[发明专利]X射线暗场成像中的射束硬化校正

说明书

本发明涉及包括第一材料和第二材料的对象的X射线暗场成像中的射束硬化校正，第一和第二材料具有不同的射束硬化性质。由于X射线成像数据包括关于成像对象的内部结构的信息，因此这样的信息可以连同适当的校准数据一起用于识别在对象的成像区中发生的射束硬化贡献，从而允许对由于X射线暗场成像中的射束硬化的伪影的校正。

技术领域

本发明涉及包括对第一材料和第二材料的对象的X射线暗场成像中的射束硬化校正，第一和第二材料具有不同的射束硬化性质。

背景技术

存在Jan Jakubek的文章“Data processing and image reconstructionmethods for pixel detectors”(Nuclear Instruments and Methods in PhysicsReseearch A 576(2007)223-234)，其公开了半导体单粒子计数探测器提供用于辐射成像的许多优点：高探测效率、能量鉴别、无噪声数字积分(计数)、高帧率和虚拟无限动态范围。所有这些性质允许实现高质量图像。呈现了使用X射线和慢中子的透射图像和3D断层摄影重建的范例，其说明能够影响图像的质量的效应。如果未处理，则多个障碍能够限制探测器性能。像素探测器实际上是个体探测器(像素)的阵列，其中每个具有其自己的效率、能量校准以及噪声。常见努力是针对所有像素使所有这些参数一致。然而，理想一致性永不能够实现。此外，经常看到，由于各种原因(电荷共享、串扰等)，因此一个像素中的信号影响相邻像素。所有这些效应必须在数据处理期间考虑以避免错误数据解释。以上论文的主要意图是概述用于消除像素探测器的残余缺点的数据处理和图像校正的技术。示出如何扩展这些方法以处理另外的物理效应，诸如射束的硬化和由于偏转的边缘增强。此外，讨论了数据处理(诸如断层摄影3D重建)的更高级的方法。在来自主要地利用Medipix2像素设备执行的生物和材料科学的真实实验上说明所有方法。也给出还包括光谱学和粒子跟踪的像素探测器和其应用的未来的简要视图。

G.Pelzer等人的文章“A beam hardening and dispersion correction for x-ray dark-field radiography”(Med.Phys.43(6)，2016年6月，第2774-2779页)公开了X射线暗场成像允许关于甚至大样本的小角度散射性质的信息。然而，如果使用多色X射线光谱，则暗场图像与物体的衰减和相移相关。提出了一种移除这些相关性的一部分的方法。用于图像采集的实验设置在波场仿真中建模以量化只来源于材料的衰减和相移的暗场信号。针对ICRU46乳房组织来模拟校准矩阵。使用模拟数据，针对衰减和相位图像的指纹来校正人类乳房切除术样本的暗场图像。将模拟的基于衰减的暗场值与体模测量结果进行比较，良好的协定被找到。将提出的方法应用到乳房摄影暗场数据，实现暗场背景和解剖噪声的降低。微钙化与其周围背景之间的对比度增加。作者示出色散的影响能够通过模拟来量化，并且因此，可以校正所测量的图像数据。模拟允许确定针对各种各样的设定参数的对应的暗场伪影，如管电压和滤波。将提出的方法应用到乳房摄影暗场数据示出与原始图像相比较的对比度的增加，这能够简化进一步的基于图像的诊断。US 2004/0101104 A1描述了一种用于获得数据的方法，包括使用多能量计算机断层摄影(MECT)系统扫描物体以生成解剖图像，并且分解所获得的数据以生成表示骨骼材料的第一密度图像和表示软组织的第二密度图像。方法还包括分割第一密度图像和第二密度图像中的至少一幅，并且对第二密度图像进行体积绘制。