CN110868933A

CN110868933A - 相位对比成像方法

Info

Publication number: CN110868933A
Application number: CN201880046584.2A
Authority: CN
Inventors: R.内博西斯; P.莱布兰斯
Original assignee: Agfa NV
Current assignee: Agfa NV
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-03-06
Also published as: EP3427663B1; EP3427663A1; US20200129135A1; US10993686B2; WO2019011692A9; WO2019011692A1

Abstract

一种相位对比成像（PCI）方法，其中代替于使用分析器栅格检测器，像素被分组，并且总像素的仅一部分被用于计算相位对比图像。在第二、第三……步骤中，没有在先前的重新计算中被使用的像素被附加地用于重新计算第二、第三……相位对比图像。最后，不同的相位对比图像被融合以导致全图像。

Description

相位对比成像方法

技术领域

本发明涉及相位对比成像（PCI）。

背景技术

相位对比成像是如下一种成像技术：其基于在例如借助于x射线源与在检查中的对象之间的格栅获得的x射线小射束的方向上的小变化的检测，所述变化借助于在x射线检测器前方安置的检测器掩模的组装件来被检测。

PCI是如下一种方法：其使用与常规吸收x射线成像不同的对比源。因而，生物样本和其它样本的组成和结构的附加信息可以被可视化。

一般的以及在本具体发明中的相位对比成像不限于医学成像，并且还可以被应用在诸如工业应用之类的其它应用领域中，例如非破坏性材料测试（NDT）或安全应用等等。

基本上存在两个途径：

1.使用辐射的部分相干源的干涉仪途径，其被称为Talbot-Lau干涉法，

2.具有重复边缘照明的完全非相干途径，其被称为经编码的孔径相位对比成像。

尽管本发明可适用于两个技术，但是将参考经编码的孔径相位对比成像技术来进一步地描述本发明。

本发明不限于本实施例。

已经在US 7,869,567中描述了经编码的孔径相位对比成像（PCI）的原理。

借助于样本掩模将从x射线源发射的x射线形成为单独的小射束。这些小射束通过样本或对象，并且通过检测器掩模而抵达检测器的单独的像素。单独的x射线小射束被布置成撞击单独的像素行或单独的像素列或单独的像素的像素边缘。单独的小射束中的小偏离（被样本或对象变宽的射束或传播方向的改变）引起在撞击像素的曝光区域的信号中的显著增大或减小，从而导致显著的相位对比或暗场信号。

如将在实践中进一步被解释的，必须将分析格栅用于实现像素值的增大或减小。这造成现有技术方法的第一问题，即，将提供分析格栅，所述分析格栅需要相对于检测器像素而被调节。

另外，如在例如其中高功率x射线源的使用由于短曝光时间而改进图像品质的医学应用中，现有技术方法典型地需要低功率管，并且因而需要长曝光时间。

仍另外地，如果使用分析格栅，则被应用到患者的剂量的一部分不用于收集图像信息，并且因而要么患者必须被暴露于较高剂量，要么用于收集图像的量子的数目很低，其导致较高的量子噪声。

在现有技术中，典型地，大的x射线检测器是转换类型检测器并且具有100%的填充因子。这样的检测器不可用于在没有分析器格栅的情况下的PCI。

由于在转换层中的散射，因此在近邻像素之间存在“光学”串扰。

在像素之间不存在不灵敏的间隙，对于PCI而言需要所述不灵敏的间隙来检测小射束的移动或射束变宽。

在像素之间具有间隙的直接转换类型检测器典型地为仅几行宽和/或极其昂贵。

对分析器格栅的使用因而是强制性的，其导致三个主要缺点：

1.格栅的节距必须符合于检测器像素的节距。这限制x射线管中的可用源大小（焦点——参见下文）。使用较大的格栅结构——其例如具有像素节距的整数倍的大小——除了经编码的孔径的移动之外还将需要分析器格栅的机械移动。此外，这将显著增大所需要的单次曝光的数目（双倍；三倍……）。

2.甚至对于被适配于像素节距以及由经编码的孔径所产生的照明轮廓的格栅，也不使用检测器处的33%的辐射（参见图2：在被阻挡50%的辐射的情况下进行第一和第三图像拍摄）。

3.需要对于检测器的对分析器格栅的调节。分析器吸收器必须被确切地定位在两个像素之间，这实现起来不容易。

两个方法都需要靠近于检测器的所谓的分析器格栅。对于两个方法的分析器格栅的主要差异是节距：对于Talbot-Lau途径，需要几

范围中的节距，而经编码的孔径技术需要具有在100

的范围中的节距的格栅。

为了记录相位对比图像，典型地分析器格栅（Talbot-Lau）或经编码的孔径必须被机械地移动，或设置的任何合适部分必须相对于这些格栅被移动。

对于格栅的每个机械定位（典型地≥3），记录x射线图像。所述图像在数学上被组合以计算相位对比图像，所述相位对比图像紧挨着吸收和暗场图像。

现有技术文献，Krejci F等人的：《Single grating method for low dose 1-Dand 2-D phase contrast X-ray imaging》（Journal of Instrumentation（仪器化杂志）,Institute of Physics Publishing（物理出版学会）, 英国布里斯托尔，卷6，no.1，2011年1月11日）以及Krejci F等人的：《Hard x-ray phase contrast imaging using singleabsorption grating and hybrid semiconductor pixel detector》（ScientificInstruments（科技仪器）的回顾，AIP，美国纽约梅尔维尔，卷81，No.11，2010年11月5日）公开了如在权利要求1的前序部分中所陈述的方法。

本发明的目的是提供一种解决以上提及的缺点的方法和系统。

发明内容

以上提及的方面由如在权利要求1中陈述的方法来被实现。

根据本发明，借助于诸如直接或间接的射线照相术检测器之类的辐射检测器来生成和记录对象的至少一个辐射图像。借助于物理射束拆分器或射束拆分格栅（也被称为经编码的孔径）来将所发射的辐射射束拆分成所谓的小射束，所述物理射束拆分器或射束拆分格栅阻挡辐射射束的部分。

可以通过以与在现有技术中执行的相同的方式使物理格栅移位来生成多于一个图像。

x射线图像（或多个图像）被存储并且被进一步用于计算吸收图像、相位图像和暗场图像中的至少一个。

在现有技术方法中，分析格栅用于探测由对象引起的小射束的射束剖面的改变。

在本发明中，本分析格栅是虚拟的栅格或格栅，其被实现为被叠覆在所记录的像素值的像素矩阵之上的虚拟掩模，并且从而“阻挡”或“忽略”一些像素，使得它们的值不被使用在吸收、相位或暗场图像的计算中，而其它的仍然可用于在计算中使用。通过使虚拟掩模移位使得在以上提及的图像之一的计算中使用的像素变得被阻挡，而（近邻）像素的其它集合变得可用于这些图像之一的计算。虚拟栅格因而实现与在现有技术中通过移动分析栅格来获得的相同的结果。

当在从光源到检测器的光路径中使用射束拆分器的时候，不辐照检测器的一些检测器像素。因此，不使用检测器的总像素分辨率。为了再次增大分辨率，在具体实施例中，射束拆分器在与检测器的平面平行的方向上被移位，并且使得没有被辐照的像素矩阵的像素现在可用，并且可以被用于通过应用以上所述的方法来计算吸收、相位图像和暗场图像的第二、第三等等集合。

最后，不同的吸收图像、不同的相位图像以及不同的暗场图像可以分别地被融合。

为了得到经融合的图像，不同的相位（暗场/吸收）图像被配合到彼此中，如在图15中所图示的那样。如果记录了例如4个单个图像，并且经编码的孔径结构与检测器的列平行，则可以用以下方式来进行融合：

1. 取图像1的第1列，并且将它用作经融合的图像的第1列，

2. 取图像2的第1列，并且将它用作经融合的图像的第2列，

3. 取图像3的第1列，并且将它用作经融合的图像的第3列，

4. 取图像4的第1列，并且将它用作经融合的图像的第4列，

5. 针对四个图像的第2、第3……列重复过程。

明显的是：可以应用其它融合方法，其例如包括相应的像素群组的加权。可选地，子图像可以被亮度调节以避免经融合的图像中的带化。融合的基本想法是要通过将单个图像的像素信息重新布置到经融合的图像中，使用仅包含来自对象的一部分的高分辨率信息的子图像来产生完整的高分辨率图像。重要的方面是完整的样本被成像，并且因而全部子图像包含被分配给相应的子图像的对象的完整信息。

在从属权利要求中陈述本发明的优选实施例的具体特征。

从以下描述和附图中，本发明的另外的优点和实施例将变得明显。

附图说明

图1示出了现有技术的经编码的孔径设置，

图2图示了用于捕获PCI图像的方法，

图3示出了如在本发明的上下文中使用的检测器像素的不同分组，

图4示出了具有六边形像素的检测器，其特别适合用于曝光和检测的对角图案化，

图5图示了一实施例，其中像素以单个水平像素行的图案被分组。拍摄了4个图像。对于在格栅定位#1到#3处拍摄的图像，仅奇数[偶数]列被用于计算相位图像。利用与偶数[奇数]列对准的经编码的孔径来拍摄第四图像，并且图像#1和#3被重复使用，但是现在仅仅分析偶数[奇数]列。

图6图示了根据图像#1到#3以及#1、#3 & #4所计算的相位对比图像被分类在一起以给出完全信息，

图7示出了被两个像素间隔的两个垂直列的分组。经编码的孔径没有被移动。执行仅一个单次曝光，

图8示出了被两个像素间隔的两个垂直列的群组。经编码的孔径被移动一次以得到第二图像。执行两个曝光。用于二次曝光以重新计算相位对比图像而对子图像的选择以与用于首次曝光类似的方式来被进行，

图9示出了被两个像素间隔的两个垂直列的群组。经编码的孔径被移动三次以得到第二、第三&第四图像。进行四个曝光。用于二次、三次&四次曝光以重新计算相位对比图像而对子图像的选择与用于首次曝光类似地进行，

图10是物理移动和虚拟移动的图示，

图11示出了针对不同源和对象大小的本影以及半影的几何构造，

图12图示了在单个像素之后的强度分布的估计，

图13是一曲线，其图示了经编码的孔径的节距对于系统灵敏度的影响；源大小600

Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAAA

FWHM（100%反映没有半影的完美系统 = 点源），

图14照明（经编码的孔径）相对于虚拟格栅而被旋转，

图15示出了如何在PCI上添加的示例；经编码的孔径包括例如在没有患者的情况下使用x射线曝光来校准定位的致动器和逻辑，

图16示出了如何融合子图像以获得全PCI图像。

具体实施方式

图1示出了用于现有技术经编码的孔径PCI的典型设置，其中使用物理分析格栅。

具有小焦距的源被安置在离开射束拆分器格栅或经编码的孔径的典型的1 m到2m的距离处。经编码的孔径具有栅格结构，所述栅格结构以规律的间隔吸收x射线强度的一部分。在检测器下游的格栅后方，源射束被拆分成单个小射束。分析器格栅取决于小射束与分析器格栅的相对定位而阻挡小射束的一部分。小射束结构（x射线强度剖面）以及分析器格栅的节距被适配于检测器的节距。

当移动经编码的孔径（参见图2）的时候，典型地在三个点处对强度剖面进行采样。对于这些采样点，可以通过应用以下公式[1]来计算相位对比图像。

[1] Hard X-ray dark-field imaging with incoherent sample illumination—— Marco Endrizzi，Paul C. Diemoz，Thomas P. Millard，J. Louise Jones，RobertD. Speller，Ian K. Robinson和Alessandro Olivo；Appl. Phys. Lett. 104，024106(2014)。

经典的吸收x射线图像被标示为t；

是相位图像并且

是暗场图像。I₁ … I₃是与在虚拟格栅的不同定位处的三个图像相对应的像素强度。索引N对应于没有对象的情形，并且x₁是虚拟格栅的位移。A_NM是具有对象的系统（照明剖面N与通过对象M的改变的组合）的结果得到的幅度。

现有技术方法是不利的，因为：

- 需要分析器格栅，

- 分析器格栅需要被适配于检测器像素，

- 不能使用高功率x射线源并且因而需要长曝光时间，

- 被应用到患者的剂量的一部分不用于收集图像信息，并且因而要么患者被暴露于高剂量，要么用于图像的量子的数目很低，其导致较高的量子噪声。

其中C = -2ln(I ₁/I ₂)并且D = -2ln(I ₃/I ₂)。

根据本发明，代替于使用分析器栅格，检测器像素以特殊的方式被分组，并且总像素的仅一部分被用于计算吸收、相位图像和暗场图像。通过顺序地使用没有在先前的子图像中被使用的像素来进行重新计算。在该情况中，可以从单次曝光中推断所需要的3个强度I_1…3。在第二、第三……步骤中，经编码的孔径被移动以计算附加的相位对比图像以及吸收和暗场图像。最后，不同的子图像被融合（参见图16）以导致针对相位、吸收和暗场的全分辨率图像。

用于形成虚拟格栅的像素的分组可以是一维或二维的。

在图3中示出了检测器像素的不同分组。（有阴影线的像素形成群组；像素群组子结构被标记为全黑）。

分组不应当受限于这些示例。

像素分组可以被设想成如同虚拟掩模那样，所述虚拟掩模具有阻挡元素，所述阻挡元素覆盖没有在吸收、相位和暗场图像的计算中被使用的像素（尽管图像检测器已经曝光并且像素值可用）以及实际用于计算吸收、相位和暗场图像的其它像素。

像素群组应当优选地具有平移对称性，即在将像素群组移动了n个像素之后，图案应当重现（位移要么在一个方向上要么在两个方向上；如下来重现图案：通过仅仅使群组水平地或垂直地移动n个像素，或通过使像素分别地水平并且垂直地移动n & m个像素）。

像素群组应当优选地以如下方式被布置：使得子结构没有直接贴近的近邻，以避免串扰。

图3仅仅示出了线型或方形子结构，但是还可能的是代替地使用L状或开放的方形子结构——基本上可以使用任何种类的结构，然而优选地，结构满足以上要求。

图4示出了具有六边形像素的检测器，其特别适合用于曝光和检测的对角图案化。

曝光图案应当被适配于群组图案。在下文中，一维垂直分组用于解释，但是明显的是，该方法也可以被应用于一维水平或二维图案。

在以下解释对单个行中的像素进行分组的特殊情况（图3中的左上角图像）：

x射线强度图案确切地配合于群组图案（在该情况中，它具有2个像素的节距以及50/50的开关比）。

总共拍摄了4个图像（总是存储全像素矩阵）。对于每个图像，经编码的孔径按如下来被移动：节距的¼除以经编码的孔径的放大率M（在该情况中，像素的½/M）。对于前3个图像，仅仅奇数[偶数]列用于重构相位对比图像。像素的“开-关”结构形成“虚拟”分析器格栅。为了第二相位对比图像的重构，经编码的孔径被移动到最后的定位（#4），并且定位#1和#3的图像被重复使用，但是现在仅仅考虑偶数[奇数]列。

如图5中所示出的，像素以单个水平像素行的图案被分组。拍摄了4个图像。对于在格栅定位#1到#3处拍摄的图像，仅奇数[偶数]列被用于计算相位图像。利用与偶数[奇数]列对准的经编码的孔径来拍摄第四图像，并且图像#1和#3被重复使用，但是现在仅仅分析偶数[奇数]列。

这导致两个相位对比图像，所述两个相位对比图像可以被融合以得到全图像。

为了改进相位、暗场和吸收图像的重新计算的品质，以下过程是可能的：

除了图像#1、#2和#3之外，可以使用图像“#4，其没有交换的像素群组”。对于未被扰动的信号，这起码将给出图2中所示的传递函数。附加的信息可以改进结果。类似地，在交换了像素群组之后，还可以基于全部四个图像来重构第二相位对比图像。

该实施例在现有技术之上是有利的，因为通过重复使用图像#1和#3以用于第二重构，在第一重构期间被忽略的像素的x射线强度不被丢失。当使用现实分析器格栅的时候，该功率将简单地被格栅吸收并且这样将被丢失。当这在患者下游发生时，这将是患者“所见”、但是当使用分析器格栅的时候不被用于图像形成的剂量。

图6图示了根据图像#1到#3以及#1、#3 & #4计算的相位对比图像被分类在一起以给出完全信息。

像素交换以及因而通过将两个图像分类在一起而填充全图像仅仅在虚拟分析器格栅的情况下是可能的。使用现实分析器格栅将需要附加地移动该格栅。

明显地，经编码的孔径的节距是如在标准设置中使用的经编码的孔径的节距的两倍（比较图2）。这不仅允许经编码的孔径格栅的更简单的生产过程，而且还允许更高功率的x射线管的使用（参见下文）。

多个像素行的分组：

对多个像素行进行分组附加地允许分析器格栅的虚拟移动。这进而减小所需图像的数目。

基本上存在三个概念（以下描述是用于具有4个像素的节距的虚拟格栅——明显的是：该方法可以被扩展到具有6、8……个像素的节距的情形）：

- 使用经编码的孔径的仅一个定位（无移动）——这将导致降低的分辨率以及不完整的透射（吸收图像），因为样本的一部分没有被照明。

- 使用经编码的孔径的两个定位（一个移动）——这将导致降低的分辨率以及完整的透射（吸收图像），因为全样本被照明。

- 使用经编码的孔径的四个定位（三个移动）——这将导致全分辨率以及完整的透射（吸收图像），因为全样本被照明。

图7图示了第一实施例。

经编码的孔径是固定的，并且拍摄一个全图像。为了计算相位对比图像，对于三个所需子图像中的每一个，忽略两个接连的列（仅使用经分组的像素）。通过使群组移位一个像素来计算三个子图像。明显地，存在没有被照明的样本的一部分。

在图8中图示第二实施例。

在该实施例中，经编码的孔径按节距的½除以放大率M（在该情况中为2个像素/M）来被移动以用于二次曝光。用于得到第二相位对比图像的过程类似于具有仅一个曝光的情形。两个相位图像可以被分类在一起以得到全图像——比较图6。现在明显地，完整的样本被照明，但是分辨率由于经编码的孔径按½节距/M的移动的步骤而降低（最大分辨率将通过使孔径移动¼节距/M来被实现）。

在图9中示出第三实施例。

在该实施例中，经编码的孔径按虚拟分析器格栅节距的¼除以放大率M（在该情况中为1个像素/M）来被移动三次以用于二次、三次&四次曝光。用于得到第二、第三&第四相位对比图像的过程类似于具有仅一个曝光的情形。四个相位图像可以被分类在一起以得到全图像——比较图6——现在四个、而不是两个子图像被计算以得到一个全图像。

当然，这可以被扩展到虚拟格栅的更大结构（6、8……个像素宽的结构），以及增大数目的子图像。

为了改进相位、暗场和透射图像的重新计算的品质，以下过程是可能的：

使用在经编码的孔径的不同物理定位处的全部4个图像的信息。为经编码的孔径的每个定位使用4个虚拟采样点。这与“经典”PCI相比改进结果的品质。

图10是物理移动和虚拟移动的图示。与“经典的”经编码的孔径PCI相比，附加地，可以在未被扰乱的x射线剖面的最小限度中使用采样点。

现实的经编码的孔径的四个采样点&虚拟分析器格栅的移动提供如下优点：即可以使用未被扰乱的x射线剖面的最小限度中的采样点（图8a右上方以及两个下部图像中的点2）。

在没有样本的情况下，通过在转换层中散射和电子渗出（electron bleeding），通过半影（参见下文）以及像素串扰来限定最小限度中的信号。该信号可以被假定为针对曝光参数（管电压；管电流；曝光时间；滤波器设置；SID……）的所限定的集合的恒定偏移。针对参数的给定集合，可以为每个像素单独地测量偏移。

在具有样本的情况下，在散射、照明剖面被局部抹掉的情况中，信号可以相当大地改变（图10下部两个图像），这引起最小定位的大改变（图10：散射仅仅轻微地影响其它采样点，而“最小采样点”示出了大改变）。在折射的情况中（图10底部、右部），还存在“最小”采样点、而且还有最大采样点的相当大的改变。

一般地，引入第4采样点将增大经重新计算的相位和暗场图像的品质。由于这仅仅与分析器格栅的虚拟移动有关，因此无附加的努力来引入该第4点。总共4 x 4个采样点被用于重构完整的图像。

再次明显地，与仅仅进行吸收的现实分析器格栅相比，x射线功率使用起来更有效。被忽略的列被用于计算单个相位对比图像。因而，通过患者的几乎所有x射线功率用于生成图像，其可以相当大地减小总患者剂量——最有可能减小30%。

尽管为像素的特殊分组给出了以上解释，但是明显的是，其它分组将给出类似的结果。例如，使用3列并且忽略3列或者使用2D图案并且在2D中、而不是1D中执行过程（还需要2D中经编码的孔径的移动）。

除了不需要分析器格栅并且因而不需要对格栅的调节这一事实之外，该方法还允许使用高功率x射线源（其也被称为“低辉度”源）。这可以被实现，因为虚拟格栅的节距可以显著大于现实格栅的节距。在分辨率方面没有损失，因为可以相对于检测器来虚拟地移动虚拟格栅（其典型地不针对现实格栅而进行——将需要附加的致动器和时间），并且经编码的孔径被机械地移动（现实和虚拟定位的所有可能的组合被用于重新计算全图像）。

当为不同的对象大小和不同的源大小来考虑对象的本影和半影的时候，为什么可以使用较大源的原因变得清楚：

随着增大的源大小（图11中间和右侧图像）或减小的对象大小（图11中间和左侧图像），在本影和半影之间的比变得更小。

对于格栅，重复进行吸收对象，并且因而近邻孔径的光强度被叠加。在半影大于本影的情况中，结果得到的光强度分布的调制深度非常低。经编码的孔径仅仅吸收光而不生成变化的强度剖面，并且因而相位对比成像将不可能。

为了得到强度场的调制的更好估计，可以使用来自以下出版物的方程：

《The relationship between wave and geometrical optics models of codedaperture type x-ray phase contrast imaging systems》，Peter R.T. Munro，Konstantin Ignatyev，Robert D. Speller以及Alessandro Olivo，2010年3月1日/卷.18，No. 5/OPTICS EXPRESS 4103。

在图12中图示在单个像素之后的强度分布的估计。

通过使用图12的方程，计算系统对于经编码的孔径的位移的灵敏度是可能的。该灵敏度对于相位对比图像的重新计算而言也是重要的——越高越好。经编码的孔径PCI的途径依赖于传播方向的改变，所述传播方向的改变导致一些小射束的局部位移和/或单个小射束的射束变宽——该位移/变宽必须被测量。

图13中所示的图表示出了PCI系统的典型值的示例（zSO = 2 m；zOD = 1 m）。源大小被选择为是600

Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAAAA

——这是标准管的小焦距的典型值。在这样的光点大小的情况下，＞20 kW的管功率是可能的。

对于具有150

Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAAAAA

的像素大小的检测器，经典吸收分析器格栅节距必须是100

Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

（使用如上所述的几何结构）。对于具有两个近邻列的分组的虚拟格栅，可以使用400

Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

的节距，其大幅度地增大灵敏度（53 %而不是~1 %）。

此外，可以相对于经编码的孔径来旋转虚拟格栅，以生成摩尔纹（Moiré）效应。这在为了分辨率成本而不移动经编码的孔径的情况下允许单发（single shot）PCI。

图14示出了一实施例，其中相对于虚拟格栅来旋转照明（经编码的孔径）。

通过以像素为单位的虚拟格栅的节距p以及通过所需图像的数目#来给出旋转角度。

本发明的方法的优点可以被总结如下：

- 不需要现实格栅——较低成本以及较低复杂度

- 不需要对分析器格栅的调节——这是复杂的过程，因为没有可以被使用的直接图形（显微镜也将无帮助，因为像素边界不可见）。

另外的优点是：

- 可以使用标准低辉度x射线源——这允许短曝光时间，因为管功率可以很高（＞20倍；比较两列的分组与吸收分析器格栅的使用）。

- 由于较低的复杂度，用于PCI的附加部件可以被移除以允许一般的射线照相术曝光，或被插入到标准x射线系统中以添加PCI能力——这也与优点#3有关，因为可以使用标准管。

图15是在PCI上添加的方式的示例；经编码的孔径包括用于例如在没有患者的情况下使用x射线曝光来校准经编码的孔径的定位的致动器和逻辑。

Claims

1.一种用于生成样本的吸收图像、相位图像和暗场图像中的至少一个的方法，包括：

a）将由x射线源发射的辐射射束应用到射束拆分器格栅以便拆分射束；

b）将样本引入到在射束拆分器格栅与x射线检测器之间的经拆分的射束中；

c）借助于x射线检测器来测量通过所述样本被调制的光强度分布，

d）根据由所述x射线检测器检测的像素的总数目的不同集合来计算吸收图像、相位图像和暗场图像中的至少一个，其特征在于，所述集合如下来被获得：通过实际上利用具有开/关位置的虚拟掩模而叠覆从曝光的检测器读出的像素矩阵，以及通过使用由虚拟掩模的“开”位置所覆盖的像素来填入第一集合并且相对于像素矩阵来使所述虚拟掩模移位以获得另外的集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述射束拆分器格栅定位是固定的，并且其中设想两个像素的群组，并且通过每次对所述两个像素的值进行装仓来计算吸收子图像、相位子图像和暗场子图像，并且由此使所述虚拟掩模按一个像素移位。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述射束拆分器格栅与所述检测器的平面平行地、按给定的（一个或多个）距离被移动至少一次，所述检测器在射束拆分器格栅的每个定位处被曝光，并且权利要求1的步骤（c）和（d）在所述射束拆分器格栅的每个定位处重复以便获得多个吸收、相位和暗场图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过分别地融合所述吸收图像、所述相位图像和所述暗场图像来生成全相位对比图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述像素集合具有平移对称性。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟掩模具有2个像素的节距以及50/50的开/关比。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述射束拆分器格栅被移动到各自被均等地间隔的3个定位，并且利用中心定位中的射束拆分器格栅所生成的图像对应于虚拟掩模的“开”定位。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述射束拆分器格栅被移动到各自按像素节距的¼而被间隔的4个定位，并且第二图像中利用射束拆分器所生成的图像对应于第一虚拟掩模的“开”定位，并且虚拟掩模被交换使得射束拆分器格栅的第4定位对应于第二经交换的虚拟掩模的“开”定位。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述虚拟掩模具有4个像素的节距，并且射束拆分器格栅是静止的，并且通过使虚拟掩模按1个像素移位2次来计算所述吸收图像、相位图像和暗场图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述射束拆分器格栅被移动到按两个像素的大小除以射束拆分器格栅的放大率M而被间隔的2个定位，并且通过对于拆分器格栅的每个定位而使虚拟掩模按1个像素移位2次来计算针对射束拆分器格栅的每个定位的吸收子图像、相位子图像和暗场子图像。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述拆分器格栅被移动到按一像素的大小除以射束拆分器格栅的放大率M而被间隔的4个定位，并且通过对于射束拆分器格栅的每个定位而使虚拟掩模按1个像素移位2次来计算吸收子图像、相位子图像和暗场子图像。

12.根据权利要求5所述的方法，其中虚拟掩模具有2n个像素的节距（n=整数），并且拆分器格栅被移动到按m个像素除以放大率M而被间隔的n个定位，其中m是整数并且m ＜ n，并且通过对于射束拆分器格栅的每个定位而使虚拟掩模按p个像素（1 ＜ p ＜ n：p是整数）移位2次来计算吸收子图像、相位子图像和暗场子图像。

13.根据权利要求8至12之一所述的方法，其中所述吸收子图像、相位子图像和暗场子图像被融合。