JP2013541699A - サンプリングを改善した微分位相差イメージング - Google Patents

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Abstract

本発明は対象の微分位相差イメージングに関する。X線イメージングシステム2の空間分解能を増すために、検出器ピクセル素子8のサイズが制限要素とみなされ得る。従って、個別ピクセル素子8の面積をさらに減らすことなく位相差イメージング用の装置38の分解能を増すことが有益であり得る。従って、サンプリングを改善した位相差イメージング用の装置38が提供され、X線源4、第1の格子素子G24、第2の格子素子G26、及び複数の検出器ピクセル素子8を有するX線検出器素子6を有し、各検出器ピクセル素子8はピクセル面積Aを持つ。撮像対象14はX線源4とX線検出器素子6の間に配置可能である。第1の格子素子G24及び第2の格子素子G26はX線源4とX線検出器素子6の間に配置可能である。X線源4、第1の格子素子G24、第2の格子素子G26、及びX線検出器6は対象14の位相差画像の収集のために動作可能に結合する。第1の格子素子G24と第2の格子素子G26の少なくとも一つは第1の格子ピッチpを持つ第1の面積A、及び第1の格子ピッチと異なる第2の格子ピッチpを持つ第2の面積Aを有する。

Description

本発明は一般にX線イメージング技術に関する。
より具体的には、本発明は微分位相差イメージングに関する。
特に、本発明はサンプリングを改善した位相差イメージングのための装置、本発明にかかる装置を有するX線システム、並びにX線システム及びCTシステムの一つにおける本発明にかかる装置の使用に関する。
X線画像を取得するとき、検査対象、例えば患者がX線発生装置とX線検出器の間に配置される。X線発生装置から発するX線放射は検査対象を貫通し、その後X線検出器に到達する。X線放射の経路内に位置する検査対象は、対象内の特定組織構造に依存してX線ビームを空間的に減衰させている。X線検出器はその後X線放射の強度分布を決定することによって空間的に減衰したX線放射を検出しており、この画像情報は検査対象のX線画像を生成し、さらに処理し、その後表示するために利用される。
しかしながら、検査対象はX線放射を減衰させるときにごくわずかな違いしか与えず、コントラストの低い、従って対象の撮像された内部構造の詳細を欠く、比較的均一に減衰したX線画像をもたらす。
特定対象若しくは対象内の領域は同様の減衰特性を有し得るが、対象を貫通するX線放射の位相は対象の構造によって大幅に影響され得る。
位相差イメージングにおいては、例えばX線管などのX線源の近くに隣接して配置される線源格子によって生成される、少なくとも部分的に空間的にコヒーレントなX線放射が利用される。対象を貫通するコヒーレントなX線は位相情報のその後の回復を可能にし得る。
しかしながら、波の位相は直接測定されることができず、むしろ例えば二つ以上の波を干渉させることによって位相シフトが強度変調に変換されることが要求され得る。
一致した干渉パターンを生成するために、いわゆる位相格子が利用され、検査対象とX線検出器の間に配置される。しかしながら、位相格子を利用することのみによって生成される干渉パターンは、X線検出器の空間分解能の欠如のために、現在のX線検出器で検出するにはあまりにも小さ過ぎる。
従って、さらなる分析器格子が利用されて位相格子とX線検出器の間に配置され、その後現在のX線検出器によって検出できるほど十分に大きい干渉パターンをもたらす。
適切な画像情報を得るために、いわゆる位相ステッピングが実行される。位相ステッピングにおいて、線源格子、位相格子、及び分析器格子の一つはその格子ピッチの比率で、例えば位相格子の格子ピッチの1/4,1/6,1/8で、他の格子とX線検出器素子に対して横方向にずらされる。位相ステッピングが特定格子を用いて実行される場合、位相ステッピングはこの特定格子の全周期をカバーするものとする。
格子に基づく微分位相差イメージングシステムの空間分解能は典型的にはX線源の焦点のサイズと単一検出器ピクセル素子のサイズによって制限される。
微分位相差イメージングは減衰のみを考慮して透過X線イメージングに関する改善された画像情報を提供し得るが、そうして得られる画像情報の空間分解能は依然として個々の検出器ピクセル素子とそれらの各サイズによって制限されるとみなされ得る。
従って、より詳細な画像情報を得るために、微分位相差投影の収集画像情報の改良された若しくは増強された空間分解能が有益であり得る。
X線位相差イメージングはWeitkamp T.,Diaz A.,David C.et al.:"X‐ray phase imaging with a grating interferometer";Optics Express 6296,8.August 2005,Vol.13,No.16及びBartl P.,Durst J.,Haas W.et al."Simulation of X‐ray phase‐contrast computed tomography of a medical phantom comprising particle and wave contributions",Proc of SPIE,Volume 7622,76220Q‐1の両方に記載されている。
本発明の態様は、検出器ピクセル素子の物理的サイズに直接依存する空間分解能の制限を克服し、従って検出器ピクセル素子の実際のサイズを超えて空間分解能を増加するための手段を提供するものとして見られ得る。これは現在のX線検出器を利用しながら微分位相差投影の空間分解能を改善すること、若しくは例えば個々の検出器ピクセル素子の個々のピクセル面積を増加することによって微分位相差投影の空間分解能を維持しながら検出器の空間分解能の要件を緩和することを可能にし得る。
従って、独立請求項にかかる、サンプリングを改善した位相差イメージングのための装置、本発明にかかる装置を有するX線システム、並びにX線システム及びCTシステムの少なくとも一つにおける本発明にかかる装置の使用が提供される。
好適な実施形態は従属請求項から得られる。
特に、個々のピクセル素子の面積をさらに縮小することなく位相差イメージングのための装置の分解能を増加することが有益であり得る。
本発明のこれらの及び他の態様は以下に記載の実施形態から明らかとなり、これらを参照して解明される。
本発明の実施形態例は以下の図面を参照して以下に記載される。
図面における説明図は略図である。異なる図面において、同様の若しくは同一の要素は同様の若しくは同一の参照数字を与えられる。
図面は縮尺通りに描かれないが、定性的比率を描き得る。
本発明にかかるX線システムの実施形態例を示す。 本発明にかかる位相差イメージングのための装置の詳細例を示す。 本発明にかかる格子配置の詳細例を示す。
本発明の一態様は、各検出器ピクセルに対して不均一な若しくは変動するピッチ構造を持つ位相格子と分析器格子を利用するものとして見られ得る。特に、位相格子と分析器格子の各々は2つの個別面積に分割され、各個別面積はX線検出器の単一検出器ピクセル素子の面積及び/又はサイズに対応するものとして見られ得る。
単一検出器ピクセル素子に対応する各面積内で、位相格子と分析器格子の格子構造は不均一格子構造であり得る。不均一格子構造は各検出器ピクセル素子に対し少なくとも2つの個別格子ピッチを利用するものと見られ得る。
各格子素子の格子構造は個別バリア素子を有し、その各々がバリア領域を形成し、互いに間隔をあけ、従ってバリア素子間にトレンチ領域を形成するものと見られ得る。好適には、トレンチ領域とバリア領域は両方とも同じ幅を有し、従ってトレンチ領域とバリア領域若しくはバリア素子は実質的に同じ寸法である。
互いに隣接して配置される二つのバリア素子間の距離は格子のピッチと呼ばれ得る。従って、格子構造のピッチはトレンチ領域の幅プラスバリア領域の幅であるか、又は、バリア領域とトレンチ領域が好適には同じ幅を有するので、格子構造のピッチはトレンチ領域若しくはバリア領域の幅いずれかの2倍にも等しい。
格子のピッチは格子の周期性とも呼ばれ得る。
好適には、単一検出器ピクセル素子の面積若しくはサイズに対応する格子の面積若しくはサイズは二分割され、単一検出器ピクセル素子に対応する面積の各半分は個々の格子ピッチを持つ個々の格子構造を有する。言い換えれば、一つの検出器ピクセル素子の面積の第1の半分は第1の格子ピッチを持つ格子構造によってカバーされ、一つの検出器ピクセル素子の面積の第2の半分は第1の格子ピッチと異なる第2の格子ピッチを持つ格子構造によってカバーされる。
特定の実施形態において、位相格子Gに対して2つの異なる格子ピッチp及びpが利用され、各々は各面積A,A、すなわち単一検出器ピクセル素子のピクセル面積Aの半分をカバーする。第1の格子素子、位相格子G、及び第2の格子素子、分析器格子Gの間の距離dは例示的にピッチ(例えばピッチp)に関連する一次分数タルボット距離(first fractional Talbot distance)として選択され得る。
n次分数タルボット距離は次式を利用することによって決定され得る。
Figure 2013541699
λはX線源の規定設計エネルギーにおける波長であり、nは正の整数である。球面波が利用される場合、従来技術で既知のさらなる修正が要求され得る。従って、一次分数タルボット距離は次式に等しい。
Figure 2013541699
正確な波長λが利用される場合、ぼやけのない輪郭の明瞭な干渉パターンが分数タルボット距離において得られる。
第2の格子ピッチpは次式のように選択され得る。
Figure 2013541699
かかる第2の格子ピッチを利用することで同様に距離dに等しくなるようピッチpに関連するさらなる分数タルボット距離をもたらす。言い換えれば、距離dはピッチpに対する分数タルボット距離であるとともに、さらにpに対する異なる分数タルボット距離である。
n=2の式2と式3の場合、距離dは同じ設計エネルギーにおいてピッチpに対する一次分数タルボット距離とピッチpに対する三次分数タルボット距離を構成する。
分析器格子Gも個々のピッチq及びqを持つ面積A及びAを有する。p及びq並びにp及びqの各ピッチは好適には式4によって関連付けられ得る。
Figure 2013541699
各個別面積A,Aは物理的検出器ピクセル素子上に個別仮想ピクセルを作り出すとみなされ得る。
ここで位相ステッピングが行われる場合、第1の仮想ピクセル上の強度変動はピッチpの周期を有するとみなされ得るが、一方第2の仮想ピクセルの強度変動はピッチpの周期を有する。従って、各二つの仮想ピクセルの位相勾配は異なる周波数において符号化されているとして見られ、従ってこれらは両方とも位相ステッピングから回復され得る。しかしながら、位相ステッピングフェーズ中に取得される投影の最小数は両仮想ピクセルに対して要求される独立パラメータの取得を可能にするために増加される必要があり得る。
例えば、二つの異なる格子ピッチp及びpでは、投影の最小数は三つの異なる位相ステッピング状態から五つの位相ステッピング状態へ増加されることが要求され得る。言い換えれば、単一ピッチのみを利用するときは、互いに対する位相格子Gと分析器格子Gの三つの個別整列位置が画像情報を得るために十分であるとみなされ得るが、二つの異なる格子ピッチを利用するときは、五つの独立投影が取得される必要があり得る。
例示的に、面積Aにおける強度変調は次式によってモデル化され得る。
Figure 2013541699
χは位相格子Gの変位であり位相φは次式に従って面積Aにおけるx線波面の平均勾配∂Φ/∂χ(A)に関連付けられる。さらに、Cは位相ステッピング中の平均強度に関連し、この量は従来のX線透過像に関連する。Vはいわゆる視感度関数に関連し、これはX線源の帯域幅、X線ビームの空間コヒーレンス、対象内の散乱、及び他の効果によって影響される。
Figure 2013541699
対応して、面積Aにおける強度変調が次式によってモデル化されることができる。
Figure 2013541699
その後、個々の検出器ピクセル素子によって測定される総強度が次式から得られる。
Figure 2013541699
関心のある二つの位相勾配∂Φ/∂χ(A),∂Φ/∂χ(A)は、異なる周波数1/p及び1/pにおいて符号化されるので、こうして位相ステッピング中に取得され得る。位相ステッピングから二つの位相勾配を回復するために、格子Gは少なくともp及びpの長い方の長さにわたって動かされるべきである。
本発明の概念は二つの仮想ピクセルへの物理的ピクセル素子の分割のみに限定されない。むしろさらに異なる格子ピッチ、例えば単一検出器ピクセル素子の面積内で三つの異なる格子ピッチを利用することによって、例えば三つの仮想ピクセルが生成され得る。この場合七つの個別投影が取得されることが要求され得る。従って、距離dが特定分数タルボット距離若しくは利用される全格子ピッチp,p,p,…pの距離と等しく、一方複数の仮想ピクセルを再構成するために取得される必要がある個別画像の数は2n+1であり得ることが有益であり得る。
さらに、仮想ピクセルに対し異なる分数タルボット距離を選択することもまた考えられる。特に、距離dは例えばピッチpに対する三次分数タルボット距離、及び例えばピッチpに対する五次分数タルボット距離であり得る。しかしながら、位相勾配へのシステムの感度は分数タルボット次数と線形に増加するとみなされ得る。異なる仮想ピクセルについて同様の感度を得るために、異なる仮想ピクセルに対し同様の分数タルボット次数を利用することが有益であり得る。
ここで図1を参照すると、本発明にかかるX線システムの実施形態例が描かれる。
図1において、X線システム2はX線源4、及びX線検出器6とX線源4両方の軸まわりの回転を可能にするようガントリ10に取り付けられるX線検出器6を有するCTシステム2として描かれる。
X線源4はX線源4から発してその後X線検出器6に達するX線放射20を発生させる。
支持台12は検査対象14を支持するためにCTシステム2のガントリ10内に配置される。対象14はX線検出器6によるその個々の検出器ピクセル素子8によるX線画像情報の取得を可能にするようX線放射20の経路内に配置可能である。X線検出器6は例示的に検出器ピクセル素子8の二次元アレイとして表示される。
ディスプレイ18を有する制御システム16は画像収集プロセスを制御するため、また収集及び再構成された画像情報のディスプレイ18でのその後の表示のための手段を提供するために、X線システム2に通信可能に結合する。
微分位相差画像収集のための個別格子素子は図1に描かれない。しかしながら、X線管4から検出器素子6へのX線放射20の経路の詳細な図が図2から得られる。
ここで図2を参照すると、本発明にかかる位相差イメージングのための配置の実施形態例が描かれる。
配置38において、X線源4は少なくとも部分的に空間的コヒーレントなX線放射20を発生させるために線源格子22の近傍に配置される。線源格子22は距離lだけ位相格子G24から間隔をあけている。対象14はX線源4と位相格子G24の間にX線放射20の経路内に配置される。均一位相を持つ波面28aは対象14に達するように描かれるが、対象14を貫通する間に波面にかかる位相シフトのために波面内で変化した位相関係を持つさらなる位相面28bが描かれる。
その後、波面は分析器格子26から距離dだけ間隔をあけて配置される位相格子G24に達する。距離dは格子ピッチpに対する分数タルボット距離であり得る。
分析器格子G26は位相差画像の収集のために位相格子G24に対してずらすことができる32。しかしながら分析器格子G26の代わりに線源格子G22若しくは位相格子G24をずらすことも考えられる。
位相格子G24と分析器格子G26を通過するX線放射20はその後検出器ピクセル素子8によって検出可能な干渉パターンをX線検出器素子6上に生成する。
図2において明確にするために位相格子G24は均一ピッチpを持つように描かれ分析器格子G26は均一ピッチqを持つように描かれる。しかしながら、位相格子G24及び分析器格子G26両方の個別ピッチ配置に関する詳細な図は図3から得られる。
ここで図3を参照すると、本発明にかかる格子配置の詳細例が描かれる。
図3において格子配置40において、単一検出器ピクセル素子8の面積A並びに対応するサイズの位相格子G24と分析器格子G26が描かれる。図3に描かれる配置は特にX線検出器6の一つ一つの検出器ピクセル素子8について繰り返され得ることが理解される。
検出器ピクセル素子8の面積Aは位相格子G24と分析器格子G26に関する異なるピッチの面積に対応する二つの同じくらいのサイズの面積A及びAに分割される。特に、A=A+Aである。
面積Aにおいて、位相格子G24はピッチpを有し、分析器格子G26はピッチqを有し、一方面積Aにおいて位相格子G24はピッチpを有し分析器格子G26はピッチqを有する。
各ピッチp,p,q,qのサイズと寸法は上記説明に従って決定され設定され得る。例えばpとp
Figure 2013541699
によって関連付けられ、一方pとq
Figure 2013541699
によって関連付けられ得る。
各格子はバリア素子若しくはバリア領域34間のギャップを構成するとみなされ得る中間トレンチ領域36とともにバリア素子若しくはバリア領域34を有する。各バリア領域24及びトレンチ領域36は各バリア領域24及びトレンチ領域36がどの面積内に配置されるかに応じて各ピッチp1,p2,q1,q2の半分を有する。
位相格子G24についてトレンチ領域36は実質的に隣接バリア領域34間の間隔若しくはギャップであり得るが、分析器格子G26のトレンチ領域36は例えば電気めっきにより金などの材料で充填され得る。
バリア領域34及びトレンチ領域36は等しい幅であり、両方とも位相格子G24と分析器格子G26の各面積A,Aの各ピッチを構成することになる。
例示的に、分析器格子26は位相ステッピングを実行するために位相格子G24に平行にずらすことができる32。現在の位相ステッピング状態に応じて、干渉パターンが検出器ピクセル素子8に仮想ピクセル1 30a若しくは仮想ピクセル2 30bいずれかの面積において投影され得る。両仮想ピクセル30a,bは同じ検出器ピクセル素子8上に配置されるので、両仮想ピクセルはまた同じ物理的検出器ピクセル素子8を介して読み出される。従って検出器素子6は変更される必要がない。
その後、収集画像情報が個別位相ステッピング状態について、すなわち収集画像情報が仮想ピクセル1 30a若しくは仮想ピクセル2 30bに属するとみなされるかどうかについて、ソートされ得る。従って、仮想ピクセル30a,bを考慮して個別検出器ピクセル素子8の複数の読み出し値によって再構成されるべき画像情報は、少なくとも格子構造に垂直な、すなわちバリア領域34とトレンチ領域36に垂直な方向において空間分解能を持ち、これは検出器素子6自体の空間分解能の2倍である。
"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず"a"若しくは"an"は複数を除外しないことが留意されるべきである。また、異なる実施形態と関連して記載される要素は組み合わされ得る。
請求項における参照数字は請求項の範囲を限定するものと解釈されてはならないことも留意されるべきである。
2 X線システム
4 X線源
6 X線検出器素子
8 検出器ピクセル素子
10 ガントリ
12 支持台
14 対象
16 制御システム
18 ディスプレイ
20 X線放射
22 線源格子
24 位相格子G
26 分析器格子G
28a,b 波面
30a,b 仮想ピクセル
32 変位/位相ステッピング
34 バリア素子/バリア領域
36 トレンチ領域
38 位相差イメージング用装置
40 格子配置

Claims (12)

  1. 位相差イメージングのための格子配置であって、
    第1の格子素子Gと、
    第2の格子素子Gとを有し、
    前記第1の格子素子と前記第2の格子素子の少なくとも一つが第1の格子ピッチp,qを持つ第1の面積A、及び前記第1の格子ピッチp,qと異なる第2の格子ピッチp,qを持つ第2の面積Aを有する、格子配置。
  2. 複数の検出器ピクセル素子を有するX線検出器素子をさらに有し、各検出器ピクセル素子がピクセル面積Aを持ち、
    前記第1の面積A及び前記第2の面積Aが隣接して配置され、
    前記第1の面積A及び前記第2の面積Aのサイズが単一検出器ピクセル素子の前記ピクセル面積Aに対応する、請求項1に記載の格子配置。
  3. 前記第1の面積と前記第2の面積が同程度のサイズである、請求項1又は2に記載の格子配置。
  4. 前記第1の格子素子と前記第2の格子素子の少なくとも一つが、各ピクセル素子について前記第1の格子ピッチp,qを持つ前記第1の面積、及び前記第1の格子ピッチp,qと異なる前記第2の格子ピッチp,qを持つ前記第2の面積を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の格子配置。
  5. 位相差イメージングのための装置であって、
    X線源と、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の格子配置とを有し、
    撮像対象が前記X線源と前記X線検出器素子の間に配置可能であり、
    前記第1の格子素子と前記第2の格子素子が前記X線源と前記X線検出器素子の間に配置可能であり、
    前記X線源、前記第1の格子素子、前記第2の格子素子、及び前記X線検出器素子が前記対象の位相差画像の収集のために動作可能に結合する、
    装置。
  6. 前記X線源が規定波長を持つ設計エネルギーレベルを持つX線放射を放出し、
    前記第1の格子素子と前記第2の格子素子が距離dだけ間隔をあけ、
    距離dが前記規定波長の前記第1の格子ピッチp及び前記第2の格子ピッチpの一つの分数タルボット距離に対応する、
    請求項5に記載の装置。
  7. 前記距離dが前記第1の格子ピッチpと前記第2の格子ピッチpの両方に対する分数タルボット距離に対応する、請求項6に記載の装置。
  8. 前記第1の格子ピッチpと前記第2の格子ピッチp
    Figure 2013541699
    によって関連し、距離dが前記ピッチpに対する(2m−1)次分数タルボット距離であり、
    距離dが前記ピッチpに対する(2n−1)次分数タルボット距離である、
    請求項5乃至7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記距離dが前記第1の格子ピッチpの一次及び三次分数タルボット距離並びに前記第2の格子ピッチpの三次及び五次分数タルボット距離の一つである、請求項5乃至8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記第1の格子素子と前記第2の格子素子がほぼ平行に配置され、
    前記第1の格子素子と前記第2の格子素子が位相ステッピングを提供するために互いに対して可動である、請求項5乃至9のいずれか一項に記載の装置。
  11. 請求項5乃至10のいずれか一項に記載の装置を有するX線システム。
  12. X線システム及びCTシステムの少なくとも一つにおける請求項5乃至10のいずれか一項に記載の装置の使用。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016077904A (ja) * 2014-10-17 2016-05-16 キヤノン株式会社 撮像方法、画像処理装置、コンピュータ可読媒体、方法、装置およびシステム
JP2017514629A (ja) * 2014-05-09 2017-06-08 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 位相コントラストx線イメージングのためのシステム及び方法
JP2017521170A (ja) * 2014-07-17 2017-08-03 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. X線イメージング装置
WO2017168844A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 X線タルボ撮影装置
WO2020095482A1 (ja) * 2018-11-06 2020-05-14 株式会社島津製作所 X線位相撮像システム

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012029005A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Differential phase-contrast imaging with improved sampling
CN103168228B (zh) * 2010-10-19 2015-11-25 皇家飞利浦电子股份有限公司 微分相位对比成像
JP6228457B2 (ja) * 2010-10-19 2017-11-08 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 微分位相コントラスト画像形成
EP2806798B1 (en) * 2012-01-24 2016-11-23 Koninklijke Philips N.V. Multi-directional phase contrast x-ray imaging
EP2822468B1 (en) * 2012-03-05 2017-11-01 University Of Rochester Methods and apparatus for differential phase-contrast cone-beam ct and hybrid cone-beam ct
JP2013255536A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Konica Minolta Inc 放射線画像撮影装置
KR101668219B1 (ko) * 2013-10-31 2016-10-20 도호쿠 다이가쿠 비파괴 검사 장치
CN104622492A (zh) * 2013-11-11 2015-05-20 中国科学技术大学 一种x射线光栅相位衬度成像装置和方法
WO2016020178A1 (en) 2014-08-05 2016-02-11 Koninklijke Philips N.V. Grating device for an x-ray imaging device
US10365235B2 (en) * 2014-12-22 2019-07-30 Shimadzu Corporation Radiation phase-contrast imaging device
KR102543948B1 (ko) 2016-05-17 2023-06-15 삼성전자주식회사 클럭 신호 생성기 및 기판 검사 장치
EP3427664A1 (en) 2017-07-13 2019-01-16 Koninklijke Philips N.V. A device for scatter correction in an x-ray image and a method for scatter correction in an xray image
TWI613804B (zh) * 2017-09-04 2018-02-01 友達光電股份有限公司 光感測裝置
JP6743983B2 (ja) * 2017-10-31 2020-08-19 株式会社島津製作所 X線位相差撮像システム
US11422292B1 (en) * 2018-06-10 2022-08-23 Apple Inc. Super-blazed diffractive optical elements with sub-wavelength structures
EP3603515A1 (en) * 2018-08-01 2020-02-05 Koninklijke Philips N.V. Apparatus for generating x-ray imaging data
CN109458922B (zh) * 2018-11-05 2019-08-30 浙江大学 一种静电式自供能位移栅格传感器
US11754767B1 (en) 2020-03-05 2023-09-12 Apple Inc. Display with overlaid waveguide
CN113758952B (zh) * 2021-08-20 2022-10-11 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于动量编码的x射线衍射成像装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206075A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Siemens Ag X線装置の焦点−検出器装置
JP2007203074A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Siemens Ag 投影または断層撮影による位相コントラスト画像の作成方法
WO2008102685A1 (ja) * 2007-02-21 2008-08-28 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム
WO2009101569A2 (en) * 2008-02-14 2009-08-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. X-ray detector for phase contrast imaging

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5812629A (en) * 1997-04-30 1998-09-22 Clauser; John F. Ultrahigh resolution interferometric x-ray imaging
JP3987676B2 (ja) * 2000-07-10 2007-10-10 株式会社日立メディコ X線計測装置
DE102006063048B3 (de) * 2006-02-01 2018-03-29 Siemens Healthcare Gmbh Fokus/Detektor-System einer Röntgenapparatur zur Erzeugung von Phasenkontrastaufnahmen
CN101013613B (zh) * 2006-02-01 2011-10-19 西门子公司 X射线设备的焦点-检测器装置的x射线光学透射光栅
JP2008224661A (ja) * 2007-02-14 2008-09-25 Konica Minolta Medical & Graphic Inc X線撮像素子、装置及び方法
JP5339975B2 (ja) 2008-03-13 2013-11-13 キヤノン株式会社 X線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたx線位相コントラスト像の撮像装置、x線コンピューター断層撮影システム
CN101413905B (zh) * 2008-10-10 2011-03-16 深圳大学 X射线微分干涉相衬成像系统
JP5660910B2 (ja) * 2010-03-30 2015-01-28 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影用グリッドの製造方法
WO2012029005A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Differential phase-contrast imaging with improved sampling
JP6228457B2 (ja) * 2010-10-19 2017-11-08 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 微分位相コントラスト画像形成
JP2012157690A (ja) * 2011-01-14 2012-08-23 Fujifilm Corp 放射線画像撮影装置および放射線画像検出器
JP2012166010A (ja) * 2011-01-26 2012-09-06 Fujifilm Corp 放射線画像撮影装置および放射線画像検出器
JP2012161412A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Fujifilm Corp 放射線画像撮影用グリッド及びその製造方法、並びに放射線画像撮影システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206075A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Siemens Ag X線装置の焦点−検出器装置
JP2007203074A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Siemens Ag 投影または断層撮影による位相コントラスト画像の作成方法
WO2008102685A1 (ja) * 2007-02-21 2008-08-28 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム
WO2009101569A2 (en) * 2008-02-14 2009-08-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. X-ray detector for phase contrast imaging

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017514629A (ja) * 2014-05-09 2017-06-08 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 位相コントラストx線イメージングのためのシステム及び方法
JP2017521170A (ja) * 2014-07-17 2017-08-03 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. X線イメージング装置
JP2016077904A (ja) * 2014-10-17 2016-05-16 キヤノン株式会社 撮像方法、画像処理装置、コンピュータ可読媒体、方法、装置およびシステム
WO2017168844A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 X線タルボ撮影装置
WO2020095482A1 (ja) * 2018-11-06 2020-05-14 株式会社島津製作所 X線位相撮像システム
JPWO2020095482A1 (ja) * 2018-11-06 2021-10-07 株式会社島津製作所 X線位相撮像システム

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