本申請要求保護對Dan Stutman于 2014年5月9日提交的序列號為61/990,831的題為“System and Method for Phase-Contrast X-Ray Imaging”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權和權益，通過引用將其整體合并于此。本申請還與Dan Stutman和Michael Finkenthal的2013年1月31日提交序列號為13/493,392的題為“Differential Phase Contrast X-ray imaging System and Components”的美國專利申請、2014年2月6日提交的編號為14/174,830的題為“Systems and Method for Phase-Contrast X-Ray Imaging”的美國專利申請、2014年2月10日提交的編號為14/176,655題為“Large Field of View Grating Interferometers for X-ray Phase Contrast Imaging and CT at High Energy”的美國專利申請有關，通過引用以其整體合并于此。

技術領域

本公開涉及X射線系統(tǒng)，并且更特別地涉及微分相襯X射線成像系統(tǒng)和X射線照明系統(tǒng)。

背景技術：

X射線微分相襯（DPC）成像依賴于通過物體的X射線的折射。因為對于硬X射線來說折射角處于μ弧度范圍，DPC成像所使用的基本技術是以μ弧度分辨率對所發(fā)射的X射線射束進行角度濾波，因此將來自折射的射束角偏差轉換成常規(guī)檢測器上的強度變化。使用諸如晶體或光柵之類的X射線光學器件來完成角度濾波。

DPC成像的根本優(yōu)勢是它對被測物體中的密度梯度敏感而不是對其體積X射線吸收敏感。例如在醫(yī)學成像中，折射在組織邊界處具有對比度增強效果，這實現(xiàn)了在其他方面在常規(guī)X射線成像中不可見的軟組織的檢測。在微結構化的軟組織（諸如軟骨、肌腱、韌帶或肌肉）中出現(xiàn)的超小角散射也具有體積對比度增強效果。對于醫(yī)學成像來說DPC的另一好處是它可以以與常規(guī)X射線成像類似或更小的劑量改善對比度和分辨率。這是可能的，因為DPC使用不會被身體吸收的X射線并且因為在X射線能量的情況下軟組織折射系數(shù)比吸收系數(shù)降低慢得多。特別地，對于DPC通過使用平均能量在大約50-80keV范圍中的光譜，在折射大大高于吸收的同時軟組織劑量被最小化。

X射線相襯也對材料科學中的成像和無損特征（特別關于低Z材料的成像和無損特征）感興趣。可以使用X射線相襯來以微米級探測范圍來探測從聚合物到纖維復合材料、到木材、以及到設計的生物材料的材料的結構和缺陷。還可以用中子來應用用于X射線相襯的各技術中的一些技術。近來X射線相襯已經(jīng)在聚變能研究中引起關注，在聚變能研究中基于折射的成像以測量物體中密度梯度的能力可以被用于診斷慣性約束聚變（ICF）和其他高能量密度物理（HEDP）實驗中的高密度等離子體。

直到最近，通過使用晶體光學器件，在同步加速器處關于X射線DPC成像的研究大部分已經(jīng)完成；同步加速器的高強度補償晶體光學器件的低效率（小于a%的百分之一）。盡管存在針對發(fā)展桌面同步加速器或使用來自常規(guī)管的窄K_α線的嘗試，但晶體方法尚未進入實際應用的領域。因此，對開發(fā)可以與常規(guī)醫(yī)學或工業(yè)X射線管一起工作的更有效OPC方法和光學器件感興趣。

可以用常規(guī)X射線源一起工作的DPC方法是Talbot-Lau剪切干涉儀，在其中諸如光柵之類的微周期光學器件被用來以μ弧度分辨率對折射的X射線射束進行角度濾波。Talbot干涉儀首先包括“分束器”（通常為π相移光柵），其通過Talbot效應將入射射束分成（或“剪切”成）幾個μ弧度寬的小射束。Talbot效應按照波強度沿著射束以周期性距離在于光柵圖樣的“復制”，該周期性距離被稱為Talbot距離，其中λ是X射線波長，g是光柵周期，k=1,2，…是圖樣的順序，并且對于π/2相移光柵或?qū)τ谖展鈻艁碚fη=1，且對于π相移光柵η=2。分束器由此在“Talbot距離”處創(chuàng)建微周期條紋圖樣，當折射物體被引入射束中時該微周期條紋圖樣會相對于未微擾圖樣改變形狀（移位）。微分相襯成像因此包括測量由物體引入的條紋圖樣相對于沒有物體時的圖樣的變化。為了在硬X射線波長處實現(xiàn)μ弧度角靈敏度，周期g必須處于μm范圍內(nèi)，從而產(chǎn)生幾十厘米的Talbot距離。

原則上可以使用顯微鏡像素探測器來直接測量條紋圖樣。然而，這是非常低效的。對于大多數(shù)實際應用來說，通過引入放在分束器后面并具有Talbot圖樣的周期的“分析器”吸收光柵，條紋圖樣變化被轉換成顯微鏡像素探測器上的強度變化。最后，為了使這樣的干涉儀與擴展點X射線管一起工作，“源”吸收光柵被放在源的前面，由此將其分成準相干線源的陣列。

通過在薄的Si晶片或光致抗蝕劑中進行微光刻來制成光柵。吸收光柵是難以制造的；通常通過用金填充規(guī)則透射光柵中的間隙來制成它們。上述“光柵剪切方法”已證明在低于幾十keV的能量下與晶體方法類似的性能。

然而，該方法在高于幾十keV的能量下不太有用。原因是難以制造具有阻擋更高能量的X射線所需厚度的微周期吸收光柵。這在圖1A中利用作為光子能量的函數(shù)的針對95%吸收所需的Au厚度的圖表進行了圖示。如所看到的，在臨床DPC成像的感興趣范圍中將需要幾百μm深度的光柵。然而根據(jù)光柵周期，目前的技術極限大約是50-100μm。這限制了針對高能量X射線的光柵剪切方法的對比度，如圖1B中通過針對具有100μm厚、4μm周期Au分析器光柵的干涉儀而計算的條紋對比度圖示的（遍及本說明書，對于X射線相襯和光學器件計算，我們使用XWFP波傳播代碼和XOP光學器件封裝）。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本教導，提供一種用于使用包括多區(qū)段源光柵、分束器光柵和分析器光柵的干涉儀對物體進行相襯成像的方法，其中該物體位于分束器光柵和分析器光柵之間。該方法可以包括將X射線射束指引到多區(qū)段源光柵上，其中多區(qū)段源光柵的每個區(qū)段被偏移預定量；在單次曝光期間通過平移物體或干涉儀來獲得多個圖像，其中該多個圖像具有不同的干涉儀定相；以及組合所獲得的多個圖像以產(chǎn)生物體的相襯圖像。

根據(jù)本教導，提供一種用于物體的相襯成像的設備。該設備可以包括：干涉儀，其包括多區(qū)段源光柵、分束器光柵和分析器光柵，其中該物體位于分束器光柵和分析器光柵之間；X射線源，其可操作用來將X射線射束指引到多區(qū)段源光柵上，其中該多區(qū)段源光柵的每個區(qū)段被偏移預定量；平移機構，其可操作用來平移物體或干涉儀；檢測器，其可操作用來獲得物體在單次曝光期間的多個圖像；以及處理器，其可操作用來組合所獲得的多個圖像以產(chǎn)生物體的相襯圖像。

在一些方面中，該多區(qū)段源光柵具有多于三個的不同區(qū)段。

在一些方面中，以通過物體的不同角度來獲取該多個圖像。

在一些方面中，該干涉儀具有大約1.8m的長度。

在一些方面中，該分析器光柵具有大約幾十厘米的厚度。

在一些方面中，使用位于分析器光柵后面的被分隔開大約1cm的線或狹縫掃描檢測器來獲得該多個圖像。

在一些方面中，所述多個圖像之間的角度是大約0.3°。

在一些方面中，四個圖像之間的角度范圍是大約0.9°。

在一些方面中，分析器光柵包括被堆疊以便覆蓋檢測器的長度的多個掠射角光柵。

通過引用的合并

通過引用將下面的參考文獻以整體并入本文。

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附圖說明

被并入本說明書中且構成本說明書的一部分的附圖圖示出本公開的實施例，并且與描述一起用來解釋本公開的原理。在附圖中：

圖1A和1B圖示常規(guī)的基于光柵的相襯射線照相的布局，并且插入物圖示通過分別掃描沿著其周期的各光柵之一所獲得的對于N=4步的相位步進曲線。僅小的物體可以被成像并且需要多次連續(xù)曝光來獲得相位步進曲線。

圖2A和2B圖示基于實施例的示例布局。堆疊的掠射角干涉儀（“GAI”）光柵可以被用來在掃描物體或干涉儀的同時對長且窄的視場成像。在不需要多次曝光的情況下，通過不同相位干涉儀的多個（≥3）相隔緊密的視圖可以被用來獲得相位步進曲線的等同物。可以使用多區(qū)段或“多相”光柵（在該草圖中是源光柵G0）來實現(xiàn)不同的干涉儀定相。

圖3A圖示根據(jù)實施例的掃描相襯乳房攝影系統(tǒng)的示例側視圖并且圖3B圖示頂視圖。在線性掃描表的單次通過中同時獲得衰減、折射和散射圖像。為了實現(xiàn)乳房攝影中所需的頭尾向（CC）、內(nèi)外側斜位（MLO）和中側投射，干涉儀光柵可以在支持軸上旋轉。

圖4A和4B圖示根據(jù)實施例的分別處于前視圖和側視圖中的對整個身體的示例掃描相襯射線照相系統(tǒng)。為了添加的斷層融合能力，掃描工作臺還可以圍繞患者旋轉。

圖5圖示根據(jù)實施例的示例計算機系統(tǒng)。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參考本公開的示例性實施例，在附圖中圖示出其示例。在方便的情況下，將遍及附圖使用相同的參考數(shù)字來指代相同的或類似的部分。

盡管闡述本公開的寬泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但盡可能精確地報告在特定示例中闡述的數(shù)值。然而，任何數(shù)值固有地包含必然地由在它們相應的測試測量中發(fā)現(xiàn)的標準偏差所引起的某些誤差。此外，本文公開的所有范圍要被理解為包括在其中包含的任何和所有子范圍。例如，“小于10”的范圍可以包括最小值零和最大值10之間的任何和所有子范圍（并且包括最小值零和最大值10），即，具有等于或大于零的最小值和等于或小于10的最大值的任何和所有子范圍，例如，1至5。在某些情況下，對于參數(shù)所規(guī)定的數(shù)值能夠取負值。在這個情況下，規(guī)定為“小于10”的范圍的示例值能夠假定負值，例如-1、-2、-3、-10、-20、-30，等等。

本公開的實施例涉及使用多光柵干涉儀（GAI）來查看通過物體的每個單獨薄片，以便形成寬能量范圍（從<20keV到>100keV）內(nèi)的X射線相襯掃描射線照相（PC-SR）系統(tǒng)。

本公開的實施例是我們先前公開的掠射角光柵干涉儀（GAI，專利申請PCT/US12/41908）的進一步改進，并且公開用于諸如人軀干這樣的大的物體的X射線相襯射線照相的簡單且經(jīng)濟方法。

對于本公開的實施例所設想的應用是在醫(yī)學X射線成像中，在那里PC被示出為大大增強軟組織（諸如軟骨、肌腱、血管、動脈斑塊、腦組織、微鈣化和腫瘤）的可見性。根據(jù)本公開的實施例描述的系統(tǒng)可以與高能量X射線一起工作并且與高能量和擴展點醫(yī)學X射線管一起工作，因此實現(xiàn)對人體深層組織的X射線相襯射線照相。

此外，可以在工業(yè)無損測試（NDT）和安全篩查的領域中使用本公開的實施例，在該領域中還可以通過掃描物體而不是干涉儀來實施所公開的系統(tǒng)。

對軟組織的成像形式是MRI、超聲和X射線。然而，盡管MRI和超聲提供良好的軟組織對比度，但是它們的空間分辨率受限。另一方面，常規(guī)的（基于衰減的）X射線成像具有良好的空間分辨率，但是差的軟組織對比度。

利用光柵干涉儀的X射線微分相襯（PC）或基于折射的成像具有變成新醫(yī)學成像形式的潛力，其相比利用常規(guī)的基于衰減的成像獲得的軟組織對比度和空間分辨率而言提供更高的軟組織對比度和空間分辨率。例如，最近的分析暗示PC-CT將能夠檢測軟組織中的小腫瘤和病變，這用其他成像形式是不可能的。動脈斑塊或軟骨損傷的X射線相襯診斷看起來也是可能的。因此，存在X射線PC的可能醫(yī)學應用的迅速生長的光譜[1]。此外，在無損測試和材料科學中可存在X射線相襯的許多強大應用。

圖1A和1B圖示基于常規(guī)光柵的相襯射線照相的布局。插入物圖示通過掃描沿著其周期的各光柵中的一個所獲得的對于N=4步的相位步進曲線。僅小的物體可以被成像并且需要多次連續(xù)曝光來獲得相位步進曲線。

掠射角干涉儀（GAI）包括三個微周期光柵（“源”、“分束器”、和“分析器”），它們具有相等的周期并分隔開相等的距離，且以通常在10°-30°的范圍中的角度處傾斜。使光柵傾斜的作用是增加它們從垂直入射值到的有效厚度并且因此實現(xiàn)在寬能量范圍（超過100keV）內(nèi)的高干涉儀條紋對比度或可見性[2]。多個GAI可以被堆疊和鋪設以得到大視場（FOV）成像系統(tǒng)[3]。

我們先前的公開聚焦于X射線相襯計算機斷層掃描（PC-CT）。盡管CT是用于3D掃描的強大技術，但是大部分醫(yī)學以及工業(yè)和安全成像仍是在射線照相模式中完成的，即使用普通2D投射。射線照相的優(yōu)點是在臨床上兼容的X射線劑量下簡單、快速、低成本和高空間分辨率。例如，乳房射線照相或乳房攝影是對于乳房癌篩查的“黃金標準”形式。

因此開發(fā)除了CT之外的相襯射線照相是有價值的。然而，存在一些要解決的問題：

i）在射線照相中需要被覆蓋的面積（例如在乳房攝影中25cm×25cm，并且在胸部或腹部射線照相中高達40cm×60cm）比利用目前技術可能的光柵面積（<100cm²）更大。組合幾十個這樣的光柵來覆蓋幾千平方厘米的面積在實際中很難并且也將是高成本的。

ii）相襯成像需要獲取物體的多個圖像（最少三個）來產(chǎn)生衰減、折射和散射射線照相。如通常所做的那樣獲取時間連續(xù)的這些圖像（即通過多次曝光）對醫(yī)學或工業(yè)射線照相來說是不現(xiàn)實的，因為潛在的患者/物體移動。此外，獲取連續(xù)圖像暗示使整個物體在干涉儀視場中，即利用光柵覆蓋大的面積，如上面所提到的這很難且成本高。

iii）常規(guī)的光柵干涉儀在對厚的身體部位（諸如軀干、頭或腿）成像所需的高X射線能量（>70-80kVp）下具有差的條紋對比度。

iv）對于所有光柵干涉儀（包括GAI）來說FOV在垂直于光柵條的方向上的范圍僅為幾厘米，這是因為窄且深的光柵開口的準直（漸暈）效應[3]。可以制造圓柱彎曲的光柵來緩解漸暈效應，但是它們昂貴而且也不能解決在高X射線能量下成像的問題。

v）在常規(guī)的垂直入射干涉儀可以工作的低X射線能量（乳房攝影范圍）下，為了改進光柵均勻性和降低制造成本使用GAI設計將仍是有利的。例如，研究級光柵可以被制成具有~2.5μm的周期和具有~50μm的厚度，以便足夠工作于高達~35kVp。然而，這樣的高縱橫比光柵難以制造且具有差的質(zhì)量。制造具有~25μm厚度的光柵且以30°角的GAI設置使用它們更容易且質(zhì)量更高，因此使它們的有效厚度翻倍。

在一些實施方式中，公開三個或更多GAI干涉儀的組合以便制造用于所有實際感興趣能量的低成本的掃描相襯射線照相（PC-SR）系統(tǒng)，其不需要連續(xù)曝光并且可以以高分辨率以及臨床上兼容的劑量和掃描速度對大的物體成像。

因此，與本教導一致的實施例公開了下面的特征。使用通過物體的多個（≥3）相隔緊密的空間視圖或索帶（chord）（使每個都具有不同的干涉儀定相）來獲得相襯射線照相而不是多個時間上分開的圖像（即順序曝光）。使用線或狹縫掃描設計來幾乎同時獲取相襯成像所需的多個圖像，因此緩解患者/物體運動問題。使用多個空間視圖連同線或狹縫掃描設計來獲取大的物體（高達幾十厘米寬，幾米長）的相襯射線照相。使用“多相”光柵（其有多個區(qū)段或有效面積，該多個區(qū)段或有效面積逐個區(qū)段地具有以光柵周期的一小部分移位的線）來在不需要掃描各光柵中的一個或用于連續(xù)曝光的情況下獲得相襯射線照相所需的多個圖像。將多視圖掃描GAI干涉儀用于大的物體的相襯射線照相，多達高的（150kVp）X射線能量。將多視圖掃描GAI干涉儀與TDI（時間延遲積分）檢測器或光子計數(shù)檢測器共同用于低劑量且高速的相襯乳房攝影和射線照相。將反射鏡或反射器濾波的多視圖掃描GAI干涉儀用于非常高靈敏度且低劑量的準單色相襯射線照相。

圖1A示出基于常規(guī)光柵的相襯射線照相的布局。圖1b示出通過沿著其周期掃描圖1A的各光柵中的一個（源光柵G0或分束器光柵G1）獲得的對于N=4步的相位步進曲線。在圖1A的布置中，僅小的物體可以被成像并且需要多次連續(xù)曝光來獲得圖1B的相位步進曲線。常規(guī)的光柵相襯成像通過將整個物體放置在Talbot-Lau垂直入射干涉儀中并且然后跨其周期來側向掃描各光柵中的一個來工作，其中N步的大小是x=G/N，其中G是光柵周期。對于每個光柵位置獲取連續(xù)圖像。

如圖1A中所示，可操作用來對物體120成像的基于常規(guī)光柵的相襯射線照相系統(tǒng)100包括：x射線源105（即x射線管）、源光柵G0 110、分束器光柵G1 115、分析器光柵G2 125和面積檢測器130。源光柵G0 110位于x射線源105和分束器光柵G1 115之間。物體120位于分束器光柵G1 115和分析器光柵G2 125之間。通常面積檢測器130在一側小于10cm。該布置過程在圖像的每個像素中產(chǎn)生準正弦強度振蕩，即如圖1B中所示的“相位步進”曲線：

。

相位步進曲線的dc或平均值A產(chǎn)生衰減圖像，調(diào)制B的幅度產(chǎn)生散射圖像，并且由對象引入的相移φ產(chǎn)生折射圖像[1]。

因為相位步進曲線由三個參數(shù)確定，所以最小數(shù)目是三個相位步長，其中需要三個對應的干涉儀圖像來獲得物體的衰減、折射和散射圖像。

該方法要求使整個物體在干涉儀視場中。對于大的物體（諸如人軀干），這是很難的，因為典型的光柵尺寸≤幾厘米×幾厘米。此外，在垂直于光柵條的方向（圖1A中水平方向）上的光柵視場被窄且深的光柵開口的準直效應限制成幾厘米。該方法還需要獲取多個連續(xù)圖像，這需要長的測量時間（在醫(yī)學管的情況下通常幾十秒），并且還需要物體在該時間期間不移動。特別對于醫(yī)學射線照相而言，這些約束限制常規(guī)相襯成像方法的實際有效性。此外，常規(guī)垂直入射干涉儀僅工作在低X射線能量（通常＜40kVp）。

圖2A圖示基于實施例的基于示例光柵的相襯射線照相系統(tǒng)。在物體或干涉儀被掃描的同時，堆疊的GAI光柵被用來對長且窄的視場成像。在不需要多次曝光的情況下，通過不同相位干涉儀的多個（≥3）相隔緊密的視圖被用來獲得相位步進曲線的等同物。使用多區(qū)段或“多相”光柵（其在圖2A中是源光柵G0）來實現(xiàn)不同干涉儀定相。多區(qū)段源光柵G0可以具有至少兩個不同區(qū)段。

如圖2A中所示，根據(jù)實施例的可操作用來對物體220成像的基于示例光柵的相襯射線照相系統(tǒng)200包括：x射線源205（即x射線管）、源光柵G0 210、分束器光柵G1 215、分析器光柵G2 225和檢測器230。源光柵G0 210位于x射線源205和分束器光柵G1 215之間。物體220位于分束器光柵G1 215和分析器光柵G2 225之間。在一些方面中，分析器光柵G2 225可具有大約幾十厘米的厚度。該分析器光柵可以包括被堆疊以便覆蓋檢測器230的長度的多個掠射角光柵。檢測器230可以包括多個時間延遲積分（TDI）CCD檢測器或線檢測器。

如圖2A和2B中示出的示例布置可以以劃算的方式解決上述所有問題。在示例布置中，使用通過物體的多個相隔緊密的扇形視圖或“薄片”以便獲取相襯成像所需的多個圖像。每個視圖具有使用具有多個區(qū)或區(qū)段240、245、250和255的光柵獲得的干涉儀的不同定相，如圖2B中所示每個區(qū)段240、245、250和255具有不同的相對線位置。例如，如果使用四個視圖，則各區(qū)段之間的光柵線的相對定相會是0、G/4、G/2和3G/4，其中G是光柵周期。三個光柵中的任一個都可以被劃分成區(qū)段，但是以這種方式最容易制造的是小尺寸的源光柵G0。

通過跨過物體掃描扇形視圖或薄片（通過平移物體或干涉儀），幾乎同時獲取每個都具有不同干涉儀定相的多個圖像（僅有的時滯存在于通過掃描速度劃分的相鄰視圖之間的距離，其對于典型的射線照相設置是幾分之一秒）。以通過物體的不同角度來獲取多個圖像，并且這些圖像然后被用來構建相位步進曲線，如圖2B中所示。

在該示例方法中，使用以通過物體的稍稍不同的角度獲取的相襯射線圖像。例如，假設典型的干涉儀長度是~1.8m并且各線或狹縫掃描檢測器分開1cm，則各視圖之間的角度是0.3°。假設四個視圖，一個相襯投射由此將相位信息在0.9°角范圍上平均。

然而，我們的以及其他關于“交錯的”相襯旋轉斷層攝影[4]（在其中以稍稍不同CT角獲取的圖像被用于類似于圖2的相位恢復[5、6]）的研究示出這樣的小角度平均不會顯著影響折射圖像的準確性或質(zhì)量。該小角度平均對衰減和散射圖像的影響甚至更小。

此外，本公開的實施例可以使用長且窄的狹縫或線掃描檢測器，其具有被堆疊以便覆蓋檢測器的長度的多個GAI光柵。這將實現(xiàn)通過利用寬扇形射束的線性掃描對大的物體的射線照相。例如，通過高達440mm長的TDI CCD，Teledyne Dalsa產(chǎn)生7mm寬的全景X射線成像[6]。（TDI或時間延遲積分是一種利用非常高的信噪比獲得線掃描圖像的技術并且在于使累積在與物體掃描同步的CCD中的電荷移位。TDI CCD本質(zhì)上充當連續(xù)膠片暗盒）。使用這樣的檢測器，可以容易地掃描人腿或軀干的尺度的物體?？商娲?，可以使用相隔緊密的線性檢測器行（諸如光子計數(shù)的Si或CdTe像素化陣列[7]）。這也將能量分辨率添加到系統(tǒng)，從而使得能夠進一步增加其靈敏度和性能。

圖3A圖示根據(jù)實施例的掃描相襯乳房攝影系統(tǒng)的示例側視圖，并且圖3B圖示頂視圖。在線性掃描工作臺的單次通過中同時獲得衰減、折射和散射圖像。為了實現(xiàn)乳房攝影中所需的頭尾向（CC）、內(nèi)外側斜位（MLO）和中側投射，干涉儀光柵可以在支持軸上旋轉。

在該實施例中，公開了以低X射線能量操作的低能量PC-SR乳房攝影系統(tǒng)300。在圖3a和3b中示出的示例布局中，低能量PC-SR乳房攝影系統(tǒng)300包括患者支撐構件305，其被第一基底構件310和第二基底構件315支撐。掃描工作臺320位于患者支撐構件305下面并且在第二基底構件315上面。掃描工作臺320可操作用來使用耦合到第二基底構件315的旋轉軸325進行旋轉并且能夠使用耦合到旋轉軸325的旋轉鎖330鎖定到一定位置。掃描工作臺320被布置在患者支撐構件305下面并包括構臺330。該構臺330包括x射線源335（即x射線管）和與上文關于圖2a和2b描述的類似的GAI（其由干涉儀基底340支撐）。如關于圖2a和2b所討論的，干涉儀基底340支撐源光柵（G0）345、分束器光柵（G1）350、分析器光柵（G2）355和檢測器360（即TDI CCD檢測器。在該布置中，作為被掃描的物體的乳房組織可以被一對扁板365支撐在任一側上。構臺330的頂部被蓋子370覆蓋。

使患者俯臥在具有對于乳房的開口375的患者支撐構件305上，該位置與立體定位活組織檢查成像系統(tǒng)中使用的位置類似。俯臥位置還允許將乳房浸入折射率匹配流體（例如鹽溶液或水）中，以便移除在乳房/空氣界面處對于低X射線能量出現(xiàn)的強相位變化。由于準直的幾何結構，用這樣的系統(tǒng)所估計的劑量是低的（大約1mGy），并且掃描時間僅幾秒。如先前的公開[8]中所描述的，X射線反射鏡或其他帶通光譜濾波器可以被添加到該系統(tǒng)以產(chǎn)生準單色光譜，其進一步增強干涉儀的性能并降低劑量。

圖4A和4B分別圖示根據(jù)實施例的用于整個身體的掃描相襯射線照相系統(tǒng)400的示例前視圖和側視圖。該系統(tǒng)400包括與上文關于圖2a和2b描述的且與上文關于圖3a和3b描述的類似的GAI，除了圖3A和3B中的GAI處于水平布置，圖4A和4B中的GAI處于垂直布置。該GAI包括x射線源405、源光柵（G0）410、分束器光柵（G1）415、分析器光柵（G2）420和檢測器425（即TDI CCD檢測器）。要被掃描的患者位于工作臺435上并且要被掃描的身體的部分430位于分束器光柵（G1）415和分析器光柵（G2）420之間。為了添加的斷層攝影能力，掃描工作臺還可以圍繞患者旋轉。在該示例中，公開了用于整個身體的射線照相（胸部、腹部、手足或頭）的高能量PC-SR系統(tǒng)。該實施例使用與用于PC-SR乳房攝影的布局類似的布局，但是具有更厚且更傾斜的光柵（其可以以高達140kVp能量工作）且具有更長（長達幾十厘米）的掃描檢測器。這樣的PC-SR系統(tǒng)將實現(xiàn)以高能量的遍及身體的軟組織X射線診斷，其與乳房攝影實現(xiàn)以低能量檢測乳房中的軟組織異常的方式類似。示例高沖擊應用可以是例如不穩(wěn)定的動脈斑塊的X射線相襯診斷。最近的研究顯示X射線相襯可以在動脈壁、低密度脂質(zhì)沉積和纖維性或鈣化斑塊囊之間非常好地區(qū)別。

本公開的實施例還有可能用于工業(yè)或安全相襯成像，這里寬且長的物體（諸如行李或直升機槳葉）可以在干涉儀的視場中被掃描。

在操作中，使用圖2A和2B中描繪的系統(tǒng)的圖3A和3B以及圖4A和4B中描繪的系統(tǒng)可以操作用來執(zhí)行使用干涉儀對物體進行相襯成像的方法，該干涉儀包括多區(qū)段源光柵、分束器光柵和分析器光柵，其中該物體位于分束器光柵和分析器光柵之間。該方法可以包括將X射線射束指引到多區(qū)段源光柵上，其中多區(qū)段源光柵的每個區(qū)段被偏移預定量；在單次曝光期間通過平移物體或干涉儀來獲得多個圖像，其中該多個圖像具有不同的干涉儀定相；以及組合所獲得的多個圖像以產(chǎn)生物體的相襯圖像?？梢允褂梦挥诜治銎鞴鈻藕竺娴南喔舸蠹s1cm的線或狹槽掃描檢測器來獲得多個圖像。各多個圖像之間的角度可以是大約0.1°、大約0.3°、或大約0.5°。四個圖像之間的角度范圍可以是大約0.5°、大約0.7°、0.9°、或大約0.11°。根據(jù)所使用的成像系統(tǒng)的特定配置，可以使用多個圖像之間的其他角度和圖像之間的其他角度范圍。

前面的描述是說明性的，并且本領域技術人員可以想到配置和實施方式中的變化。例如，結合本文公開的實施例描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路可以利用通用處理器、數(shù)字信號處理器（DSP）、專用集成電路（ASIC）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件或被設計成執(zhí)行本文描述的功能的其任何組合來實施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但可替代地，該處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可以被實施為計算設備的組合（例如DSP和微處理器的組合）、多個微處理器、結合DSP內(nèi)核的一個或多個微處理器、或任何其他這樣的配置。

在一個或多個示例性實施例中，可以以硬件、軟件、固件或其任何組合來實施所描述的功能。對于軟件實現(xiàn)方式，可以以執(zhí)行本文描述的功能的模塊（例如過程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類等等）來實施本文描述的技術?？梢酝ㄟ^傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、變元、參數(shù)來將一模塊耦合到另一模塊或硬件電路，或者可以使用任何適當手段（包括存儲器共享、消息傳遞、令牌傳遞、網(wǎng)絡傳輸?shù)鹊龋﹣韨鬟f、轉發(fā)或傳輸存儲器內(nèi)容、信息、變元、參數(shù)、數(shù)據(jù)等等。軟件代碼可以被存儲在存儲器單元中并由處理器執(zhí)行。存儲器單元可以在處理器之內(nèi)或處理器外部來實施，在這種情況下該存儲器單元可以經(jīng)由本領域中已知的各種手段通信耦合到處理器。

例如，圖5圖示可以用來執(zhí)行上述特征的各處理器中一個或多個的計算機設備500的硬件配置的一個示例。盡管圖5圖示包含在計算機設備500中的各種部件，但是圖5僅圖示計算機設備的一個示例并且額外的部件可以被添加且現(xiàn)有的部件可以被移除。

計算機設備500可以是任何類型的計算機設備（諸如桌上型計算機、膝上型計算機、服務器等等），或移動設備（諸如智能電話、平板計算機、蜂窩電話、個人數(shù)字助理等等）。如圖5中所圖示的，計算機設備500可以包括具有不同內(nèi)核配置和時鐘頻率的一個或多個處理器502。計算機設備500還可以包括一個或多個存儲設備504，其在計算機設備500的操作期間用作主存儲器。例如，在操作期間，支持該特征的軟件的副本可以被存儲在一個或多個存儲設備504中。計算機設備500還可以包括一個或多個外設接口506（諸如鍵盤、鼠標、觸摸板、計算機屏、觸摸屏等等）以便實現(xiàn)人類與計算機設備500的交互以及計算機設備500的操縱。

計算機設備500還可以包括用于經(jīng)由一個或多個網(wǎng)絡進行通信的一個或多個網(wǎng)絡接口（諸如以太網(wǎng)適配器、無線收發(fā)器或串行網(wǎng)絡部件），以便使用協(xié)議通過有線或無線介質(zhì)進行通信。計算機設備500還可以包括具有不同物理尺度和存儲容量的一個或多個存儲設備510（諸如閃存驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、隨機存取存儲器等等），以便存儲諸如圖像、文件和用于由一個或多個處理器502執(zhí)行的程序指令之類的數(shù)據(jù)。

另外，計算機設備500可以包括實現(xiàn)上述特征的功能的一個或多個軟件程序512。該一個或多個軟件程序512可以包括促使一個或多個處理器502執(zhí)行本文所述的過程的指令。一個或多個軟件程序512的拷貝可以被存儲在一個或多個存儲設備504中和/或一個或多個存儲設備510中。同樣地，一個或多個軟件程序512所利用的數(shù)據(jù)可以被存儲在一個或多個存儲設備504中和/或一個或多個存儲設備510中。

在實施方式中，計算機設備500可以經(jīng)由網(wǎng)絡516與一個或多個其他設備514通信。該一個或多個其他設備514可以是如上所述的任何類型的設備。網(wǎng)絡516可以是任何類型的網(wǎng)絡，諸如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)、公用電話交換網(wǎng)、紅外網(wǎng)絡、無線網(wǎng)以及其任何組合。網(wǎng)絡516可以使用各種各樣的商業(yè)可用的協(xié)議（諸如TCP/IP、UDP、OSI、FTP、UPnP、NFS、CIFS、AppleTalk等等）中的任一個來支持通信。網(wǎng)絡516可以是例如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)、公用電話交換網(wǎng)、紅外網(wǎng)絡、無線網(wǎng)以及其任何組合。

計算機設備500可以包括如上文所討論的各種各樣的數(shù)據(jù)存儲和其他存儲器和存儲介質(zhì)。這些可以存在于各種各樣的位置中，諸如在各計算機中的一個或多個的本地存儲介質(zhì)上（和/或存在于各計算機中的一個或多個中）或者遠離跨網(wǎng)絡的任何或所有計算機。在一些實施方式中，信息可以存在于本領域技術人員熟悉的存儲區(qū)域網(wǎng)（“SAN”）中。類似地，用于執(zhí)行歸屬于計算機、服務器或其他網(wǎng)絡設備的功能的任何必要文件可根據(jù)情況本地和/或遠程存儲。

在各實施方式中，如上所述計算機設備500的部件不需要被裝入單個外殼內(nèi)或者甚至定位成彼此接近。本領域技術人員將領會到上述部件僅是示例，因為計算機設備500可以包括任何類型的硬件部件，包括任何必要的附隨的固件或軟件，以便執(zhí)行所公開的實施方式。計算機設備500還可以由電子電路部件或處理器（諸如專用集成電路（ASIC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA））部分或整體來實施。

如果以軟件實施，則功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或者通過計算機可讀介質(zhì)來傳輸。計算機可讀介質(zhì)包括有形非瞬時計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)二者，其包括促進計算機程序從一個地方轉移到另一個地方的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可被計算機訪問的任何可用的有形非瞬時介質(zhì)。通過示例但非限制的方式，這樣的有形非瞬時計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、閃速存儲器、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其他磁性存儲設備、或用于以指令或數(shù)據(jù)結構的形式載送或存儲期望程序代碼且可被計算機訪問的任何其他介質(zhì)。如本文所使用的，磁盤和光盤包括CD、激光盤、光盤、DVD、軟盤、藍光盤，在這里磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤利用激光光學地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。而且，任何連接被適當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、數(shù)字用戶線（DSL）或無線技術（諸如紅外、無線電和微波）從網(wǎng)站、服務器或其他遠程源傳送軟件，則該同軸線纜、光學線纜、雙絞線、DSL或無線技術（諸如紅外、無線電和微波）被包括在介質(zhì)的定義中。上述的組合也應該被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)參考其實施方式的示例描述了該教導，但在不脫離真實精神和范圍的情況下，本領域技術人員將能夠?qū)λ枋龅膶嵤┓绞竭M行各種修改。本文使用的術語和描述僅僅作為說明被闡述并且不意味著作為限制。特別地，盡管已經(jīng)通過示例描述了過程，但可以以與圖示出的相比不同的順序或者同時地執(zhí)行過程的階段。此外，就在具體實施方式中使用的術語“包括”、“具有”、“帶有”或其變體來說，此類術語旨在以與術語“包括”類似的方式是包括性的。如本文中使用的，諸如例如A和B的關于項目的列表的術語“……中的一個或多個”和“……中的至少一個”意指只有A、只有B，或者A和B。此外，除非以其他方式指定，術語“集合”應該被解釋為“一個或多個”。而且，術語“耦合”旨在意指間接或直接連接。因此，如果第一設備耦合到第二設備，則該連接可以通過直接連接或通過經(jīng)由其他設備、部件和連接的間接連接。