减单元105和检测器106。

可以另外设置诸如步进电动机等的移动单元109、110和111，以移动分离元件103、被检体104和衰减单元105。可以适当地移动被检体104，使得可以获得被检体104的特定位置的图像。通过分离元件103在空间上分离由X射线源101产生的X射线。即，分离元件103用作在专利文献2中描述的具有多个孔口的采样掩模，并且，穿过分离元件103的X射线变为X射线束。分离元件103可具有狭缝阵列，该狭缝阵列具有线和空间的图案，或者，可具有二维布置的孔。

只要X射线可穿过分离元件103中的狭缝，狭缝贯穿光学元件的基板并不是必需的。分离元件103的材料可选自诸如Pt、Au、Pb、Ta和W的具有高的X射线吸收率的物质。

在检测器106的位置处的已被分离元件103分离的X射线的线和空间之间的间隔大于或等于检测器106的像素尺寸。即，构成X射线强度检测单元的像素的尺寸小于或等于在检测器106的位置处的X射线的空间周期。

被检体104吸收被分离元件103空间分离的片状X射线，改变X射线的相位，并且折射X射线。折射的X射线入射在衰减单元105上。检测器106检测穿过衰减单元105的X射线的强度。计算单元107在数值上处理关于由检测器106获得的X射线的信息，并且将处理的结果输出到显示单元108。

被检体104的例子包括人体、无机材料和无机-有机复合材料。

检测器106可选自例如X射线平板检测器、X射线CCD照相机和直接转换型二维X射线检测器。检测器106可被设置为与衰减单元105相邻，或者被设置为与衰减单元105相隔一距离。作为替代方案，衰减单元105可被并入检测器106中。

为了使用单色X射线，单色化单元102可被设置在X射线源101和分离元件103之间。单色化单元102可以是单色器和狭缝的组合，或X射线多层反射镜。为了减少由来自衰减单元105的散射X射线导致的图像模糊，可以在衰减单元105和检测器106之间设置用于放射线摄像的栅格(grid)。

图2是衰减单元105的部分示意图。基准X射线201是当不存在被检体104时分离的X射线。X射线202是由被检体104折射的X射线。

衰减单元203包含被交替布置为彼此相邻的衰减元件204(第一衰减元件)和衰减元件205(第二衰减元件)。

如图2的右侧所示，衰减元件204中的每一个关于X方向(与入射的X射线垂直的方向)具有线性密度分布。另一方面，衰减元件205中的每一个关于X方向具有恒定的密度分布。

即，衰减元件204中的每一个具有改变X射线的吸收程度的密度变化。密度越高，衰减元件204对于X射线越不透明。换句话说，衰减元件204具有根据衰减元件204中的的X射线的位移改变X射线的吸收量(透过量)的吸收梯度。

穿过衰减元件204的基准X射线201的强度由式(1)表达。

[式1]

$I=I_0{e}^{-\left(\frac{\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρ}}\right){\mathrm{\ρ}}_{0}L}$

I₀是已被分离元件103空间地分离的X射线的强度，μ/ρ是衰减元件204的有效质量吸收系数，ρ₀是衰减元件204中的基准X射线201通过的部分处的衰减元件204的密度，L是衰减元件204的厚度。

由被检体104折射并且穿过衰减元件204的X射线202的强度由式(2)表达。

[式2]

$I^{\′}=I_{0}A{e}^{-\left(\frac{\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρ}}\right){\mathrm{\ρ}}^{\′}L}$

A是被检体104的X射线透过率，并且ρ′是衰减元件204中的X射线202通过的部分处的衰减元件204的密度。从式(1)和(2)，衰减元件204的关于基准X射线201和X射线202的密度差由式(3)表达。

[式3]

${\mathrm{\ρ}}_0-{\mathrm{\ρ}}^{\′}=\frac{1}{\left(\frac{\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρ}}\right)L}\ln \left(\frac{I^{\′}}{\mathrm{IA}}\right)$

可从基准X射线的强度与折射X射线的强度的比率获得被检体104的X射线透过率A，基准X射线和折射X射线已穿过与衰减元件204相邻的衰减元件205。

由于X射线吸收体的密度分布是已知的，因此，可从由式(3)表达的密度差获得衰减单元105上的X射线的位移d。否则，透过的X射线的强度和位移d之间的对应关系的表格可被存储于计算单元107或存储器等中。可通过使用数据表从测量的强度估计位移d。可通过移动衰减单元105或分离元件103并且检测各位置处的透过X射线的强度，对于各衰减元件204，准备该数据表。并且，在准备数据表时，可以使用具有与分离元件103相同的狭缝宽度的单个狭缝，并且，在衰减元件204的各位置处检测透过的X射线的强度。即，通过使用基准X射线201和X射线202的检测强度之间的关系，可以获得由于由被检体104的吸收效果引起的X射线的透过率和折射而导致的轻微位移。在这种情况下，由于通过使用关于穿过了衰减元件204和衰减元件205的两个区域的X射线的强度的信息而形成微分相位图像等，因此关于X方向的空间分辨率减半。

除了上述的测量，可以在通过使用移动单元111或移动单元110使衰减单元105或被检体104在X方向上移动衰减元件204的关于X方向的长度的同时，以类似的方式执行测量。因此，可以获得关于与被检体104的位置对应的X射线透过率A的信息，对于该被检体事先测量了X射线的位移。

通过使用衰减单元105，可以独立地获得关于X射线的吸收效果的信息和关于X射线的折射效果的信息。并且，通过使用衰减单元105，可以检测小于或等于检测器106的像素尺寸的X射线的位移，由此，可以减小被检体和检测器之间的距离，使得可以减小装置的尺寸。

图3是由计算单元107执行的处理的流程图。首先，获得关于穿过了衰减单元105的各X射线的强度的信息(S100)。

然后，从各X射线的强度计算被检体104的X射线透过率A，并且计算关于基准X射线201的位移d(S101)。

通过使用位移d以及被检体104与衰减单元105之间的距离Z，由式(4)表达各X射线的折射角Δθ。

[式4]

$\mathrm{\Δ\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{d}{Z}\right)$

通过使用式(4)，计算各X射线的折射角Δθ(S102)。折射角Δθ和微分相位dφ/dx具有由式(5)表达的关系。

[式5]

$\frac{\mathrm{d\φ}}{\mathrm{dx}}=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\mathrm{\Δ\θ}$

λ是X射线的波长。对于连续的X射线，波长指的是有效波长。通过使用式(5)，计算各X射线的微分相位dφ/dx(S103)。

在x方向上积分微分相位dφ/dx以计算相位φ(S104)。

可在显示单元108上显示如以上描述的那样计算的透过率图像、微分相位dφ/dx和相位φ(S105)。

通过该结构，可以检测检测器106的小像素内的轻微位移。因此，被检体104和检测器106之间的距离不必是大的，并且，可以减小装置的尺寸。并且，由于衰减单元105是不具有阻挡X射线的区域的通过型，因此不存在不敏感的区域。

通过增加被检体104和检测器106之间的距离，可以测量由于折射导致的X射线的更小的位移。

通过上述的结构，由于通过使用X射线的折射效果来检测相位偏移，因此，可以在不必使用高度相干的X射线的情况下测量考虑吸收效果的微分相位图像或相位图像。

在图2中，具有吸收梯度的第一衰减元件具有连续改变的密度。但是，第一衰减元件可具有逐步改变的密度。

在图2中，X射线的透过量不根据X射线的位移改变的第二衰减元件是具有恒定密度的衰减元件。但是，由于在第二衰减元件中，X射线的透过量不根据X射线的入射位置改变是足够的，因此第二衰减元件可以是不吸收X射线的元件。

第二实施例

作为包含于第一实施例中的衰减单元的替代，根据第二实施例的装置包含图4所示的衰减单元。该装置的结构与第一实施例相同。分离元件103将X射线空间地分离成片状X射线。被检体104被X射线照射，并且，穿过被检体104的X射线入射在衰减单元105上。图4是衰减单元105的部分示意图。

基准X射线501是当不存在被检体104时分离的X射线。基准X射线501可入射在衰减元件504中的一个的关于X方向的中间位置。X射线502是由被检体104折射的X射线。衰减单元503包含以规则的间隔布置的衰减元件504(第一衰减元件)和衰减元件505(第二衰减元件)。衰减元件504是三角棱柱(triangle prism)形状结构。

图4示出不包含X射线吸收体的衰减元件505的例子。

由于衰减元件504是三角棱柱形状，因此穿过衰减元件504的X射线的光路长度沿X方向改变。穿过衰减元件504的基准X射线501的强度由式(6)表达。

[式6]

$I=I_0{e}^{-\mathrm{\μ}{l}_0}$

I₀是被分离元件103空间地分离的X射线的强度，μ是衰减元件504的有效线性吸收系数，l₀是衰减元件504中的基准X射线501的光路长度。由被检体104折射并且通过衰减元件504的X射线502的强度由式(7)表达。

[式7]

I′＝I₀Ae^-μl

A是被检体104的X射线的透过率，并且，l是衰减元件504中的X射线502的光路长度。通过使用式(6)和(7)以及衰减元件504的顶角α，衰减单元105上的位移d可由式(8)表达。

[式8]

$d=\frac{1}{\mathrm{\μ}}\ln \left(\frac{I^{\′}}{\mathrm{IA}}\right)\tan \mathrm{\α}$

可从基准X射线的强度与折射X射线的强度的比率获得被检体104的X射线透过率A，基准X射线和折射X射线穿过了衰减元件505。被设置为与衰减元件504相邻的衰减元件505具有恒定的X射线透过率。即，通过使用基准X射线501和X射线502的检测强度之间的关系，可以获得由于由被检体104引起的被检体104的吸收效果和折射而导致的小的位移。在没有式8的情况下，如在第一实施例中描述的那样，可从表格估计位移d。

在这种情况下，由于使用关于不具有密度变化并且被设置为与衰减元件504相邻的衰减元件504的两个区域的信息，因此关于X方向的空间分辨率减半。

除了上述的测量，可以在通过使用移动单元111或移动单元110使衰减单元105或被检体104在X方向上移动衰减元件504的关于X方向的长度的同时，以类似的方式执行测量。因此，可以获得关于与被检体104的位置对应的X射线透过率A的信息，对于该被检体104事先测量了X射线的位移。

由于衰减元件504是三角棱柱形状，因此，可在衰减元件504上的任何位置处从基准X射线501的强度与X射线502的强度的比率确定位移d。

通过X射线检测器106检测穿过衰减单元105的X射线。通过使用检测的数据，与第一实施例类似的计算单元107计算透过率A、微分相位dφ/dx和相位φ。可在显示单元108上显示计算的结果。

利用该结构，可以检测检测器106的小的像素内的轻微位移。因此，被检体104和检测器106之间的距离不必是大的，并且，可以减小装置的尺寸。并且，由于衰减单元105是不具有阻挡X射线的区域的通过型，因此，不存在不敏感的区域。

通过增加被检体104和检测器106之间的距离，可以检测由于折射导致的X射线的更小的位移。

利用上述结构，由于通过使用X射线的折射效果来检测相位偏移，因此，可以在不必使用高度相干X射线的情况下测量考虑吸收效果的微分相位图像或相位图像。

在图4中，具有吸收梯度的第一衰减元件具有连续改变的形状。但是，第一衰减元件可具有逐步改变的形状。

在图4中，不具有吸收梯度的第二衰减元件是不具有吸收体的元件。但是，第二衰减元件可具有如下吸收体，该吸收体具有不关于与入射X射线垂直的方向改变的形状。吸收体可以为例如长方体形状。

第三实施例

根据第三实施例的装置可通过利用计算断层法(CT)的原理获得三维吸收分布和相位分布。

图5示出根据第三实施例的装置。X射线源401、分离元件403、衰减单元405和X射线检测器406可以通过移动单元围绕被检体404以同步方式旋转。

分离元件403空间地分离X射线，被检体404被X射线照射，并且，穿过被检体404的X射线入射在衰减单元405上。

由于衰减单元405，因此可以获得由被检体404分离和吸收的X射线的量和由于折射导致的X射线的小的位移。通过X射线检测器406检测穿过衰减单元405的X射线。可以通过在X射线源401、分离元件403、衰减单元405和X射线检测器406以同步方式围绕被检体404旋转的同时执行成像，获得被检体404的投影数据。作为旋转分离元件403、衰减单元405和X射线检测器406的替代，可以旋转被检体404以获得投影数据。

图6是由计算单元407执行的处理的流程图。首先，获得关于穿过衰减单元405的各X射线的强度的信息(S200)。

然后，从关于各X射线的强度的信息计算X射线透过率A和关于基准X射线501的位移d(S201)。

通过使用位移d以及被检体404与衰减单元405之间的距离Z，计算各X射线的折射角(Δθ)(S202)。

从折射角Δθ计算各X射线的微分相位dφ/dx(S203)。

在X方向上积分微分相位dφ/dx，以计算相位φ(S204)。

对于所有投影数据执行一系列的动作(S201～S204)。通过将计算断层法的图像重构方法(例如，过滤背投影(filter backprojection)方法)应用于所有投影数据的透过图像和相位图像，获得被检体404的断层图像(S206)。

可在显示单元408上显示断层图像(S205)。

通过该结构，可以减小CT装置的尺寸。并且，由于装置使用X射线的折射效果，因此CT装置可在不必使用高度相干X射线的情况下非破坏性地获得被检体的三维吸收图像和相位图像。

其它实施例

上述实施例中的每一个包含分别具有在一个方向上的吸收梯度(透过率梯度)的衰减元件。但是，衰减元件可在多于一个的方向上具有吸收梯度(透过率梯度)。例如，通过提供具有在X方向和Y方向上的吸收梯度的衰减元件，可以测量二维相位梯度。具有在X方向和Y方向上的梯度的形状的例子包含棱锥形状和圆锥形状。

作为替代方案，可通过使用衰减单元检测二维相位梯度，该衰减单元包括分别具有在X方向上的梯度的衰减元件和具有在Y方向上的梯度的衰减元件。作为另一替代方案，可在彼此顶部上层叠分别具有在X方向上以及在Y方向上的梯度的衰减元件。

如上所述，根据本发明的实施例的X射线成像装置包含被配置为获得第一强度数据的第一元件和被配置为获得第二强度数据的第二元件，第二元件被设置为与第一元件相邻。X射线成像装置还包含基于从第二强度数据获得的被检体的X射线透过率，从第一强度数据计算X射线的相位偏移量的计算单元。根据本发明的实施例的X射线成像方法包括通过使用第一元件获得第一强度数据和通过使用第二元件获得第二强度数据。该方法还包括基于从第二强度数据获得的被检体的X射线透过率，从第一强度数据获得X射线的相位偏移量。

例子

图7是作为例子描述的装置的示意图。作为X射线产生器，使用作为Mo靶旋转阴极型X射线产生装置的X射线源701。使用由高取向热解石墨(HOPG)制成的单色器702作为X射线的单色化单元以提取Mo的特征X射线。

在离开X射线源100cm的位置处设置分离元件703。通过分离元件703空间地分离通过单色器702单色化的X射线。作为分离元件703，使用具有厚度100μm并且在其中布置狭缝的钨(W)板，每个狭缝具有40μm的宽度。狭缝之间的间隔在衰减单元705上为150μm。除了W以外，可以使用诸如Au、Pb、Ta和Pt的材料。

被检体704被通过分离元件703分离的X射线照射。衰减单元705被设置在离开被检体70450cm的位置处。穿过被检体704的X射线入射在衰减单元705上。分别对于分离元件703、被检体704和衰减单元705设置使用步进电动机的移动单元709、710和711。

衰减单元705具有如下结构，在该结构中，在具有1mm的厚度的碳基板上交替布置由Ni制成的三角棱柱和四角棱柱。各三角棱柱的基体的边的长度为150μm，并且，三角棱柱的高度为75μm。各四角棱柱的基体的边的长度为150μm，并且，四角棱柱的高度为75μm。用作检测单元的X射线检测器706被设置在衰减单元705正后方。X射线检测器706检测穿过衰减单元705的X射线的强度。随后，在布置三角棱柱的方向上，衰减单元705通过移动单元711移动150μm，并且，执行类似的测量。作为X射线检测器706，使用具有50μm×50μm的像素尺寸的平板检测器。使用沿布置三角棱柱的方向布置的三个像素的X射线的强度的总和作为对于一个衰减元件的X射线的强度。

通过使用各X射线的强度从当在没有被检体704的情况下执行类似成像时获得的强度的变化，计算单元707计算被检体704的X射线透过率A，使得获得吸收图像。计算单元707还通过使用式(8)计算位移d并且通过使用式(4)计算折射角Δθ。

通过使用式(5)从折射角Δθ计算微分相位的量，并且，通过空间地积分微分相位的量获得相位分布图像。

在用作显示单元708的PC监视器上显示通过计算单元707计算的X射线透过率图像、X射线微分相位图像和X射线相位图像。

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式和等同的结构和功能。

本申请要求在2009年1月15日提交的日本专利申请No.2009-006848和在2009年11月19日提交的日本专利申请No.2009-264412的益处，在此引入它们的全部内容作为参考。

参照符号列表

101 X射线源

102 单色化单元

103 分离元件

104 被检体

105 衰减单元

106 检测器

107 计算单元

108 显示单元

109 移动单元

110 移动单元

111 移动单元

201 基准X射线

202 X射线

203 衰减单元

204 衰减元件

205 通过区域

Claims (13)

1.一种X射线成像装置，包括：

分离元件，空间地分离由X射线产生器产生的X射线；

第一衰减元件，通过分离元件分离的X射线入射在该第一衰减元件上；

第二衰减元件，通过分离元件分离的X射线入射在该第二衰减元件上，该第二衰减元件被设置为与第一衰减元件相邻；和

检测单元，被配置为检测穿过第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度，

其中，第一衰减元件被配置为使得X射线的透过量依照X射线入射的位置连续改变，并且，

其中，第二衰减元件被配置为使得X射线的透过量不依照X射线入射的位置改变。

2.根据权利要求1的X射线成像装置，还包括：

计算单元，被配置为通过使用从由检测单元检测的X射线的强度计算的X射线透过率，计算被检体的微分相位图像或相位图像。

3.根据权利要求2的X射线成像装置，

其中，计算单元从由检测单元检测的X射线的强度计算被检体的透过率图像。

4.根据权利要求1～3中的任一项的X射线成像装置，

其中，第二衰减元件的厚度在与入射在第二衰减元件上的X射线的方向垂直的方向上恒定。

5.根据权利要求1～4中的任一项的X射线成像装置，

其中，第二衰减元件的密度在与入射在第二衰减元件上的X射线的方向垂直的方向上恒定。

6.根据权利要求1～5中的任一项的X射线成像装置，

其中，第二衰减元件是上面设置有第一衰减元件的基板。

7.根据权利要求1～5中的任一项的X射线成像装置，

其中，第二衰减元件是在上面设置有第一衰减元件的基板中形成的开口。

8.根据权利要求1～7中的任一项的X射线成像装置，

其中，第一衰减元件的厚度在与入射在第一衰减元件上的X射线的方向垂直的方向上连续改变。

9.根据权利要求1～7中的任一项的X射线成像装置，

其中，第一衰减元件的密度在与入射在第一衰减元件上的X射线的方向垂直的方向上连续改变。

10.根据权利要求8的X射线成像装置，

其中，第一衰减元件是具有三角棱柱形状的结构。

11.一种在X射线成像装置中使用的X射线成像方法，该方法包括：

产生X射线；

空间地分离X射线；

使空间地分离的X射线入射在第一衰减元件和第二衰减元件上，该第二衰减元件被设置为与该第一衰减元件相邻；

检测穿过第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度；和

通过使用被检体的X射线透过率计算被检体的微分相位图像或相位图像，该X射线透过率是从检测到的X射线的强度计算的，

其中，第一衰减元件被配置为使得X射线的透过量依照X射线入射的位置连续改变，并且，

其中，第二衰减元件被配置为使得X射线的透过量不依照X射线入射的位置改变。

12.一种X射线成像装置，包括：

第一元件，被配置为获得第一强度数据；

第二元件，被配置为获得第二强度数据，该第二元件被设置为与第一元件相邻；和

计算单元，被配置为基于从第二强度数据获得的被检体的X射线透过率，从第一强度数据计算由于被检体导致的X射线的相位偏移量。

13.一种X射线成像方法，包括：

通过使用第一元件获得第一强度数据；

通过使用第二元件获得第二强度数据；和

基于从第二强度数据获得的被检体的X射线透过率，从第一强度数据计算由于被检体导致的X射线的相位偏移量。

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