CN110621230B - 用于将x射线光栅对准到x射线辐射源的设备和方法以及x射线图像采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备，所述设备(10)包括：至少两个平面X射线光栅段(11‑19)；至少一个对准单元(31‑39)，其用于对准至少两个平面X射线光栅段之一；其中，至少两个平面X射线光栅段(11‑19)并排布置并形成X射线光栅(20)；其中，至少两个平面X射线光栅段(11‑19)均包括用于X射线辐射的光栅表面(41‑49)，每个光栅表面(41‑49)包括几何中心；其中，光栅表面(41‑49)的中每个的法线(21‑29)定义公共平面(73)，其中，法线(21‑29)与光栅表面(41‑49)的几何中心相交；其中，至少两个平面X射线光栅段(11‑19)中的至少第一平面X射线光栅段能绕垂直于公共平面(73)的轴(131‑139)旋转；并且其中，至少两个平面X射线光栅段(11‑19)中能绕轴(131‑139)旋转的第一平面X射线光栅段连接到至少一个对准单元(31‑39)中的第一对准单元。本发明提供了提供改进的X射线光栅(20)的设备(10)和方法(100)。

Description

用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备和方法以及X射 线图像采集系统
技术领域
本发明涉及用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备和方法，以及X射线图像采集系统。
背景技术
暗场X射线图像采集使用小角度散射来获取从常规X射线成像不能获得的信息。暗场X射线图像采集系统使用三个光栅：G0、G1和G2。光栅G0和G1很小，并且通常被布置成靠近X射线辐射源。G0光栅布置在X射线辐射源处，并用于提供虚拟源的二维阵列。G1光栅可以调制X射线辐射的幅度或相位。G2光栅用于分析已经穿过要成像的对象的X射线辐射的波阵面。G2光栅被布置成靠近X射线辐射探测器，并且优选地覆盖X射线辐射探测器的有效区域的整个尺寸。
光栅G0和G2包括利用对X射线辐射透明的条隔开的用于阻挡X射线辐射的材料条。X射线阻挡条必须具有有限的厚度以能够阻挡X射线辐射。光栅在X射线辐射源上具有焦点，即，条沿着X射线图像采集系统的光轴取向。然而，几乎所有的生产方法都导致未聚焦的光栅结构，即，光栅条都彼此平行。
JP 2001 206161A描述了第一吸收型光栅，所述第一吸收型光栅包括沿着虚拟圆柱表面排列的多个小光栅，所述虚拟圆柱表面的中心轴是穿过X射线焦点和X射线辐射源的虚拟线。相位差分图像生成计算器对每个光栅施加校正量，从而计算强度变化的相位偏差。
DE 101 36 795A1描述了一种光栅，其以平面方式制造，并且然后通过机械应力达到弯曲的形状。
发明内容
因此，需要能提供一种提供改进的X射线光栅的对准的设备和方法。
本发明的目的通过独立权利要求的主题解决。从属权利要求中并入了其他实施例。应当注意，本发明的以下描述的方面也适用于X射线图像采集系统、方法、计算机程序单元和计算机可读介质。
根据本发明，提供了一种用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备，所述设备包括：至少两个平面X射线光栅段；以及用于对准至少两个平面X射线光栅段之一的至少一个对准单元；其中，至少两个平面X射线光栅段并排布置并形成X射线光栅；其中，至少两个平面X射线光栅段中的每个包括用于X射线辐射的光栅表面，每个光栅表面包括几何中心；其中，光栅表面中的每个的法线定义一个公共平面，其中，法线与光栅表面的几何中心相交；其中，至少两个平面X射线光栅段中的至少第一平面X射线光栅段能绕垂直于公共平面的轴旋转；其中，至少两个平面X射线光栅段中的第一平面X射线光栅段连接到至少一个对准单元中的第一对准单元。
因此，至少两个平面X射线光栅段中的至少一个可以由对应的对准单元个体地对准。在这样做时，将平面X射线光栅段连接到对准单元。然而，在一些实施例中，能够将多于一个平面X射线光栅段连接到对准单元，以将多个平面X射线光栅段对准到焦点或法线。由于X射线光栅的至少两个平面X射线光栅段中的至少一个的个体对准，因此X射线光栅的至少一部分包括聚焦到X射线焦点的光栅结构。在优选的示范性实施例中，每个平面X射线段可以由对准单元对准。在该实施例中，每个平面X射线光栅段连接到对准单元，即，每个平面X射线光栅段以一对一的方式连接到其自己的单独的个体单元。
执行平面X射线光栅段的对准，使得对准光栅表面上的法线，即垂直于光栅表面的法线，以与焦点相交，其中，X射线辐射源可以布置在焦点中。不同的平面X射线光栅段包括垂直于其光栅表面的法线，所述法线全部位于单个平坦的平面中。X射线光栅段可以包括布置在公共平面中的多个平行法线。在范例中，优选的是，法线与平面X射线光栅段的相应几何中心相交。此外，平面X射线光栅段可以绕其旋转的轴垂直于所述公共平面。因此，平面X射线光栅段围绕该轴的旋转将使法线沿着公共平面枢转。因此，由于绕轴旋转，X射线光栅段的法线将不会离开公共平面。因此，平面X射线光栅段的旋转将导致平面内的法线相交。此外，所有平面X射线光栅段的法线可以被对准，以使其在单个交点中相交。因此，平面X射线光栅段可以对准到预定的焦点，以提供X射线光栅的每个部分的最佳对准。
因此，本发明提供了一种分段的X射线光栅，其具有将个体平面X射线光栅段取向朝向共同焦点的模块。这些模块例如可以是动态的，使得可以执行实况、永久或重复的对准。段可以通过对准单元个体地绕轴旋转，使得每个平面X射线光栅段的法线(即垂直于光栅表面的法线)指向X-射线辐射源被定位的公共相交点或线。该相交点或线可以是X射线图像采集系统的焦点或线。因此，可以使用易于制造的具有直光栅结构的平面X射线光栅段。此外，通过准确地将平面X射线光栅段朝向当前焦距的取向改变，可以将X射线光栅用于多种不同的焦距。
此外，在X射线图像采集系统的制造期间的公差和X射线图像采集系统的部件的对准的改变可以通过重新对准X射线光栅的平面X射线光栅段来补偿。
根据范例，其中，所述至少一个对准单元中的第一对准单元被配置为：绕着所述轴旋转所述至少两个平面X射线光栅段中的第一平面X射线光栅段，以改变所述公共平面内的法线之间的角度，使得所述法线在相交点处相交：并将相交点的位置改变为定义X射线光栅的焦点的单个公共相交点。
在范例中，平面X射线光栅段具有未聚焦的光栅结构。
在另一范例中，平面X射线光栅片段可以朝向X射线辐射源取向，其中，可取向意指平面X射线光栅片段可以对准使得法线与X射线源相交。这意味着连接焦点和光栅段中心的法线垂直于光栅表面。
在范例中，焦点被布置在X射线图像采集系统的聚焦法线上。
在另一个范例中，焦点到X射线光栅的距离是可变的。
根据范例，每个平面X射线光栅段能绕轴旋转，并且每个能连接到至少一个对准单元中的个体对准单元。关于相应的轴，然后可以将平面X射线光栅段以一对一的方式连接到对准单元，即，可以将单个平面X射线光栅段连接到单个对准单元以绕该轴能旋转。
这意味着每个平面X射线光栅段都可以绕个体轴旋转。这提供了平面X射线光栅段的改进的可调节性。
根据范例，至少两个平面X射线光栅段中的至少一个能绕至少两个轴旋转和/或能沿至少两个轴平移。
因此，X射线光栅段可以在二维上对准。这进一步改善了平面X射线光栅段的可调节性。
根据范例，该设备包括多个平面光栅段，其在2到100范围内，优选在5到50范围内，更优选在8到20范围内，最优选地为10个平面光栅段，其中，每个平面光栅段能连接到个体对准单元。
根据范例，X射线光栅是X射线图像采集设备的G2光栅。
在另一个范例中，X射线光栅可以是计算机断层摄影探测器的光栅。
根据范例，平面X射线光栅段的轴沿着曲线布置。
平面X射线光栅段的轴沿着曲线的布置可以提供预对准到特定焦距的X射线光栅。平面X射线光栅段的对准可以提供焦距的精细对准。此外，由于曲线，布置在曲线的开始和结束处的部分可以与在X射线光栅的中心的平面X射线光栅段具有基本上相同的到焦点的距离。
根据范例，平面X射线光栅段的光栅表面具有宽度和长度，其在1cm至100cm的范围内，优选在2cm至80cm的范围内，更优选在3cm至60cm的范围内，最优选为4cm的宽度和43cm的高度。
平面X射线光栅段及其光栅表面的尺寸可以适于X射线辐射探测器开口的尺寸。因此，如果使用若干X射线辐射探测器，则每个探测器可以连接到平面X射线光栅段，所述平面X射线光栅段与X射线辐射探测器相对于X射线辐射源(即焦点)的特定位置对准。
根据范例，所述设备还包括另外的平面X射线光栅段，所述平面X射线光栅段并排布置并且被布置为紧邻至少两个平面X射线光栅段以形成平面X射线光栅段的二维矩阵。
这允许将平面X射线光栅段布置在矩阵中。因此，可以在二维上以高的空间分辨率执行X射线光栅各部分的对准。
根据本发明，还提供了一种X射线图像采集系统，所述X射线图像采集系统包括：X射线辐射源；X射线光栅组件，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的设备；X射线辐射探测器；至少一个对准单元；其中，所述X射线光栅组件被布置在所述X射线辐射源与所述X射线辐射探测器之间；其中，焦点被布置在X射线辐射源上；并且其中，至少两个平面X射线光栅段之一连接到至少一个对准单元中的单个对准单元。
在范例中，由平面X射线段形成的X射线光栅被布置为靠近X射线辐射探测器。
因此，X射线光栅可以是在X射线辐射探测器前面的G2光栅。由于G2光栅具有X射线光栅组件的最大光栅尺寸，因此特别是X射线光栅的边缘部分必须与焦点位置对准。
根据范例，X射线图像采集系统还包括处理单元，其中，处理单元被配置为控制至少一个对准单元以改变焦点的位置。
因此，可以执行平面X射线光栅段的自动串行或甚至实况对准。
根据范例，每个对准单元可由处理单元个体地和/或动态地控制以动态地调节焦点的位置。
根据本发明，还提供了一种利用根据以上描述的设备或根据以上描述的系统将X射线光栅对准到X射线辐射源的方法，所述方法包括以下步骤：a)利用处理单元确定X射线辐射源的位置；b)利用对准单元旋转平面X射线光栅段，以使垂直于平面X射线光栅段的光栅表面的法线与X射线辐射源相交，其中，法线与光栅表面的几何中心相交，以及c)对每个平面X射线光栅段重复步骤b)。
在范例中，还可以针对X射线光栅的每个X射线光栅段同时执行步骤b)。
根据本发明，还提供了一种用于控制根据以上描述的装置或根据以上描述的系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元当由处理单元执行时，适于执行根据以上描述的方法步骤。
根据本发明，还提供了一种计算机可读介质，其已经存储了根据以上描述的程序单元。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见，并且将参考以下描述的实施例进行阐明。
附图说明
下面将参考以下附图描述本发明的示范性实施例：
图1a、b示出了设备的示意图；
图2示出了光栅表面的示意图；
图3示出了X射线图像采集系统的示意图；
图4a、b示出了平面X射线光栅段布置的示意图；
图4c示出了其中平面X射线光栅段布置在曲线上的配置；
图5a-c示出了对准单元的示意图；并且
图6示出了方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1a示出了用于将X射线光栅20对准到X射线辐射源69的设备10。在该实施例中，X射线光栅20是G2光栅。
设备10包括至少两个平面X射线光栅段11-19，其连接到对准单元31-39，其中，一个平面X射线光栅段11-19连接到一个对准单元31-39。因此，每个平面X射线光栅段11-19连接到自己的个体对准单元31-39。
至少两个平面X射线光栅段11-19并排布置。它们每个包括光栅表面41-49。光栅表面41-49包括图2所示的光栅结构61，其可以被配置为吸收X射线辐射。在光栅结构61之间是对于X射线辐射透明的结构。
垂直于光栅表面41-49并且在平面X射线光栅段11-19的几何中心相交的法线21-29指示光栅结构61被取向的方向。不同平面X射线光栅段11-19的法线21-29定义公共平面73。由于法线21-29垂直于光栅表面41-49，所以公共平面73也垂直于光栅表面41-49。
对准单元31-39被配置为使平面X射线光栅段11-19绕轴131-139旋转。轴131-139垂直于平面73，即，平行于光栅表面41-49。因此，围绕轴131-139的旋转导致法线21-29在平面73中旋转。此外，该旋转导致光栅表面41-49围绕轴131-139的旋转。因此，对准单元31-39可以对准平面X射线光栅段11-19的光栅表面41-49。
图1a中的平面X射线光栅段11-19的数量可以在从2到100的范围内。在暗场X射线图像采集系统60中，X射线光栅20可以包括具有约4cm的宽度的10至11个平面X射线光栅段11-19，并且可以布置在对象64和具有约为43cm的宽度和高度的X射线辐射探测器65之间。因此，平面X射线光栅段11-19的高度可以为约43cm。
在另一个实施例中，平面X射线光栅20的高度也可以被分段。因此，平面X射线光栅段11-19的高度可以例如为4cm，即，平面X射线光栅段11-19可以包括约4cm×4cm的面积。此外，该实施例允许高度和宽度的对准。该实施例的范例能够看起来像下面讨论的图4a或4b的实施例。
然而，平面X射线光栅段11-19的光栅表面41-49的宽度和高度可以在从1cm至100cm的范围内，优选地从2cm至80cm的范围内，或更优选地从3cm至60cm的范围内。光栅表面41-49，即平面X射线光栅段11-19还可以包括正方形、矩形形状。
如图1b所示，执行平面X射线光栅段11-19的对准，使得法线21-29在单个交点处相交。在图1b所示的实施例中，平面X射线光栅段11-19中布置在X射线光栅20的边缘的第一平面X射线光栅段最大程度旋转以对准相应的法线2129以与焦点30相交。此外，平面X射线光栅段11-19中更靠近X射线光栅20的中心布置的第二平面X射线光栅段旋转小于第一平面X射线光栅段11-19的旋转，但比平面X射线光栅段11-19中布置在X射线光栅20的中心的第三平面X射线光栅段的旋转更多。第一和第二平面X射线光栅段的旋转使相应的法线21-29对准以与焦点30相交。每个平面X射线光栅段11-19可以由对准单元31-39个体地对准。
图3示出了X射线图像采集系统60，其包括X射线辐射源69、X射线辐射探测器65以及包括G0光栅62、G1光栅63和设备10的X射线光栅组件62、63、10。
对象64可以被定位于G1光栅63和G2光栅20之间，其中，对象64可以被暗场成像。
指示设备10的平面X射线光栅段11-19的取向的法线21-29在焦点30中相交，在焦点30中布置了X射线辐射源69。
处理单元70可以连接到设备10的所有对准单元31-39，其中，在图3中，出于概述的原因，仅示出了到对准单元31的连接。处理单元70可以控制对准单元31-39对准平面X射线光栅段11-19。
处理单元70还可以分析由X射线辐射探测器65采集的图像，以提取针对不同的平面X射线光栅段11-19的对准数据。
根据图4a，设备10可以包括彼此并排布置的平面X射线光栅段51-59，其中，每个平面X射线光栅段51-59与平面X射线光栅段11-19之一并排布置。因此，设备10可包括两行平面X射线光栅段11-19、51-59，其中，平面X射线光栅段11-19定义第一行，并且平面X射线光栅段51-59定义第二行，第二行排被布置在第一行旁边。
平面X射线光栅段11-19还可以绕至少两个轴131-139、141旋转。出于概述的原因，在图4a中仅示出了一条另外的轴141，但是每个平面X射线光栅段11-19和51-59可以包括可围绕其执行旋转的两个轴。
为了使平面X射线光栅段11-19绕着另外的轴141旋转，设备10可以包括另外的对准单元91-99，其可以使平面X射线光栅段11-19绕着另外的轴旋转。另外的对准单元91-99可以连接到对准单元31-39或直接连接到平面X射线光栅段。在范例中，另外的对准单元91-99可以用于确保法线21-29位于公共平面上。在另一个范例中，另外的对准可以用于修改所有法线21-29的交点的位置。
图4b示出了设备10的另一实施例。在该实施例中，设备10包括平面X射线光栅段11-19的矩阵。除了图4a的实施例之外，图4b的实施例包括平面X射线光栅段81-84，其定义第三行平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84。在该实施例中，对准单元31-39和对准单元91-99被布置在平面X射线光栅段上的不同位置上。
图4b的实施例还可以是计算机断层摄影(CT)配置。在CT配置中，X射线辐射探测器包括布置成矩阵的多个探测器模块。一个平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84因此可以被分配给一个探测器模块(未示出)。此外，平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84可以被布置为使得平面X射线光栅片段11-19、51-59、81-84之间的间隙被最小化或完全被消除。
图4c示出了其中平面X射线光栅段11-19布置在曲线上的配置。这意味着，轴131-139也布置在曲线上。曲线使平面X射线光栅段11-19预对准，使得它们与曲率中心预对准。对准单元31-39可以微调平面X射线光栅段11-19的对准以精确地对准到曲率中心。此外，对准单元31-39可以修改平面X射线光栅段11-19的对准，使得法线21-29的交点位于除了曲率中心之外的另一位置上。在一个示范性实施例中，平面X射线光栅段11-19可以布置在一维曲线上。在另一个示范性实施例中，参考图4b的实施例，平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84可以对准到二维曲线(未示出)。
图5a-c示出了对准单元的实施例，其可以提供平面X射线光栅段11-19的平移对准。在图5a中，对准单元66可以在沿轴131的方向上提供平面X射线光栅段11的平移对准。
图5b所示的对准单元67可以在垂直于轴131并且垂直于法线21的方向上提供平移对准。
图5c所示的对准单元68可在平行于法线21的方向上提供平移对准。
可以结合对准单元31-39和91-99的旋转对准来提供由对准单元66-68对平移方向的对准。此外，可以提供第三旋转对准单元(未示出)，从而使平面X射线光栅段11-19绕垂直于轴131和轴141的轴旋转。
图6示出了用于将X射线光栅对准X射线辐射源的方法100的示意性流程图。可以利用用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备10或包括该设备10的X射线图像采集系统60来执行方法100。
图1a示出了用于将X射线光栅20对准到X射线辐射源69的设备10。在该实施例中，X射线光栅20是G2光栅。
设备10包括至少两个平面X射线光栅段11-19，其连接到对准单元31-39，其中，一个平面X射线光栅段11-19连接到一个对准单元31-39。因此，每个平面X射线光栅段11-19连接到自己的个体对准单元31-39。
至少两个平面X射线光栅段11-19并排布置。它们每个包括光栅表面41-49。光栅表面41-49包括图2所示的光栅结构61，其可以被配置为吸收X射线辐射。在光栅结构61之间是对于X射线辐射透明的结构。
垂直于光栅表面41-49并且在平面X射线光栅段11-19的几何中心相交的法线21-29指示光栅结构61被取向的方向。不同平面X射线光栅段11-19的法线21-29定义公共平面73。由于法线21-29垂直于光栅表面41-49，所以公共平面73也垂直于光栅表面41-49。
对准单元31-39被配置为使平面X射线光栅段11-19绕轴131-139旋转。轴131-139垂直于平面73，即，平行于光栅表面41-49。因此，围绕轴131-139的旋转导致法线21-29在平面73中旋转。此外，该旋转导致光栅表面41-49围绕轴131-139的旋转。因此，对准单元31-39可以对准平面X射线光栅段11-19的光栅表面41-49。
图1a中的平面X射线光栅段11-19的数量可以在从2到100的范围内。在暗场X射线图像采集系统60中，X射线光栅20可以包括具有约4cm的宽度的10至11个平面X射线光栅段11-19，并且可以布置在对象64和具有约为43cm的宽度和高度的X射线辐射探测器65之间。因此，平面X射线光栅段11-19的高度可以为约43cm。
在另一个实施例中，平面X射线光栅20的高度也可以被分段。因此，平面X射线光栅段11-19的高度可以例如为4cm，即，平面X射线光栅段11-19可以包括约4cm×4cm的面积。此外，该实施例允许高度和宽度的对准。该实施例的范例能够看起来像下面讨论的图4a或4b的实施例。
然而，平面X射线光栅段11-19的光栅表面41-49的宽度和高度可以在从1cm至100cm的范围内，优选地从2cm至80cm的范围内，或更优选地从3cm至60cm的范围内。光栅表面41-49，即平面X射线光栅段11-19还可以包括正方形、矩形形状。
如图1b所示，执行平面X射线光栅段11-19的对准，使得法线21-29在单个交点处相交。在图1b所示的实施例中，平面X射线光栅段11-19中布置在X射线光栅20的边缘的第一平面X射线光栅段最大程度旋转以对准相应的法线2129以与焦点30相交。此外，平面X射线光栅段11-19中更靠近X射线光栅20的中心布置的第二平面X射线光栅段旋转小于第一平面X射线光栅段11-19的旋转，但比平面X射线光栅段11-19中布置在X射线光栅20的中心的第三平面X射线光栅段的旋转更多。第一和第二平面X射线光栅段的旋转使相应的法线21-29对准以与焦点30相交。每个平面X射线光栅段11-19可以由对准单元31-39个体地对准。
图3示出了X射线图像采集系统60，其包括X射线辐射源69、X射线辐射探测器65以及包括G0光栅62、G1光栅63和设备10的X射线光栅组件62、63、10。
对象64可以被定位于G1光栅63和G2光栅20之间，其中，对象64可以被暗场成像。
指示设备10的平面X射线光栅段11-19的取向的法线21-29在焦点30中相交，在焦点30中布置了X射线辐射源69。
处理单元70可以连接到设备10的所有对准单元31-39，其中，在图3中，出于概述的原因，仅示出了到对准单元31的连接。处理单元70可以控制对准单元31-39对准平面X射线光栅段11-19。
处理单元70还可以分析由X射线辐射探测器65采集的图像，以提取针对不同的平面X射线光栅段11-19的对准数据。
在第一步骤a)中，可以利用处理单元确定101X射线辐射源的位置。这可以例如通过以下来执行：通过使用布置在X射线光栅20的边缘处的平面X射线光栅段11和15来最大化X射线辐射探测器的边缘处的干涉仪的透射和可见度。
在第二步骤b)中，可以利用对准单元使平面X射线光栅段旋转102，使得垂直于平面X射线光栅段的光栅表面的法线与X射线辐射源相交。
根据图4a，设备10可以包括彼此并排布置的平面X射线光栅段51-59，其中，每个平面X射线光栅段51-59与平面X射线光栅段11-19之一并排布置。因此，设备10可包括两行平面X射线光栅段11-19、51-59，其中，平面X射线光栅段11-19定义第一行，并且平面X射线光栅段51-59定义第二行，第二行排被布置在第一行旁边。
平面X射线光栅段11-19还可以绕至少两个轴131-139、141旋转。出于概述的原因，在图4a中仅示出了一条另外的轴141，但是每个平面X射线光栅段11-19和51-59可以包括可围绕其执行旋转的两个轴。
为了使平面X射线光栅段11-19绕着另外的轴141旋转，设备10可以包括另外的对准单元91-99，其可以使平面X射线光栅段11-19绕着另外的轴旋转。另外的对准单元91-99可以连接到对准单元31-39或直接连接到平面X射线光栅段。在范例中，另外的对准单元91-99可以用于确保法线21-29位于公共平面上。在另一个范例中，另外的对准可以用于修改所有法线21-29的交点的位置。
图4b示出了设备10的另一实施例。在该实施例中，设备10包括平面X射线光栅段11-19的矩阵。除了图4a的实施例之外，图4b的实施例包括平面X射线光栅段81-84，其定义第三行平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84。在该实施例中，对准单元31-39和对准单元91-99被布置在平面X射线光栅段上的不同位置上。
图4b的实施例海可以是计算机断层摄影(CT)配置。在CT配置中，X射线辐射探测器包括布置成矩阵的多个探测器模块。一个平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84因此可以被分配给一个探测器模块(未示出)。此外，平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84可以例如被布置为使得平面X射线光栅片段11-19、51-59、81-84之间的间隙被最小化或完全被消除。
图4c示出了其中平面X射线光栅段11-19布置在曲线上的配置。这意味着，轴131-139也布置在曲线上。曲线使平面X射线光栅段11-19预对准，使得它们与曲率中心预对准。对准单元31-39可以微调平面X射线光栅段11-19的对准以精确地对准到曲率中心。此外，对准单元31-39可以修改平面X射线光栅段11-19的对准，使得法线21-29的交点位于除了曲率中心之外的另一位置上。在一个示范性实施例中，可以被对准到一维曲线。在另一个示范性实施例中，参考图4b的实施例，平面X射线光栅段11-19、51-59、81-84可以对准到二维曲线(未示出)。
图5a-c示出了对准单元的实施例，其可以提供平面X射线光栅段11-19的平移对准。在图5a中，对准单元66可以在沿轴131的方向上提供平面X射线光栅段11的平移对准。
图5b所示的对准单元67可以在垂直于轴131并且垂直于法线21的方向上提供平移对准。
图5c所示的对准单元68可在平行于法线21的方向上提供平移对准。
可以结合对准单元31-39和91-99的旋转对准来提供由对准单元66-68对平移方向的对准。此外，可以提供第三旋转对准单元(未示出)，从而使平面X射线光栅段11-19绕垂直于轴131和轴141的轴旋转。
在另一步骤c)中，可以针对X射线光栅的每个平面X射线光栅段重复103步骤b)。这意味着，而且平面X射线光栅段的对准可以作为平面X射线光栅段的一系列对准来执行。
在另一范例中，可以针对X射线光栅的所有平面X射线光栅段同时执行平面X射线光栅段的对准。
在甚至另外的步骤d)中，可以在预定时段之后重复104步骤a)至c)。这意味着，平面X射线光栅段的对准可以执行若干次，例如以避免由于温度变化或振动的未对准。
在本发明的另一示范性实施例中，提供了一种计算机程序或一种计算机程序单元，其特征在于适于在适当的系统上执行根据前面的实施例之一所述方法的方法步骤。
因此，所述计算机程序单元可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行以上描述的方法的步骤或诱发以上描述的方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作以上描述的装置的部件。所述计算单元能够适于自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。所述数据处理器由此可以被装备为执行本发明的方法。
本发明的该示范性实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。
更进一步地，所述计算机程序单元能够提供实现如以上所描述的方法的示范性实施例的流程的所有必需步骤。
根据本发明的另一示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储在所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面部分描述。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序可也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
然而，所述计算机程序也可以存在于诸如万维网的网络上并能够从这样的网络中下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元可用于下载的介质，其中，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的之前描述的实施例之一所述的方法。
必须指出，本发明的实施例参考不同主题加以描述。具体而言，一些实施例参考方法类型的权利要求加以描述，而其他实施例参考设备类型的权利要求加以描述。然而，本领域技术人员将从以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为由本申请公开。然而，所有特征能够被组合以提供超过特征的简单加和的协同效应。
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他单元或步骤，并且，词语“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求书中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (19)

1.一种用于将X射线光栅对准到X射线辐射源的设备，所述设备(10)包括：
至少两个平面X射线光栅段(11-19)；
至少一个对准单元(31-39)，其用于对准所述至少两个平面X射线光栅段中的一个平面X射线光栅段；
其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)被并排布置并且形成X射线光栅(20)；
其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)中的每个平面X射线光栅段包括用于X射线辐射的光栅表面(41-49)，每个光栅表面(41-49)包括几何中心；
其中，所述光栅表面(41-49)中的每个光栅表面的法线(21-29)定义公共平面(73)，其中，所述法线(21-29)与所述光栅表面(41-49)的所述几何中心相交；
其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)中的至少第一平面X射线光栅段能绕垂直于所述公共平面(73)的轴(131-139)旋转；
其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)中的所述第一平面X射线光栅段连接到所述至少一个对准单元(31-39)中的第一对准单元；并且
其中，所述至少一个对准单元(31-39)中的所述第一对准单元被配置为：将所述至少两个平面X射线光栅段(11-15)中的所述第一平面X射线光栅段绕所述轴(131-139)旋转以改变所述公共平面(73)内的所述法线(21-29)之间的角度，使得所述法线在相交点处相交：并且将所述相交点的位置改变为定义所述X射线光栅(20)的焦点(30)的单个公共相交点。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个平面X射线光栅段(11-19)能绕所述轴(131-139)旋转，并且每个平面X射线光栅段能连接到至少一个对准单元(31-39)中的个体对准单元。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)中的至少一个平面X射线光栅段能绕至少两个轴(131-139、141)旋转和/或能沿着所述至少两个轴(131-139、141)平移，其中，所述至少两个轴包括垂直于所述公共平面(73)的所述轴(131-139)和垂直于所述轴(131-139)的另外的轴(141)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述设备包括数量在2至100个的范围内的平面X射线光栅段(11-19)，其中，每个平面X射线光栅段能连接到所述至少一个对准单元(31-39)中的个体对准单元。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述设备包括数量在5至50个的范围内的平面X射线光栅段(11-19)。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述设备包括数量在8至20个的范围内的平面X射线光栅段(11-19)。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述设备包括10个平面X射线光栅段(11-19)。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述X射线光栅(20)是X射线图像采集设备(60)的G2光栅。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述平面X射线光栅段(11-19)的轴(131-139)沿着曲线被布置。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述光栅表面(41-49)具有在1cm至100cm的范围内的宽度和高度。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述光栅表面(41-49)具有在2cm至80cm的范围内的宽度和高度。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述光栅表面(41-49)具有在3cm至60cm的范围内的宽度和高度。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述光栅表面(41-49)具有4cm的宽度和43cm的高度。
14.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述设备(10)包括另外的平面X射线光栅段(51-59、81-84)，所述另外的平面X射线光栅段被并排布置并且被布置为紧邻所述至少两个平面X射线光栅段(11-19)以形成平面X射线光栅段(11-19)的二维矩阵。
15.一种X射线图像采集系统，包括：
X射线辐射源(69)；
X射线光栅组件(62、63、10)，其包括根据权利要求1至14中的任一项所述的设备(10)；
X射线辐射探测器(65)；以及
至少一个对准单元(31-39)；
其中，所述X射线光栅组件(62、63、10)被布置在所述X射线辐射源(69)与所述X射线辐射探测器(65)之间；
其中，焦点(30)被布置在所述X射线辐射源(69)上；并且
其中，所述至少两个平面X射线光栅段(11-15)中的一个平面X射线光栅段连接到所述至少一个对准单元(31-39)中的单个对准单元。
16.根据权利要求15所述的X射线图像采集系统，其中，所述X射线图像采集系统(60)还包括：
处理单元(70)，
其中，所述处理单元(70)被配置为控制所述至少一个对准单元(31-39)来改变所述焦点(30)的位置。
17.根据权利要求15或16所述的X射线图像采集系统，其中，每个对准单元(31-39)能由所述处理单元(70)个体地和/或动态地控制，以动态地调节所述焦点(30)的所述位置。
18.一种用于利用根据权利要求1至14中的任一项所述的设备或根据权利要求15至17中的任一项所述的系统将X射线光栅对准到X射线辐射源的方法，所述方法(100)包括以下步骤：
a)利用处理单元来确定(101)X射线辐射源的位置；
b)利用对准单元来旋转(102)平面X射线光栅段，使得垂直于所述平面X射线光栅段的光栅表面的法线与所述X射线辐射源相交，其中，所述法线与所述光栅表面的所述几何中心相交；以及
c)对每个平面X射线光栅段重复(103)步骤b)。
19.一种存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序用于控制根据权利要求1至14中的任一项所述的设备(10)或根据权利要求15至17中的任一项所述的X射线图像采集系统(60)，所述计算机程序单元在由处理单元(70)执行时适于执行根据权利要求18所述的方法的步骤。
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