CN111512148A - 弧形x射线光栅的测试 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测试用于基于光栅的X射线成像设备的弧形X射线光栅的曲率半径和/或用于检测所述弧形X射线光栅的不均匀性的方法和对应的设备。所述方法包括生成从源点发散、沿着主光轴传播并且具有线形束轮廓的光束。所述方法包括使所述束反射离开所述光栅的凹形反射表面。所述凹形反射表面的主轴与所述主光轴一致并且所述源点处于距所述主光轴与所述凹形反射表面相交的点的预定距离处。所述方法包括确定所反射的束在所述源点处或附近的平面中的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部，其中，该投影在所述中心区域外部的不存在指示所述凹形反射表面的曲率半径对应于所述预定距离和/或所述反射表面沿着由撞击到所述凹形反射表面上的所述束形成的曲线基本上均匀地弯曲。

Description

弧形X射线光栅的测试
技术领域
本发明涉及基于光栅的X射线成像的领域。更具体地，本发明涉及用于测试用于相位敏感和/或暗场X射线成像设备的弧形光栅的曲率半径和/或检测用于所述弧形光栅的不均匀性的方法和设备。
背景技术
诸如相位敏感X射线成像和X射线散射成像(X射线相衬成像和/或相关的散射敏感暗场成像)的基于光栅的X射线成像技术是本领域中已知的成像模态，其使得能够采集表示(例如通过对象的身体的)感兴趣对象的折射率和/或超小角度散射的局部变化的图像。与传统X射线成像技术相比较，相衬X射线成像和/或暗场成像可以在临床X射线成像中(例如在胸部X线摄影、乳房X线摄影和/或其他临床应用中)提供额外的诊断信息。
为了检测相移，相位信息可能需要被变换为X射线强度的局部变化，其可以由图像探测器记录。此外，表示(例如处于微米或者亚微米量级的)超小角度散射的暗场图像可以通过与用于检测相衬图像的配置类似或基本上相同的配置来获得。
本领域中已知使得能够通过使用光栅干涉仪系统来采集X射线相衬图像和/或暗场图像。这样的光栅干涉仪系统可以至少包括相位光栅和分析器光栅。在临床应用中，光栅干涉仪系统可以通常包括三个光栅。这样的光栅可以通常具有几微米的周期和几百微米的高度，以实现所需的吸收。该高宽比通常要求光栅适合于X射线束形状(例如，锥形束)，以避免不利的阴影效应。
为了实现光栅适合于束形状，例如，适合于锥形束几何形状，本领域已知的是物理地弯曲光栅。然而，这样的弯曲过程必须被小心地控制以确保光栅的弯曲半径和均匀性在严格的容许限度内，这是因为光栅半径与成像系统配置的不匹配和/或光栅的不均匀性可能导致明显的成像伪影。
此外，变形的光栅的形状可能随时间演变，例如，在成像系统的使用期间。例如，诸如由于机械操纵、意外碰撞和/或热相互作用的应力的应力可能随时间改变光栅的形状。因此，现有技术中需要一种在光栅的制造、安装、质量控制和/或维护期间校准和验证光栅的半径和/或均匀性的方法以及光栅被安装于其中的系统。
发明内容
本发明的实施例的目的在于提供一种用于测试用于基于光栅的成像设备(例如相位敏感和/或暗场X射线成像设备)的弧形光栅的曲率半径和/或检测所述弧形光栅的不均匀性的良好且有效的设备和方法。
本发明的实施例的优点在于弧形光栅的曲率的不均匀性能够被容易和/或快速地诊断。
本发明的实施例的优点在于弧形光栅的曲率半径与预定半径规范的偏差能够被容易和/或快速地诊断。
本发明的实施例的优点在于一种用于测试弧形光栅的方法能够被容易地实施在场地中，例如在现场执行的质量控制或维护过程中，例如在弧形光栅被安装在X射线成像设备中的医院科室中。
本发明的实施例的优点在于一种紧凑且便携的设备被提供用于测试弧形光栅。
本发明的实施例的优点在于由于相位敏感和/或暗场X射线成像设备中的弧形光栅的属性而由该设备生成的图像中的成像伪影能够被容易地诊断。
上述目的通过根据本发明的方法和设备来实现。
在第一方面，本发明涉及一种用于测试用于基于光栅的X射线成像设备(例如相位敏感和/或暗场X射线成像设备)的弧形X射线光栅的曲率半径和/或检测所述弧形X射线光栅的不均匀性的方法。所述方法包括生成光束。所述光束从源点发散、沿着所述束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓。所述方法包括使所述光束反射离开所述弧形X射线光栅的凹形反射表面。所述凹形反射表面的主轴与所述主光轴基本上一致，并且所述源点处于距所述主光轴与所述凹形反射表面相交的点的预定距离处。因此，所述主光轴与所述凹形反射表面的所述主轴一致，或者换句话说，所述主光轴通过经过源点并且经过所述弧形光栅表面的中心的线形成，该线在所述弧形光栅表面的中心处被取向为垂直于所述弧形光栅表面。
所述方法包括确定所反射的光束在所述源点处或附近的平面中的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部，其中，所述透射在所述中心区域外部的不存在指示所述凹形反射表面的曲率半径基本上对应于所述预定距离和/或所述反射表面沿着由撞击到所述凹形反射表面上的所述光束形成的曲线(例如通过投影到所述凹形反射表面上的线形轮廓)基本上均匀地弯曲。
在本描述中参考弧形X射线相位光栅的情况下，应清楚的是，这可以包括用于基于光栅的X射线成像的任何类型的弧形X射线光栅，例如，弧形X射线编码孔径阵列。例如，这样的编码孔径阵列在本领域中是公知的，例如，如已知用于实施用于允许利用传统源进行X射线相衬成像的编码孔径技术。
在根据本发明的实施例的方法中，在源点处或附近的平面可以被取向为垂直于主光轴。
在根据本发明的实施例的方法中，所述光束可以包括使用激光光源来生成包括处于可见光谱和/或紫外光谱的至少部分中的光的所述光束。
在根据本发明的实施例的方法中，所述光束可以包括使用光学透镜、光学反射镜或光学组件来形成被成形为线的束轮廓。
根据本发明的实施例的方法可以包括对所述弧形X射线光栅的凹形表面进行抛光以形成所述凹形反射表面。
备选地或额外地，根据本发明的实施例的方法还可以包括将反射材料结合到所述凹形表面以获得所述凹形反射表面。例如，以铝箔为例的薄金属箔可以被结合到所述表面以实现反射性。进一步优点在于这样的箔也可以用作用于光栅的保护层。
在根据本发明的实施例的方法中，所述中心区域可以具有在所述源点周围的小于被成形为线的所述束轮廓的宽度的20倍的直径。
根据本发明的实施例的方法可以包括在所述源点处或附近的所述平面中提供投影屏幕。
在根据本发明的实施例的方法中，使所述光束反射离开所述凹形反射表面可以包括通过所述投影屏幕中的孔来投影所述光束。
根据本发明的实施例的方法可以包括调整所述主光轴与所述凹形反射表面相交的所述点和所述源点之间的所述预定距离，其中，使所述光束反射离开所述凹形反射表面的步骤可以针对经调整的距离进行重复，并且其中，确定所反射的束在所述源点处或附近的所述平面中的所述投影是否存在于所述源点周围的所述中心区域外部的步骤可以针对经调整的距离进行重复。
根据本发明的实施例的方法可以包括重复地调整所述预定距离以将所述凹形反射表面的所述曲率半径确定为与经调整的距离相对应，针对经调整的距离，所反射的束在所述平面中的所述投影不存在于所述源点周围的所述中心区域外部，并且/或者，针对经调整的距离，所述投影被包含在所述平面中的所述源点周围的(例如相对于针对其他测试距离的其他评估的)最小区域中。
根据本发明的实施例的方法可以包括连续地调整所述主光轴与所述凹形反射表面相交的所述点和所述源点之间的所述预定距离，并且连续地监测所述投影的变化以确定所述曲率半径。
根据本发明的实施例的方法可以包括旋转所生成的光束的被成形为线的所述束轮廓以便沿着由所述束在所述凹形反射表面上投影的不同线评估所述弧形光栅的所述曲率半径和/或不均匀性。
在第二方面，本发明涉及一种用于测试用于相位敏感和/或暗场X射线成像设备的弧形X射线光栅的曲率半径和/或检测所述弧形X射线光栅的不均匀性的设备。所述设备包括适于生成从源点发散、沿着所述束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓的光束的激光光源。所述设备包括用于定位在所述源点处或附近的平面中的投影屏幕，以当反射的光束通过使所述光束反射离开所述弧形X射线光栅的凹形反射表面来创建以使得所述凹形反射表面的主轴与所述主光轴基本上一致时，确定所述反射的光束的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部。
在根据本发明的实施例的设备中，所述光源可以被固定到所述投影屏幕，例如以使得在对所述设备的使用中，例如在对根据本发明的第一方面的实施例的方法的使用中，所述源点位于所述平面中或附近。
在根据本发明的实施例的设备中，所述投影屏幕可以是可折叠的。
在随附独立权利要求和从属权利要求中阐释了本发明的特定的优选方面。在合适时，来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征组合并且与其他从属权利要求的特征组合，而不仅仅如权利要求书中所明确阐释的。
参照下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并且得到阐述。
附图说明
图1图示了根据本发明的实施例的方法。
图2图示了根据本发明的实施例的方法的操作原理。
图3示出了根据本发明的实施例的设备。
附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，元件中的一些元件的大小可以被放大并且不是按比例绘制的。
权利要求书中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。
在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或类似的元件。
具体实施方式
将参考特定实施例并且参考某些附图来描述本发明，但是本发明并不限于此而是仅由权利要求书限定。所描述的附图仅仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，一些元件的大小可以被放大并且不是按比例绘制的。尺寸和相对尺寸不对应于对本发明的实践的实际缩减。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二等用于在类似的元件之间进行区分并且对于在时间上、空间上、按照排序或者以任何其他方式描述序列不是必需的。应理解，如此使用的术语在合适的情况下是可互换的并且本文中描述的本发明的实施例能够以与本文中描述或图示的序列不同的其他序列进行操作。
此外，说明书和权利要求书中的术语顶部、下方等用于描述性目的并且对于描述相对位置不是必需的。应理解，如此使用的术语在合适的情况境下是可互换的并且本文中描述的本发明的实施例能够以与本文中描述或图示的取向不同的其他取向进行操作。
要注意到，权利要求书中使用的术语“包括”不应被解释为局限于其后列出的单元；其不排除其他元素或步骤。因此，其应被解释为指定所涉及的所陈述的特征、整数、步骤或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或部件或者其分组的存在或添加。因此，表述“包括单元A和B的设备”的范围不应限于仅包括部件A和B的设备。其意味着关于本发明，设备的仅仅相关部件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或者“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的各种位置中出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不必全部指代相同实施例，但是可以如此。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或者特性可以按照任何适合的方式进行组合，如对本领域普通技术人员来说从本公开将显而易见的。
类似地，应当认识到，在本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各种特征有时出于使本公开流水线化并且帮助理解各个发明方面中的一个或多个的目的而在单个实施例、附图或者对其的描述中被分组到一起。然而，本公开的该方法并不应被解释为反映请求保护的发明要求比在每项权利要求中明确记载的特征更多的特征。相反，如随附权利要求书所反映的，发明方面在于少于单个前面公开的实施例中的所有特征。因此，位于详细描述之后的权利要求书在此被明确并入该详细描述中，其中每项权利要求本身作为本发明的单独实施例。
此外，尽管本文中描述的一些实施例包括在在其他实施例中包括的一些特征而不包括其他特征，但是不同实施例的特征的组合意味着在本发明的范围内，并且形成不同实施例，如由本领域普通技术人员将理解的。例如，在随附权利要求书中，可以按照任何组合来使用请求保护的实施例中的任一个。
在本文中提供的描述中，阐释了许多具体细节。然而，应理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，还没有详细示出公知的方法、结构和技术以便不模糊对该描述的理解。
在第一方面，本发明涉及一种用于测试弧形X射线光栅的曲率半径和/或用于检测弧形X射线光栅中的不均匀性的方法。通过所述方法测试的弧形X射线光栅是用于X射线成像设备的弧形X射线光栅，该X射线成像设备适于进行基于光栅的X射线成像，例如适于进行相位敏感X射线成像和/或暗场X射线成像。例如，弧形X射线光栅可以是弧形X射线相位光栅，或者可以是弧形X射线编码孔径光栅。“弧形”是指非平面的相位光栅，例如，在至少一个方向上沿着曲线弯曲，例如被弯曲为或者以其他方式被制造为符合圆柱壳的部分的形状，例如，沿着圆曲线或者球形壳的形状在一个方向上弯曲，例如，形成球形壳的立体角段，例如沿着圆曲线在两个正交方向上弯曲。
所述方法包括生成从源点发散、沿着束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓的光束。所述方法包括使光束反射离开弧形X射线光栅的凹形反射表面，其中，凹形反射表面的主轴与主光轴基本上一致，例如，其中，主轴与主光轴对齐。源点处于距主光轴与所述凹形反射表面相交的点的预定距离处。因此，所述方法可以包括根据该预定距离来定位源点和弧形X射线光栅并将其对齐，并且使得主光轴与凹形反射表面的主轴对齐。尽管参考了“预定”距离，但是技术人员应理解，该距离不必在数字上是先验已知的，而是可以在执行下面进一步描述的方法的步骤之前、期间或者之后通过测量来确定。
所述方法还包括确定所反射的束在源点处或附近的(例如，垂直于主轴的)平面中的投影是否存在于源点周围的中心区域外部。投影在该中心区域外部的不存在指示：根据该方法，凹形反射表面的曲率半径基本上对应于预定距离和/或反射表面沿着由撞击到凹形反射表面上的光束形成的曲线基本上均匀地弯曲，所述曲线例如是通过束成形轮廓到凹形反射表面上的投影形成的曲线。
例如，当曲率半径匹配预定距离并且反射表面在束成形轮廓撞击到凹形反射表面上的所有点中都均匀地弯曲时，所反射的光将在源点附近并且垂直于主光轴的平面中形成投影，该投影以具有小于或等于长度L＝2*d*tan(G/(2R))的长度的线的形式，其中*指代乘法算子，其中tan指代正切函数并且其中G是光栅的大小，例如，在撞击到光栅上的线形束轮廓的纵向方向延伸的方向上光栅的尺寸。此外，d指代沿着光轴的预定距离，例如，在源点与由来自凹形表面的所反射的光形成的长度为L的线之间沿着光轴行进的光学路径的总长度，并且R指代光栅的弯曲半径。因此，中心区域可以是源点周围的具有2*d*tan(G/2R)的最大线性尺寸(例如，最大长度)的区域。
例如，中心区域可以是源点周围的具有d*tan(G/2R)或大约
Figure BDA0002548045460000081
的半径的圆。例如，中心区域可以由以源点为中心的矩形区域形成，该矩形区域的高度为2*d*tan(G/2R)(例如，高度大约为d*G/R)并且宽度为大约束形轮廓的宽度，例如在束形轮廓的宽度的1到10倍的范围内(例如，在1到3倍的范围内)的宽度。因此，中心区域可以被成形为线性狭缝，例如基本上细长的矩形区域。
例如，如果X射线光栅沿着第一方向弯曲，并且沿着垂直于第一方向的第二方向基本上为直的，例如，如果X射线光栅是圆柱形的，则中心区域可以是基本上细长的矩形区域，所述矩形区域的纵向方向与第一方向基本上对齐。例如，这样的中心区域可以对应于被提供在投影屏幕中用于使投影可视化的矩形狭缝。
例如，如果X射线光栅沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向两者弯曲，例如，如果X射线光栅是球形的，则中心区域可以是基本上细长的矩形区域，该矩形区域的纵向方向与束轮廓的纵向方向基本上对齐。可选地，中心区域可以是圆形的。例如，这样的中心区域可以对应于被提供在投影屏幕中用于使投影可视化的矩形狭缝或圆形孔。
参考图1，图示了根据本发明的实施例的用于测试弧形X射线光栅的曲率半径和/或用于检测弧形X射线光栅的不均匀性的方法10。通过所述方法测试的弧形X射线光栅(例如，弯曲X射线光栅)是用于适于进行基于光栅的成像(例如，相位敏感X射线成像和/或暗场X射线成像)的X射线成像设备的弧形X射线光栅，例如用于相衬和/或暗场计算机断层摄影、断层合成、投影成像和/或实时和/或动态成像(例如，荧光透视)的设备。
弧形X射线相位光栅可以在形状上被调整以符合当从焦点发射X射线锥形束时该X射线锥形束的波前形状，该焦点位于距光栅的某一距离处，该距离例如为基本上对应于光栅的曲率半径的距离，并且沿着光栅的主轴指向，或者至少，对形状的这样的调整可以通过根据本发明的实施例的方法进行测试或者验证。例如，弧形X射线相位光栅可以沿着球形壳和/或圆柱壳(的部分)弯曲。
例如，X射线相位光栅的曲率半径可以针对预定值而被测试，所述预定值例如为X射线光栅应当符合的参考值。曲率半径可以通过根据实施例的方法而被测量。此外，由于与弧形光栅的预定目标形状(例如，曲率)的局部几何偏差导致的不均匀性可以通过根据本发明的实施例的方法而被检测。此外，由于与预定光栅模式(例如，网格间距)的局部偏差导致的不均匀性可以通过根据本发明的实施例的方法而被检测。
所述方法包括生成11从源点发散并且沿着束的传播的主光轴传播的光束。主光轴(即，光轴)是指光沿着其向上传播到第一近似值的路径(例如，虚线)，例如，如在光学领域中公知的。
例如，光束可以通过相对小的光源(例如激光二极管或者发光二极管)生成。有利的是，这样的小光源可以基本上是点状的，例如，以便防止对所反射的光的模糊。
光束具有被成形为线的束轮廓。例如，当被投影在垂直于束的传播的主光轴的平面上时，由束投影的模式可以基本上形成线或者线段。例如，束的强度轮廓的宽度(例如，半峰全宽(FWHM))可以在高度的0％到10％的范围内，优选地在0％到5％或者甚至0％到2％的范围内，例如，在0.0％到0.5％的范围内，例如束轮廓的垂直于宽度方向的高度方向上的FWHM。束轮廓可以指代束在与主光轴的方向正交的方向上的形状。
光束可以包括处于可见光谱和/或紫外光谱的至少部分中的光。
根据本发明的实施例，光束可以是相干光束，例如，至少基本上在空间上相干，例如由激光源发射的光。例如，光束可以由激光线投影器生成。
然而，本发明的实施例不必限于相干光束，例如光也可以通过紧凑的非相干光源(例如基本上点状光源，例如发光二极管)生成。
光束可以是相干光束，例如空间上相干的光束。例如，生成11光束可以包括使用激光光源来生成光束。激光光源可以将光束发射为紧密地聚焦在主光轴周围的空间相干的束，例如以便保持紧密地聚焦在实质距离上，例如对于由激光源发射的束在本领域中公知的。
生成11光束可以包括使用光学透镜、光学反射镜或者光学组件(例如被布置在束的主光轴中，例如在由激光光源生成的束中)来形成被成形为线的束轮廓。例如，光学透镜可以包括用于生成束在一个方向上的发散同时在与发散的所述方向和主光轴的方向两者垂直的方向上维持空间相干性的圆柱和/或棱柱透镜。例如，圆柱和/或棱柱透镜可以具有圆形、椭圆形、抛物线形、凸形或平凸形的基础形状。因此，源点可以指代通过经由光学透镜、反射镜或者组件投影光而形成的焦点。如技术人员应清楚的，透镜的基本形状也可以是平凹形或凹形，例如使得源点可以指代相对于沿着主光轴的光传播的前向感测而位于透镜之前的虚焦点。并且，如技术人员应清楚的，可以借助于反射光学器件，例如反射镜，代替透镜来产生相同或相似的束。此外，如技术人员将清楚的，可以借助于多个光学元件的组合(例如光学组件)来产生相同或相似的束。
生成光束可以包括从X射线成像设备中的源点生成光束，使得该源点与成像设备中的X射线源的X射线焦点的位置基本上一致，例如，通过由适于该目的的光源替代设备的X射线管。因此，预定距离有利地对应于当X射线设备用于成像时弧形X射线相位光栅与X射线源之间的距离。然而，本发明的实施例并不限于此。例如，光栅可以从X射线设备被移除用于测试。
所述方法包括使光束反射12离开弧形X射线相位光栅的凹形反射表面。凹形反射表面在用于X射线成像设备中时可以意图用于被指向X射线源，例如在X射线源与图像探测器之间的位置中，以生成或分析由X射线源发射的X射线束中的相位干涉模式。
凹形反射表面的主轴与主光轴基本上一致并且源点处于距主光轴与凹形反射表面相交的点的预定距离处。
例如，所述方法可以包括将光束沿着凹形反射表面的主轴投影到弧形X射线相位光栅的凹形反射表面上。
凹形反射表面可以具有球形凹形形状或圆柱形凹形形状。凹形反射表面对于可见光谱和/或紫外光谱的至少一部分可以是反射性的。主轴可以指代在表面的中心区域中(例如在表面的中心中的点处)与表面垂直的轴。
所述方法可以包括将弧形X射线相位光栅提供为具有凹形反射表面的弧形X射线相位光栅的形式。备选地或额外地，根据实施例的方法可以包括对弧形X射线相位光栅的凹形表面进行抛光以形成凹形反射表面。在引用“反射性”时，意图的是光栅的反射能力足以反射具有足够功率的束的至少一部分以在撞击到合适的投影屏幕上时视觉地感知到反射。例如，在光束的光谱的至少一部分中，由反射光栅反射的功率可以是入射在反射光栅上的功率的至少5％，优选地至少10％，甚至更优选地至少25％，甚至更优选地至少50％。
所述方法包括确定13所反射的光束在源点处或附近的(例如，垂直于主轴的)平面中的投影是否存在于源点周围的中心区域外部。例如，中心区域可以具有例如源点周围的小于光束的线形轮廓的宽度(例如，FWHM)的20倍的直径，该直径优选地在该宽度的1到10倍的范围内，例如在该宽度的1到5倍的范围内，例如在该宽度的1.0到2.0倍的范围内。
该投影在中心区域外部的不存在指示凹形反射表面的曲率半径基本上对应于预定距离和/或反射表面在沿着通过撞击到凹形反射表面上的光束(例如通过投影到凹形反射表面上的线形轮廓)形成的曲线的点中基本上均匀弯曲。
例如，所述方法可以包括在源点处或附近的(例如垂直于主轴的)平面中提供14投影屏幕。例如，在源点“附近”可以指代在投影屏幕被放置于其中的平面与源点(例如，束的焦点)之间的在0cm到10cm的范围内的距离，优选地在0cm到5cm的范围内的距离，甚至更加优选地在0cm到1cm的范围内的距离。例如，在源点“附近”可以指代在线形束轮廓的宽度(例如，FWHM)的0到15倍的范围内的距离，优选地在所述宽度的0到10倍的范围内的距离，甚至更优选地在所述宽度的0到5倍(例如，所述宽度的0.0到1.0倍)的范围内的距离。
投影屏幕可以包括光束通过其被投影的孔。因此，使光束反射离开凹形反射表面可以包括通过投影屏幕中的孔来投影光束。
备选地，投影屏幕可以位于用于生成光束的光源后面(关于所生成的光束的传播的含义)，并且光学透镜、反射镜和/或组件可以形成基本上位于源后面的投影屏幕上的虚焦点。例如，所生成的光可以例如被成形以便从虚焦点(在至少一个方向上，例如，在线形束轮廓的高度方向上)发散。
投影屏幕可以包括对应于中心区域的开口，例如以便仅使位于中心区域外部的投影可视化。该开口也可以有利地形成光束通过其被投影的孔，但是不必限于此。例如，备选地，投影屏幕可以在一个方向上透明，以便允许来自源点的光束朝向弧形光栅的通过，例如，以便使得能够直接观察投影屏幕上的所反射的束的形状和长度，所反射的束从另一方向感撞击到屏幕上。
投影屏幕可以包括以源点为中心的圆形或矩形开口，例如狭缝状孔径。例如狭缝状孔径的矩形开口的纵向方向可以与线形束轮廓的长度方向对齐。投影屏幕可以适于测试具有预定曲率半径R和预定尺寸G的光栅。例如，开口可以具有大约L＝2*d*tan(G/(2R))的最大直径。例如，开口可以是矩形的，或者基本上细长的，具有大约L＝2*d*tan(G/(2R))(例如，大约d*G/R)的长度以及在束轮廓的宽度的1到10倍(例如，1到3倍)的范围内的宽度。
当源点沿着主轴到凹形表面的距离等于或者大约等于凹形表面的曲率半径并且光栅表面的形状描述了至少沿着由束在表面上投影的线的均匀圆弧时，由反射凹形表面反射的光束可以投影到源点上。
然而，在其中源点到凹形表面的距离不对应于曲率半径或者弧形光栅是不均匀的情形下，可以在投影屏幕上观察到反射。例如，在光栅的弯曲的不均匀的情况下，所反射的光可以在投影屏幕上形成斑点或者不规则图案，例如其可以被容易地观察到。此外，使用线形束轮廓的优点在于，弧形光栅的不均匀性能够通过由束在表面上投影的线被定位。同样，光栅的曲率半径可以在弧形光栅的表面上在不同方向上进行确定。
然而，技术人员应清楚的是，代替投影屏幕，也可以使用另一光检测模块，例如以CCD相机为例，以检测所反射的光的投影图案。
所述方法可以包括调整15主光轴与凹形反射表面相交的点和源点之间的预定距离。例如，使光束反射离开凹形反射表面的步骤可以针对经调整的距离进行重复，并且确定所反射的束在源点处或附近的平面中的投影是否存在于源点周围的中心区域外部的步骤可以针对经调整的距离进行重复。因此，所述方法可以包括重复地调整预定距离以将凹形反射表面的曲率半径确定为与经调整的距离相对应，针对该经调整的距离，所反射的束在平面中的投影不存在于源点周围的中心区域外部。额外地或备选地，在被测试的距离当中，可以确定针对其投影被包含在源点周围的最小区域中的位置，并且，在被测试的距离当中，该位置可以被确定为曲率半径，或者被确定为该半径的最佳近似。
所述方法还可以包括连续地调整主光轴与凹形反射表面相交的点和源点之间的距离，并且连续地监测投影的变化以确定曲率半径。
所述方法还可以包括旋转16所生成的光束的被成形为线的束轮廓，例如以便沿着由束在表面上投影的不同线评估弧形光栅的曲率半径和/或不均匀性。因此，不均匀性或者与指定的曲率半径的偏差可以在表面上沿着某一方向被容易地定位。
所述方法还可以包括测量预定距离，例如以便数字地确定曲率半径。
参考图2，图示了根据本发明的实施例的方法的操作。生成光束的线激光源4可以被定位在光栅2的半径处，或者被定位在初始被假设对应于光栅的曲率半径的位置处。在均匀光栅表面以及距离与曲率半径的对应关系的情况下，所发射的光将被反射8到源点，例如，被反射到发散束的焦点。在激光的平面中，屏幕5可以被定位为使得所反射的束中的任何偏差都能够被检测到。在光栅的弯曲中存在不均匀性的情况下，所反射的光9可以在屏幕上形成大的光斑。这在弯曲半径不对应于规范的情况下也适用。在这种情况下，光栅的实际弯曲半径可以通过沿着光轴移位激光源和屏幕来确定以便找到所反射的光在屏幕上具有最小尺寸的距离。因此，所述方法可以用于确定光栅的实际弯曲半径和弯曲均匀性。
参考图3，在第二方面，本发明涉及用于测试弧形X射线相位光栅2的曲率半径和/或用于检测弧形X射线相位光栅2中的不均匀性的设备1。被测试的弧形X射线相位光栅是用于适于进行相位敏感X射线成像和/或暗场X射线成像的X射线成像设备的弧形X射线相位光栅。
设备1包括适于生成从源点发散、沿着束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓3的光束的激光光源4。例如，在图4中，通过沿着线IV-IV的横截面图示了示例性束轮廓。
所述设备包括用于定位在源点处或附近的平面中的投影屏幕5，以当反射的光束通过使所述光束反射离开弧形X射线相位光栅的凹形反射表面来创建时，在凹形反射表面的主轴与所述主光轴A基本上一致的情况下，确定所述反射的光束的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部。
光源4可以被固定到投影屏幕5，使得源点位于所述平面中或附近。此外，光源可以被固定到投影屏幕5，使得投影屏幕被取向为垂直于光轴A。
投影屏幕5可以是可折叠的，例如，可叠合和/或可收卷的，以使得能够以紧凑的格式运输所述设备。例如，所述设备可以是用于现场使用的便携式测试设备，例如由维护服务提供商拥有。
激光光源4可以包括光学透镜、光学反射镜和/或光学组件6。例如，圆柱透镜或者平凹圆柱透镜。
所述设备可以包括可旋转的机械耦合以旋转光学透镜、反射镜和/或组件6，以便沿着可选择的取向旋转线形束轮廓。
激光光源4可以适于发射处于可见光谱和/或紫外光谱的至少部分中的光。
投影屏幕5可以适于显示撞击到投影屏幕上的光，例如处于可见光谱和/或紫外光谱中的光。
投影屏幕5可以包括光束能够通过其被投影的孔。
所述设备可以包括用于在使用所述设备时测量源点和主光轴与凹形反射表面相交的点之间的距离的距离测量元件7。距离测量元件7可以包括直尺、卷尺、激光距离测量设备或者超声距离测量设备。在有利实施例中，所述设备可以包括用于基于由激光光源发射的光的反射来确定距离的传感器，例如，如在激光距离测量设备的领域中公知的。
所述设备可以包括用于相对于彼此定位和/或对准光栅和/或投影屏幕和/或光源的定位和/或对准元件。
在实施例中，所述设备可以适于至少暂时地安装在光栅被安装于其中的X射线成像设备中。例如，所述设备可以包括用于将所述设备安装到X射线管壳体的附接模块，使得源点能够被定位为与X射线成像设备的X射线焦点基本上一致。例如，所述设备可以适于在根据本发明的第一方面的实施例的方法的测试期间暂时地替代X射线管。在实施例中，所述设备还可以包括偏转器(例如，反射镜)，以反射来自光源的光。这样的偏转器可以适于定位在X射线成像设备的X射线焦点处或附近，使得由光源投影到偏转器上的光沿着从X射线焦点朝向弧形光栅的路径被反射，例如使得撞击到弧形光栅上的光束看上去源自X射线焦点。

Claims (15)

1.一种用于测试用于基于光栅的X射线成像设备的弧形X射线光栅的曲率半径和/或检测所述弧形X射线光栅的不均匀性的方法(10)，所述方法包括：
生成(11)光束，其中，所述光束从源点发散、沿着所述束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓；
使所述光束反射(12)离开所述弧形X射线光栅的凹形反射表面，其中，所述凹形反射表面的主轴与所述主光轴基本上一致并且所述源点处于距所述主光轴与所述凹形反射表面相交的点的预定距离处；并且
确定(13)所反射的光束在所述源点处或附近的平面中的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部，其中，所述投影在所述中心区域外部的不存在指示所述凹形反射表面的曲率半径基本上对应于所述预定距离和/或所述反射表面沿着由撞击到所述凹形反射表面上的所述光束形成的曲线基本上均匀地弯曲。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述源点处或附近的所述平面被取向为垂直于所述主光轴。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，生成(11)所述光束包括使用激光光源来生成包括处于可见光谱和/或紫外光谱的至少部分中的光的所述光束。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，生成(11)所述光束包括使用光学透镜、光学反射镜或光学组件来形成被成形为线的所述束轮廓。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括对所述弧形X射线光栅的凹形表面进行抛光和/或将反射材料结合到所述凹形表面以形成所述凹形反射表面。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述中心区域具有在所述源点周围的小于被成形为线的所述束轮廓的宽度的20倍的直径。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在所述源点处或附近的所述平面中提供(14)投影屏幕。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，使所述光束反射(12)离开所述凹形反射表面包括通过所述投影屏幕中的孔来投影所述光束。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括调整(15)所述主光轴与所述凹形反射表面相交的所述点和所述源点之间的所述预定距离，其中，使所述光束离开所述凹形反射表面的所述反射(12)针对经调整的距离进行重复，并且其中，对所反射的束在所述源点处或附近的所述平面中的所述投影是否存在于所述源点周围的所述中心区域外部的所述确定(13)针对经调整的距离进行重复。
10.根据权利要求9所述的方法，包括重复地调整所述预定距离以将所述凹形反射表面的所述曲率半径确定为与经调整的距离相对应，针对经调整的距离，所反射的束在所述平面中的所述投影不存在于所述源点周围的所述中心区域外部，并且/或者，针对经调整的距离，所述投影被包含在所述平面中的所述源点周围的最小区域中。
11.根据权利要求10所述的方法，包括连续地调整所述主光轴与所述凹形反射表面相交的所述点和所述源点之间的所述预定距离，并且连续地监测所述投影的变化以确定所述曲率半径。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括旋转(16)所生成的光束的被成形为线的所述束轮廓以便沿着由所述束在所述凹形反射表面上投影的不同线评估所述弧形光栅的所述曲率半径和/或不均匀性。
13.一种用于测试用于基于光栅的X射线成像设备的弧形X射线光栅(2)的曲率半径和/或检测所述弧形X射线光栅的不均匀性的设备(1)，所述设备包括：
激光光源(4)，其适于生成从源点发散、沿着所述束的传播的主光轴传播并且具有被成形为线的束轮廓的光束；
投影屏幕(5)，其用于定位在所述源点处或附近的平面中，以当反射的光束通过使所述光束反射离开所述弧形X射线光栅的凹形反射表面来创建时，在所述凹形反射表面的主轴与所述主光轴基本上一致的情况下，确定所述反射的光束的投影是否存在于所述源点周围的中心区域外部。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述激光光源(4)被固定到所述投影屏幕(5)。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的设备，其中，所述投影屏幕(5)是可折叠的。
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