[发明专利]X射线成像中的统计分析

说明书

一种使用X射线来分析样本的方法，该方法包括以下步骤：‑ 用输入X射线照射样本；‑使用检测器来检测响应于所述照射从该样本放射出的输出X射线的通量，该方法进一步包括以下步骤：‑ 使用检测器来截获所述通量的至少一部分以便产生该样本的至少一部分的像素化图像I_j的集合{I_j}，藉此，该集合{I_j}的势为M>1。‑ 针对每个图像I_j中的每个像素p_i，确定累积信号强度S_ij，从而产生相关联的信号强度集合{S_ij}。‑使用集合{S_ij}来计算以下值：▪每个像素位置i的平均信号强度S；▪ 每个像素位置i的S中的方差σ²_S.‑使用这些值S和σ²_S来产生每个像素的平均X射线光子能量E的图。

本发明涉及使用X射线来分析样本的方法，该方法包括以下步骤：

- 用输入X射线照射样本；

- 使用检测器来检测响应于所述照射从该样本放射出的输出X射线的通量。

本发明还涉及当作为X射线层析成像过程的一部分而执行时的这样的方法。

本发明特别地涉及当在带电粒子显微镜中执行时的这样的方法。

在如上文提及的层析成像（也称为计算机层析成像术（CT））中，使用源和（在直径方向上相对的）检测器来沿着不同的视线仔细查看样本，以便从各种视角获得对样本的穿透性观察；然后使用这些观察作为到数学程序的输入，所述数学程序产生样本（的内部）（的一部分）的重建的“体积图像”。为了实现如此处提及的一系列不同视线，可以例如选择：

（i）保持源和检测器静止，并相对于它们移动样本；

（ii）保持样本静止，并相对于其来移动源。在这种情况下，可以选择来：

- 与源同步地移动检测器；或者

- 将检测器实体化为（静止的）子检测器阵列，将位置匹配成对应于要由源采取的不同位置。

（iii）与静态样本结合地使用源/检测器的静态、分布式阵列，以及连续地或同时地调用沿着不同视线的不同的源/检测器对。

不管源或样本是否被移动，都可能使用（例如）以样本为中心的坐标系/参照系来描述其相对运动。通常利用：

- 环形扫描，其中源遵循绕着样本的平面轨道，并且以相对高的采样率（即，准连续地）沿着该轨道捕捉图像。 这类扫描可以应用在其中仅必须对样本的相对薄的“切片”成像的情况中。参见例如以下参考文献：

https://en.wikipedia.org/wiki/Cone_beam_computed_tomography

- 螺旋扫描，其中源遵循绕着样本的（纵）轴的卷状（螺旋）路径，并且再次以相对高的采样率（即，准连续地）沿着该路径捕捉图像。 这类扫描可以应用在其中必须对样本的相对细长的部分成像的情况中。其通常通过组合（例如，源的）环形移动以及（例如，样本的）同时平移移动来实现。 参见例如以下参考文献：

https://en.wikipedia.org/wiki/Spiral_computed_tomography

- 采样点的“矩阵”，其并非沿着曲线部署，而是替代地以基本上均匀的分布来布置。在共同未决的欧洲专利申请EP15181202.1/美国专利申请15/237,309（具有与本申请相同的受让人）中阐述了这样的场景。