專利名稱：用于對對象進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對對象進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)、成像方法和計(jì)算機(jī) 程序。本發(fā)明還涉及用于生成對象的圖像的對應(yīng)的圖像生成設(shè)備、圖像生 成方法和計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
己知的成像系統(tǒng)，其采集對象的截?cái)嗤队埃ㄟ^使用這些截?cái)嗤队皝?重建圖像。這導(dǎo)致圖像偽影。這些己知的成像系統(tǒng)使用插值技術(shù)以生成非 采集缺失數(shù)據(jù)和完成截?cái)嗤队耙垣@得非截?cái)嗤队啊＿@些所計(jì)算的非截?cái)嗤?影只是近似值，因此使用這些所計(jì)算的非截?cái)嗤队爸亟ǖ膱D像包括偽影。
在B. Ohnesorge、 T. Flohr、 K. Schwarz、 J. R Heiken和K. T. Bae的文章 "Efficient correction for CT image artefacts caused by objects extending outside the scan field of view" (Med. Phys. 27 (1) ， 39-46頁(2000))中， 還提出了使用適合的反投影濾波器對截?cái)嗤队斑M(jìn)行反投影，但是這些合適 的反投影濾波器在重建圖像中一定也生成偽影。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成像系統(tǒng)，其通過使用截?cái)嗤队皝砩蓤D像， 其中，這些圖像包括比由已知成像系統(tǒng)使用截?cái)嗤队吧傻膱D像少的偽影， 即其生成提高的圖像質(zhì)量的圖像。另外，將提供對應(yīng)的成像方法、對應(yīng) 的圖像生成設(shè)備和對應(yīng)的圖像生成方法。
在本發(fā)明的第一方面，提供用于對對象進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)，其包括:
多色輻射源，其用于發(fā)射多色輻射，
能量分辨輻射探測器，用于根據(jù)穿過所述對象之后的輻射獲得探測信
號，
驅(qū)動設(shè)備，其用于彼此相對地移動對象和輻射源，從而從不同方向采集截?cái)嗤队?，其中，所述截?cái)嗤队鞍ㄌ綔y信號，
計(jì)算單元，其用于根據(jù)截?cái)嗤队按_定對象和對象內(nèi)物質(zhì)中的至少一個 的k邊緣分量，并且用于根據(jù)所確定的k邊緣分量確定非截?cái)嗤队埃?br> 重建單元，其用于使用非截?cái)嗤队爸亟▽ο蟆?br> 重建對象的步驟可以是重建例如對象自身的材料或組織的對象自身的 步驟，或者重建填充在對象內(nèi)的物質(zhì)的步驟，其中，對象是所述物質(zhì)被填
充在其中的例如套管(casing)或脈管，并且其中，例如套管或脈管的對象 的重建圖像是對象內(nèi)物質(zhì)的圖像。例如，人體心臟的脈管內(nèi)的造影劑的重 建圖像是人體心臟的脈管的重建圖像(冠狀動脈血管造影術(shù))。如果僅確定 對象的k邊緣分量，物質(zhì)不必存在于對象內(nèi)。
本發(fā)明基于如下構(gòu)思，即根據(jù)截?cái)嗤队翱梢源_定對象和對象內(nèi)物質(zhì)中 的至少一個的k邊緣分量以及根據(jù)k邊緣分量可以確定非截?cái)嗤队?。由?僅使用所確定的非截?cái)嗤队皝碇亟▓D像，則重建圖像示出比由已知成像系 統(tǒng)使用截?cái)嗤队爸亟ǖ膱D像更少的偽影，即與使用截?cái)嗤队暗囊阎上裣?統(tǒng)相比提高了圖像質(zhì)量。
計(jì)算單元優(yōu)選地用于通過求解方程組確定k邊緣分量，所述方程組將 截?cái)嗤队暗奶綔y信號描述為對象或?qū)ο髢?nèi)物質(zhì)中的至少一個的k邊緣效應(yīng)、 光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的組合，每個效應(yīng)作為對應(yīng)的分量對探測信號做出 貢獻(xiàn)。特別地，能量分辨輻射探測器提供不同能量箱的多個能量分辨探測 信號。這些能量箱優(yōu)選地包括不同的譜靈敏性，特別地，每個能量箱是完 全能量范圍的一部分，在所述完全能量范圍中可以獲得探測信號并且對所 述探測信號感興趣。將在輻射穿過對象或?qū)ο髢?nèi)的物質(zhì)中的至少一個之后 的輻射衰減優(yōu)選地模擬為具有第一譜的光電效應(yīng)、具有第二譜的康普頓效 應(yīng)和具有第三譜(k邊緣效應(yīng))的在感興趣能量范圍內(nèi)具有k邊緣的對象或 對象內(nèi)的物質(zhì)中的至少一個的剩余衰減的組合。將針對每個探測信號中的 每個分量的密度長度積模擬為離散線性系統(tǒng)，對所述離散線性系統(tǒng)進(jìn)行求 解以獲得對象和對象內(nèi)物質(zhì)中的至少一個的至少k邊緣分量。根據(jù)對象和 對象內(nèi)物質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量可以確定非截?cái)嗤队?，所述非截?cái)?投影用于重建對象。通過傳統(tǒng)的重建方法可以執(zhí)行重建。使用這樣的方程 組允許根據(jù)探測信號即根據(jù)截?cái)嗤队按_定k邊緣分量，并且能根據(jù)k邊緣分量確定具有高質(zhì)量的非截?cái)嗤队?，其中，進(jìn)一步提高重建圖像中偽影的 質(zhì)量。
通過使用數(shù)值法優(yōu)選地對針對多個能量分辨探測信號的方程組進(jìn)行求 解。優(yōu)選的方法是考慮測量的噪聲統(tǒng)計(jì)的最大似然法。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，使用考慮輻射源的發(fā)射譜和探測器的譜靈敏性 的模型。這引起所計(jì)算的分量的更高的精確性，以及，從而所確定的非截 斷投影的更高的精確性，以及因此，最終進(jìn)一步提高重建圖像的質(zhì)量。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多色輻射源是多色x線射源，且能量分辨輻射探測
器是能量分辨X射線探測器。X射線源和X射線探測器的使用允許采集具
有信噪比的截?cái)嗤队?，其允許確定k邊緣分量以及從而非截?cái)嗤队?，以?通過使用這些非截?cái)嗤队爸亟ǖ木哂羞M(jìn)一步提高的質(zhì)量的圖像。
優(yōu)選地，成像系統(tǒng)適于對作為存在于第二對象內(nèi)的第一對象的對象進(jìn) 行成像，其中，多色輻射源適于僅照射第一對象從而采集足以重建第一對 象的截?cái)嗤队?。由于只照射第一對象從而采集足以重建第一對象的截?cái)嗤?影，可以減少給予例如患者的對象的總劑量?？蛇x地，不必增加總劑量就 可以增加輻射強(qiáng)度，這是因?yàn)樵谠搶?shí)施例中，已經(jīng)對照射進(jìn)行限制，從而 采集足以僅重建第一對象的截?cái)嗤队?。如果已知成像系統(tǒng)以相同方式對照 射進(jìn)行限制，則僅能夠使用導(dǎo)致低質(zhì)量圖像的截?cái)嗤队皝碇亟▓D像。如果 由已知成像系統(tǒng)生成的圖像的質(zhì)量提高，則必須對照射幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改
從而僅采集非截?cái)嗤队?，S卩輻射源必須適于照射第一對象和第二對象，
從而只采集這兩個對象的非截?cái)嗤队?，但是這導(dǎo)致如果僅必須重建第一對 象，則給予例如患者的對象的劑量是不能接受的。相反地，根據(jù)本發(fā)明的 該優(yōu)選實(shí)施例允許生成第一對象的高質(zhì)量圖像，而不必增加給予第一對象 和第二對象的總劑量。
進(jìn)一步優(yōu)選地，成像系統(tǒng)適于執(zhí)行用于采集足以確定第一對象存在于 其中的第二對象內(nèi)的區(qū)域的投影的預(yù)采集步驟，以及多色輻射源適于只照 射所確定的區(qū)域從而采集足以重建所確定區(qū)域的截?cái)嗤队?。這允許確定第 一對象存在于其中的第二對象內(nèi)的區(qū)域，并且因此確保只照射所確定區(qū)域 從而采集足以重建所確定區(qū)域的截?cái)嗤队?。因此，可以確保應(yīng)用于對象的 劑量不大于用于重建第一對象的必要劑量。成像系統(tǒng)和多色輻射源的適配可以實(shí)現(xiàn)為成像系統(tǒng)和多色輻射源自身 或者控制成像系統(tǒng)和/或多色輻射源的控制單元。
重建對象所需要的(即足以重建第一對象或所確定的區(qū)域的)投影 的類型(即采集幾何結(jié)構(gòu))例如從充分條件中知曉。
充分條件為例如在第一對象的成像過程中第一對象完全位于多色輻射 源的束內(nèi)，即針對每個投影方向在測量過程中第一對象總是被完全照射。 通過使用主動式或被動式準(zhǔn)直器來優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)該充分條件。主動式準(zhǔn)直器 適于多色輻射源的束，從而僅第一對象總是處于多色輻射源的束內(nèi)，優(yōu)選 地包括安全裕度以確保第一對象總是處于多色輻射源的輻射束內(nèi)。被動式 準(zhǔn)直器對多色輻射源的輻射束進(jìn)行準(zhǔn)直，從而在測量過程中固定輻射束的 尺寸，并且在測量過程中第一對象總是處于輻射束內(nèi)。
如果對象是脈管或含有物質(zhì)的套管，例如人體心臟的脈管，物質(zhì)優(yōu)選 地為造影劑，例如碘或基于碘的造影劑或基于釓的造影劑。
在權(quán)利要求8和10中對對應(yīng)的成像方法和對應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行了限 定。在權(quán)利要求7、 9和11中對用于生成對象的圖像的對應(yīng)的圖像生成設(shè) 備、對應(yīng)的圖像生成方法和對應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行了限定。在從屬權(quán)利要 求中對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了限定。
可以理解，權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)、權(quán)利要求7的對應(yīng)的圖像生成設(shè) 備、權(quán)利要求8的對應(yīng)的成像方法、權(quán)利要求9的對應(yīng)的圖像生成方法以 及權(quán)利要求10和11的對應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序具有在從屬權(quán)利要求中所限定的 對應(yīng)的優(yōu)選實(shí)施例。


根據(jù)以下描述的實(shí)施例本發(fā)明的這些以及其他方面將變得清晰，并且 將參照以下描述的實(shí)施例進(jìn)行解釋。在附圖中-
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的成像系統(tǒng)的圖解表示；
圖2a示意性地示出了用于采集非截?cái)嗤队暗牟杉瘞缀谓Y(jié)構(gòu)；
圖2b示意性地示出了非截?cái)嗤队埃?br> 圖3a示意性地示出了用于采集截?cái)嗤队暗牟杉瘞缀谓Y(jié)構(gòu)； 圖3b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的截?cái)嗤队昂头墙財(cái)嗤队?；圖4示例性地示出了多色X射線源的譜；以及
圖5示例性地示出了光電效應(yīng)的譜、康普頓效應(yīng)的譜和對象內(nèi)物質(zhì)的譜。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的成像系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)(CT系統(tǒng))。所述CT系統(tǒng) 包括機(jī)架1，所述機(jī)架1能夠圍繞沿平行于z軸方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸R旋轉(zhuǎn)。 多色輻射源2被安裝在機(jī)架1上，在該實(shí)施例中所述多色輻射源2為發(fā)射 多色X射線輻射的X射線管。X射線源2上設(shè)置有準(zhǔn)直器設(shè)備3，在該實(shí) 施例中所述準(zhǔn)直器設(shè)備3根據(jù)由X射線管2產(chǎn)生的輻射形成錐形輻射束4。 輻射穿過諸如患者或人體心臟的脈管的在檢査區(qū)5中的感興趣區(qū)域中的對 象(未示出)，在該實(shí)施例中所述檢查區(qū)5是圓柱形的。在穿過檢査區(qū)5之 后，X射線束4入射到能量分辨輻射探測器上，在該實(shí)施例中所述能量分 辨輻射探測器是安裝在機(jī)架1上的二維探測器的能量分辨X射線探測器單 元6。成像系統(tǒng)包括具有兩個電機(jī)7、 8的驅(qū)動設(shè)備。機(jī)架l由電機(jī)7以優(yōu) 選恒定但可調(diào)節(jié)的角速度驅(qū)動。另一個電機(jī)8用于轉(zhuǎn)移被安置在檢查區(qū)5 中的患者床上的例如患者的對象，平行于旋轉(zhuǎn)軸R或z軸的方向。例如， 這些電機(jī)7， 8由控制單元9來控制，從而輻射源2和檢查區(qū)沿著螺旋形軌 跡彼此相對移動。但是，對象或檢査區(qū)5不移動，而只有X射線源2旋轉(zhuǎn) 也是可能的，S卩輻射源相對于對象沿著圓形軌跡移動。而且，在另一個 實(shí)施例中，準(zhǔn)直器設(shè)備3適于形成扇形束，且能量分辨X射線探測器單元 也可以是一維探測器。
能量分辨X射線探測器例如根據(jù)對入射光子的計(jì)數(shù)原則工作并輸出表 示某個能量區(qū)域中每能量的光子數(shù)的信號。這種能量分辨探測器在例如 Llopart， X,等人的文章 "First test measurements of a 64k pixel readout chip working in a single photon counting mode "(Nucl. Inst and Meth. A， 509 (1-3 ): 157-163,2003 )和Llopart， X.等人的文章"Medipix2: A 64-k pixel readout chip with 55 mum square elements working in a single photon counting mode "(IEEE Trans. Nucl. Sci. 49 (5) :2279畫2283，2002)中進(jìn)行了描述。優(yōu)選地，能量分 辨探測器是適合的，從而其為至少三個不同的能量箱提供至少三個能量分辨探測信號。但是，為了增強(qiáng)CT成像系統(tǒng)的靈敏性和噪聲魯棒性，具有更 高的能量分辨率是有利的。
將由探測器單元6采集的數(shù)據(jù)提供給圖像生成設(shè)備10以生成對象和物 質(zhì)中的至少一個的圖像，所述物質(zhì)可以存在于對象內(nèi)，例如，人體心臟的 脈管內(nèi)的造影劑。
可以最終將重建的圖像提供給顯示器ll以顯示圖像。優(yōu)選地，圖像生 成設(shè)備也可以由控制單元9來控制。
對象內(nèi)的物質(zhì)優(yōu)選的是例如基于釓或碘的造影劑。
下面，對根據(jù)本發(fā)明的用于對對象進(jìn)行成像的成像方法的實(shí)施例進(jìn)行 更加詳細(xì)的描述。
首先，X射線源2圍繞旋轉(zhuǎn)軸R或z方向旋轉(zhuǎn)，且對象是不移動的， 即X射線源2圍繞對象沿著圓形軌跡運(yùn)動。在另一個實(shí)施例中，X射線源 可以沿著例如圓錐形軌跡的另一個軌跡相對于對象移動。X射線源2發(fā)射 穿過對象的X射線輻射，其中，在該實(shí)施例中物質(zhì)是存在的。所述物質(zhì)是 例如造影劑，像基于釓或碘的造影劑，其已經(jīng)預(yù)先注射。所述對象是例如 人體心臟的脈管，其中，在已經(jīng)注射造影劑之后，造影劑存在于該脈管內(nèi)。 由探測器6探測已經(jīng)穿過對象和對象內(nèi)物質(zhì)的X射線輻射，所述探測器6 生成探測信號。與X射線源2和探測器6相對于對象的相同位置相對應(yīng)且 同時采集的探測信號形成投影。采集幾何結(jié)構(gòu)是適合的從而采集截?cái)嗤队啊?br> 現(xiàn)在參照圖2a、 2b、 3a、 3b對截?cái)嗤队昂头墙財(cái)嗤队斑M(jìn)行更加詳細(xì)的 示例性描述。
圖2a示意性示出了用于采集非截?cái)嗤队暗牟杉瘞缀谓Y(jié)構(gòu)。從輻射源2 發(fā)射的束4在穿過第一對象20和第二對象21之后由探測器6進(jìn)行探測。 對探測器6和束4的尺寸進(jìn)行設(shè)定，從而第一對象20存在于其中的第二對 象21完全處于束4內(nèi)。在圖2b中示意性示出了對應(yīng)的非截?cái)嗤队癙n,其 中，示出了取決于探測器6上位置v的吸收//。在位置Vl和位置v3處束4 沒有穿過對象21，因此吸收/z為零。在位置V2處，束4的對應(yīng)的X射線沿 著如下路徑穿過第一對象21，所述路徑為穿過第一對象21的最長的可能路
徑，從而吸收/Z包括在該位置V2處的最大值。
圖3a示意性示出了用于釆集截?cái)嗤队暗牟杉瘞缀谓Y(jié)構(gòu)。輻射源2生成穿過第一對象20和第二對象21的輻射束4，其中，輻射束4在穿過第一對 象20和第二對象21之后由探測器6探測。對輻射束4的尺寸進(jìn)行設(shè)定， 從而第一對象20完全處于輻射束4內(nèi)。還對輻射束4的尺寸進(jìn)行進(jìn)一步設(shè) 定，從而能夠采集足以重建第一對象20的投影。另外，對輻射束4的尺寸 進(jìn)行設(shè)定，從而第二對象21不完全處于輻射束4內(nèi)。優(yōu)選地，對輻射束4 的尺寸進(jìn)行設(shè)定，從而應(yīng)用于第二對象21的劑量盡量小，同時仍然采集足 以重建第一對象20的投影。圖3b示意性示出了截?cái)嗤队癆，其可以通過 使用圖3a所示的采集幾何結(jié)構(gòu)來采集。圖3b示出了取決于探測器6上的 位置v的吸收A。在探測器位置v,和V2處，沒有探測到輻射且所探測的吸 收因此為零。與在圖2b中所示的投影Pn相比，由于在投影Pt中缺失投 影數(shù)據(jù)并且由于投影Pt包括在位置v3和v4處的步驟，如投影Pt的使用截?cái)?投影的第一對象20的重建，如由已知成像系統(tǒng)所執(zhí)行的，在對應(yīng)的重建圖 像中產(chǎn)生偽影。
在圖2a、 2b、 3a、 3b以及在對應(yīng)的描述中，在垂直于z軸或旋轉(zhuǎn)軸R 的一個平面內(nèi)已經(jīng)對截?cái)嗤队昂头墙財(cái)嗤队斑M(jìn)行了示例性描述。在該實(shí)施 例中，探測器6為二維探測器且束4為錐形束。因此，采集二維投影。在 該實(shí)施例中，因此非截?cái)嗤队耙部梢允抢缪刂鴝方向的非截?cái)嗟耐队啊?br> 根據(jù)本發(fā)明，由計(jì)算單元12根據(jù)所采集的截?cái)嗤队按_定非截?cái)嗤队啊?為了確定這樣的非截?cái)嗤队埃鶕?jù)截?cái)嗤队凹锤鶕?jù)探測信號確定第一對象 20內(nèi)的物質(zhì)的k邊緣分量?，F(xiàn)在將對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
計(jì)算單元12的輸入是針對至少為3個的多個能量箱^的能量分辨探測 信號《。每個能量箱6,具有已知的譜靈敏性A (五)。并且，多色X射線管 2的發(fā)射譜T (￡)通常是已知的或可以預(yù)先測量。圖4中示意性地示出了 這種多色X射線管的發(fā)射譜T (￡)的示例。在圖像生成設(shè)備10中，特別 地，在計(jì)算單元12中，將探測信號《的生成模擬為具有譜P (￡)的光電 效應(yīng)、具有譜C (￡)的康普頓效應(yīng)以及具有感興趣能量范圍中的k邊緣和 譜K (￡)的物質(zhì)的k邊緣效應(yīng)的線性組合。在另一個實(shí)施例中，如果如造 影劑的物質(zhì)不存在于對象內(nèi)，將探測信號《的生成模擬為光電效應(yīng)、康普 頓效應(yīng)和對象的k邊緣效應(yīng)的線性組合。
在圖5中示意性地示出了譜P (五)、C (￡)和K (￡)。探測信號的生成和由此的截?cái)嗤队暗纳煽梢杂上旅娴木€性系統(tǒng)來模
擬
<formula>formula see original document page 12</formula> 其中，p光電、Aw頓和Pk邊緣分別為光電分量、康普頓分量和k邊緣分量的
J lV , I、 ！■ ■ I 1、1'
迅、度長茂積。
由于可以獲得針對探測器6的至少三個能量箱b。 b2、 b3的至少三個 探測信號山、d2、 d3，形成具有三個未知量的至少三個等式的系統(tǒng)，其為三 個密度長度積，由此其可以用已知的數(shù)值方法在計(jì)算單元12中求解。如果 可以獲得多于三個能量箱，優(yōu)選地使用考慮測量的噪聲統(tǒng)計(jì)的最大似然法。 通常，三個能量箱就足夠了。但是，為了增加靈敏性和噪聲魯棒性，優(yōu)選 地具有針對更多能量箱的更多探測信號。每個能量箱包括另一譜靈敏性A (五)。
由于針對對穿過第一對象20內(nèi)的物質(zhì)的X射線進(jìn)行探測的每個探測信 號，例如通過使用等式(1)，而確定k邊緣的密度長度積pkas，由于k邊 緣分量的密度長度積Pk邊緣僅包括探測器位置處的值，在所述位置處探測已 經(jīng)穿過所述物質(zhì)的X射線，且由于將輻射束4成形從而包含所述物質(zhì)的第 一對象20完全處于該輻射束4內(nèi)，因此所確定的k邊緣分量的密度長度積 Ac雌形成非截?cái)嗤队癙x，其在圖3b中示意性示出。
將所確定的非截?cái)嗤队皞鬏數(shù)街亟▎卧?3。由于X射線源2相對于對 象移動，探測信號和由此所確定的非截?cái)嗤队皩?yīng)于沿著不同角方向穿過 對象和物質(zhì)的X射線。所以，可以通過使用傳統(tǒng)的CT重建方法來重建k
邊緣圖像，如形成非截?cái)嗤队暗拿芏乳L度積Ai^的過濾反投影。由于重建 單元13只使用非截?cái)嗤队?，第一對象，即第一對象?nèi)的物質(zhì)的重建圖像包 括少于由已知成像系統(tǒng)使用截?cái)嗤队八亟ǖ膱D像中的偽影。
如果對象20是例如人體心臟的脈管結(jié)構(gòu)，以及如果例如脈管結(jié)構(gòu)內(nèi)的 物質(zhì)是造影劑，像基于碘或基于釓的造影劑，可以重建人體心臟的脈管結(jié) 構(gòu)內(nèi)的造影劑，即人體心臟內(nèi)的脈管結(jié)構(gòu)，在該實(shí)例中即為第一對象20(冠 狀動脈血管造影術(shù))。
由于必須對僅第一對象20進(jìn)行照射從而能采集足以重建第一對象的投 影，可以使用采集幾何結(jié)構(gòu)，如圖3a中示意性示出的采集幾何結(jié)構(gòu)，其不用降低重建圖像的質(zhì)量就可以允許減少應(yīng)用到例如患者的第二對象21上總 劑量?？蛇x地，不必增加應(yīng)用到第二對象21的總劑量，通過增加輻射束4 的強(qiáng)度還可以提高重建圖像的質(zhì)量，這是因?yàn)榕c在圖2a中所示的采集幾何 結(jié)構(gòu)相比，只照射了第二對象21的較小部分。
盡管在附圖和前面的描述中對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的示意和描述，這樣 的示意和描述要被認(rèn)為是示意性的或示例性的而非限制性的。本發(fā)明不局 限于所公開的實(shí)施例。
對象，特別地，第一對象可以是整個對象或者僅為對象的一部分。對 象的該部分可以是例如由使用者預(yù)先確定的感興趣區(qū)域?？梢源_定對象自 身的k邊緣分量并可以將所述對象自身的k邊緣分量用于確定非截?cái)嗤队埃?而非確定對象內(nèi)的物質(zhì)的k邊緣分量。
對象可以為任何對象，特別地，對象還可以為技術(shù)對象。另外，物質(zhì) 可以是任何物質(zhì)，可以由成像系統(tǒng)來確定其k邊緣分量，特別地，其k邊 緣分量位于由成像系統(tǒng)可探測的能量范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明中，從附圖、公開和所附 權(quán)利要求可以理解和實(shí)現(xiàn)對所公開的實(shí)施例的其他變更。
在權(quán)利要求中，單詞"包括"不排除其他元件或步驟，且不定冠詞"一" 或"一個"不排除多個。
計(jì)算機(jī)程序可以被存儲/分布在合適的介質(zhì)上，諸如光存儲介質(zhì)或與其 他硬件一起提供的或者作為其他硬件的一部分的固態(tài)介質(zhì)，但也可以以其 他形式分布，諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)該被解釋為是對權(quán)利要求的范圍的 限制。
權(quán)利要求
1、一種用于對對象(20)進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)，包括多色輻射源(2)，其用于發(fā)射多色輻射，能量分辨輻射探測器(6)，其用于根據(jù)穿過所述對象(20)之后的輻射獲得探測信號，驅(qū)動設(shè)備(7、8)，其用于彼此相對地移動所述對象(20)和所述輻射源，從而從不同方向采集截?cái)嗤队?Pt)，其中，所述截?cái)嗤队?Pt)包括所述探測信號，計(jì)算單元(12)，其用于根據(jù)所述截?cái)嗤队?Pt)確定所述對象(20)和所述對象(20)內(nèi)的物質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量，并且用于根據(jù)所確定的k邊緣分量確定非截?cái)嗤队?Px)，重建單元(13)，其用于使用所述非截?cái)嗤队?Px)重建所述對象(20)。
2、 如權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算單元(12)適于通過求解方程組來確定所述k邊緣分 量，所述方程組將所述截?cái)嗤队?A)的探測信號描述為所述對象(20)或 所述對象(20)內(nèi)的物質(zhì)中的至少一個的k邊緣效應(yīng)、光電效應(yīng)和康普頓 效應(yīng)的組合，每個效應(yīng)作為對應(yīng)的分量對所述探測信號做出貢獻(xiàn)。
3、 如權(quán)利要求2所述的成像系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算單元(12)適于使用考慮所述輻射源的發(fā)射譜(T (￡)) 和所述探測器(6)的譜靈敏性(A. (￡))的模型。
4、 如權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其中，所述多色輻射源(2)是多色X射線源(2)，并且其中，所述能 量分辨輻射探測器(6)是能量分辨X射線探測器(6)。
5、 如權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其中，所述成像系統(tǒng)適于對作為存在于第二對象(21)內(nèi)的第一對象(20)的所述對象(20)進(jìn)行成像，其中，所述多色輻射源(2)適于只照射所述第一對象(20)，從而采 集足以重建所述第一對象(20)的截?cái)嗤队?尸t)。
6、 如權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中，所述成像系統(tǒng)適于執(zhí)行用于采集足以確定所述第一對象(20) 存在于其中的所述第二對象(21)內(nèi)的所述區(qū)域的投影的預(yù)采集步驟，以 及其中，所述多色輻射源(2)適于只照射所確定的區(qū)域，從而采集足以 重建所確定的區(qū)域的截?cái)嗤队?A)。
7、 一種用于生成對象(20)的圖像的圖像生成設(shè)備，所述圖像生成設(shè) 備設(shè)置有包括探測信號的截?cái)嗤队?A)，通過彼此相對地移動所述對象(20 ) 和用于發(fā)射多色輻射的多色輻射源(2)而從不同方向采集所述截?cái)嗤队?尸t)，由能量分辨輻射探測器(6)根據(jù)穿過所述對象(20)之后的輔射獲 得所述探測信號，其中，所述圖像生成設(shè)備包括計(jì)算單元(12)，其用于根據(jù)所述截?cái)嗤队?A)確定所述對象(20) 和所述對象(20)內(nèi)的物質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量，以及用于根據(jù)所 確定的k邊緣分量確定非截?cái)嗤队?A)，重建單元(13)，其用于使用所述非截?cái)嗤队?Px)重建所述對象(20)。
8、 一種用于對對象(20)進(jìn)行成像的成像方法，包括以下步驟 由多色輻射源(2)發(fā)射多色輻射，由能量分辨輻射探測器(6)根據(jù)穿過所述對象(20)后的輻射獲得探由驅(qū)動設(shè)備彼此相對地移動所述對象(20)和所述輻射源，以便從不 同方向采集截?cái)嗤队?A)，其中，所述截?cái)嗤队?A)包括所述探測信號，根據(jù)所述截?cái)嗤队?A)確定所述對象(20)和所述對象(20)內(nèi)的物 質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量以及由計(jì)算單元根據(jù)所確定的k邊緣分量確 定非截?cái)嗤队?A),由重建單元(13)使用所述非截?cái)嗤队?尸x)重建所述對象(20)。
9、 一種用于生成對象(20)的圖像的圖像生成方法，所述圖像生成方 法設(shè)置有包括探測信號的截?cái)嗤队?A)，通過彼此相對地移動所述對象(20) 和用于發(fā)射多色輻射的多色輻射源(2)而從不同方向采集所述截?cái)嗤队?尸t)，由能量分辨輻射探測器(6)根據(jù)穿過所述對象(20)之后的輻射獲 得所述探測信號，其中，所述圖像生成方法包括以下步驟-根據(jù)所述截?cái)嗤队?A)確定所述對象(20)和所述對象(20)內(nèi)的物 質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量，由計(jì)算單元根據(jù)所確定的k邊緣分量確定非截?cái)嗤队?/>x)， 由重建單元(13)使用所述非截?cái)嗤队?A)重建所述對象(20)。
10、 一種用于對對象(20)進(jìn)行成像的計(jì)算機(jī)程序，其包括程序代碼 模塊，當(dāng)在控制如權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī) 程序時所述程序代碼模塊令計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求8所述的成像方法的各 步驟。
11、 一種用于生成對象(20)的圖像的計(jì)算機(jī)程序，其包括程序代碼 模塊，當(dāng)在控制如權(quán)利要求7所述的圖像生成設(shè)備的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行所述計(jì) 算機(jī)程序時所述程序代碼模塊令計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求9所述的圖像生成 方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對對象(20)進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括多色輻射源(2)和能量分辨輻射探測器(6)。成像系統(tǒng)還包括驅(qū)動設(shè)備，所述驅(qū)動設(shè)備用于彼此相對地移動對象(20)和輻射源(2)，從而從不同方向采集截?cái)嗤队?。?jì)算單元根據(jù)截?cái)嗤队按_定對象(20)和對象(20)內(nèi)的物質(zhì)中的至少一個的k邊緣分量，并根據(jù)所確定的k邊緣分量確定非截?cái)嗤队?。重建單元使用非截?cái)嗤队皹?gòu)建所述對象。
文檔編號G01T1/29GK101529275SQ200780039830
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者R·普羅克紹 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司