[发明专利]使用Alvarez-Macovski衰减模型在断层摄影重建中进行X射线束硬化校正

权利要求书

1.一种用于断层摄影图像重建的方法，所述方法包括：

简化前向投影模型，所述前向投影模型基于Alvarez-Macovski(AM)衰减模型，其中所述简化所述前向投影模型针对仅光电效应、恒定密度、恒定原子序数和密度与原子序数成比例中的一种简化了所述AM衰减模型；和

使用所述简化的前向投影模型执行样品的迭代重建，所述迭代重建通过第一光谱加权，其中在第一能量下获得在所述迭代重建中使用的所述样品的测量图像数据，并且其中所述迭代重建的反向操作非伴随于所述简化前向投影模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中针对仅光电效应的所述前向投影模型的所述简化包含忽略在所述AM衰减模型中的康普顿散射效应项，使得仅实施所述光电效应项。

3.根据权利要求1所述的方法，其中针对恒定密度的所述前向投影模型的所述简化包含利用设定为常数的密度投影所述AM衰减模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其中针对恒定原子序数的所述前向模型的所述简化包含利用设定为常数的原子序数投影所述AM衰减模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其中针对密度与原子序数成比例的所述前向模型的所述简化包含将原子序数设定为所述密度样品参数，所述密度样品参数通过比例常数加权，并且代替所述AM衰减模型中的原子序数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中简化前向投影模型包含将多个变量从两个减少到一个，其中所述两个变量包括密度和原子序数，并且其中减少变量的数量包括使密度成为原子序数的函数或使原子序数成为密度的函数。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

基于确定在执行所述迭代重建中最小化残余误差的所述简化来确定所述AM衰减模型的所述简化。

8.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述简化的前向投影模型执行所述样品的所述迭代重建减少了所述重建中的射束硬化伪影。

9.根据权利要求1所述的方法，其中从高能量低分辨率扫描获得的所述样品的高能量数据用于确定在所述迭代重建中使用的所述简化和开始rho和原子序数值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品的低能量高分辨率数据在所述迭代重建使用。

11.一种系统，其包含：

用于安装样品的平台；

耦合以提供用于对所述样品成像的x射线的x射线源；

耦合以在穿过所述样品后接收所述x射线的检测器；和

至少耦合到所述x射线源和所述检测器的控制器，所述控制器包括或耦合到一个或多个处理器，所述处理器被配置为执行存储在存储器上的代码，所述代码在被执行时使得所述控制器：

简化前向投影模型，所述前向投影模型基于Alvarez-Macovski(AM)衰减模型，其中所述简化所述前向投影模型针对仅光电效应、恒定密度、恒定原子序数和密度与原子序数成比例中的一种简化了所述AM衰减模型；和

使用所述简化的前向投影模型执行样品的迭代重建，所述迭代重建通过第一光谱加权，其中在第一能量下获得在所述迭代重建中使用的所述样品的测量图像数据，并且其中所述迭代重建的反向操作非伴随于所述简化前向投影模型。

12.根据权利要求11所述的系统，其中用于执行针对仅光电效应的所述前向投影模型的所述简化的所述代码还包括这样的代码，所述代码当被执行时，使所述控制器忽略在所述AM衰减模型中的康普顿散射效应项，使得仅实施所述光电效应项。

13.根据权利要求11所述的系统，其中用于执行针对恒定密度的所述前向投影模型的所述简化的所述代码还包括这样的代码，所述代码当被执行时，使所述控制器利用设定为常数的密度投影所述AM衰减模型。