用于处理由暗场和/或相衬X射线成像系统采集的数据的装置的制作方法

用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置
技术领域
1.本发明涉及一种用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置、一种用于暗场或相衬x射线成像的系统、一种用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的方法以及一种计算机程序单元和一种计算机可读介质。


背景技术：

2.差分相衬和暗场成像是很有前途的技术，其将可能提高x射线计算机断层摄影(ct)和x射线放射摄影系统的诊断质量。x射线暗场和相衬成像已经证明在改进肺部疾病诊断方面的很大潜力。预期暗场成像将提供额外的诊断信息，特别是在用于评估肺部疾病的胸部成像中。几项临床前研究证明了这一点，例如用于检测肺气肿、纤维化、气胸和肺癌。例如，x射线暗场成像量化由于不同材料的折射率差异而在对象中发生的小角度散射。
3.x射线暗场和相衬图像的采集依赖于光栅干涉仪装置，其被用于在辐射衰减、小角度散射和折射之间进行区分。因此，利用干涉仪成像提供了三幅独立的图像：常规衰减、暗场和相衬。三种成像模态固有地是完美配准的。由x射线暗场和相衬提供的信息可用于诊断目的。
4.因此，x射线暗场和相衬成像系统基于干涉测量装置，其也可以采集x射线衰减图像。该系统能够对对象或对象内的衰减的空间分布进行成像并且还能够对折射的空间分布进行成像(相衬成像)，并且还能够对小角度散射的空间分布进行成像(暗场成像)。该系统具有基于光栅的干涉仪，其可以跨固定的x射线探测器扫描，或者如果光栅足够大以覆盖探测器的全部区，则不要求扫描。在范例中，干涉仪装置包括三个光栅结构g0、g1和g2，尽管在其他范例中可以使用两个光栅干涉仪(仅具有光栅g0和g1或g1和g2)。
5.因此，查看例如肺和暗场成像，理想地，暗场对比度仅由肺中的大量空气组织界面引起的小角度散射生成。为了最大化暗场成像的诊断益处，然后期望消除对暗场信号的其他贡献。特别地，在过去，已经引入了用于康普顿散射和射束硬化的校正算法，并研究了由差分相位(即像素内)的快速变化引起的人工信号—参见koehler等人，“non-scatter contributions to the dark-field signal in differential phase contrast imaging”(proceeding of xnpig，2013)。
6.us 2016/0109387 a1公开了一种用于由于有限的x射线源大小和探测器点扩散函数所要求的干涉仪系统中捕获的图像的分辨率增强的图像处理方法。
7.然而，在x射线暗场和/或x射线相衬成像的新技术中，要求做出进一步发展以改进这些成像模态。


技术实现要素：

8.改进暗场和相衬x射线成像技术将是有利的。
9.本发明的目的利用独立权利要求的主题解决，其中，其他实施例被包含在从属权利要求中。应当注意，本发明的以下描述的方面和范例也适用于用于处理由暗场和/或相衬
x射线成像系统采集的数据的装置、用于暗场或相衬x射线成像的系统、用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的方法以及用于计算机程序单元和计算机可读介质。
10.根据第一方面，提供了一种用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置。所述装置包括：
[0011]-输入单元；以及
[0012]-处理单元。
[0013]
所述输入单元被配置为向所述处理单元提供由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的空白扫描条纹数据，该系统包括干涉测量装置和探测器。所述输入单元被配置为向所述处理单元提供由所述暗场和/或相衬x射线成像系统采集的样本扫描条纹数据，其中，要成像的对象被定位于所述暗场和/或相衬x射线成像系统内。所述处理单元被配置为预处理所述空白扫描条纹数据以确定经预处理的空白扫描条纹数据，包括已经针对所述暗场和/或相衬x射线成像系统确定的有效点扩散函数“psf”的利用。所述处理单元被配置为预处理所述样本扫描条纹数据以确定经预处理的样本扫描条纹数据，包括所述有效点扩散函数“psf”的利用。
[0014]
换句话说，当对象存在和所述对象不存在时采集来自暗场和/或相衬x射线成像系统的条纹数据。该数据通常将被处理以确定所述对象的相衬图像和暗场图像以及衰减图像。然而，发明人已经确定，探测器通道之间的串扰和所述成像系统内的散射(其可以描述为用于所述成像系统的有效点扩散函数)不仅导致所述对象的图像中的空间分辨率的降低，而且对于所述相衬图像和所述暗场图像，导致虚假图像特征的引入。因此，通过校正空白条纹数据和对象条纹数据中的条纹数据，在相位检索之前，经校正的条纹数据可以用于正常相位检索过程，并且可以重建得到的相衬和暗场图像而没有虚假的特征。
[0015]
在范例中，经预处理的空白扫描条纹数据的确定包括利用所述有效psf对所述空白扫描条纹数据进行高通滤波，并且其中，经预处理的样本扫描条纹数据的确定包括利用所述有效psf对所述样本扫描条纹数据进行高通滤波。
[0016]
在范例中，经预处理的空白扫描条纹数据的确定包括所述有效psf的去卷积，并且经预处理的样本扫描条纹数据的确定包括所述有效psf的去卷积。
[0017]
在范例中，所述处理单元被配置为确定所述对象的暗场图像和/或所述对象的相衬图像。所述对象的暗场图像和/或所述对象的相衬图像的确定包括将相位检索算法应用于经预处理的空白扫描条纹数据和经预处理的样本扫描条纹数据。
[0018]
在范例中，所述有效psf的确定包括当校准对象被定位于所述暗场和/或相衬x射线成像系统内时利用由所述暗场和/或相衬x射线成像系统采集的校准扫描数据。
[0019]
在范例中，所述校准对象包括被配置为阻挡所述暗场和/或相衬x射线成像系统的x射线的透射的结构。
[0020]
在范例中，所述有效psf的确定包括将所采集的校准扫描数据的强度概况与理想强度概况进行比较。
[0021]
在范例中，所述有效psf的确定包括对通过所述暗场和/或相衬x射线成像系统的数据采集进行建模。
[0022]
根据第二方面，提供了一种用于暗场和/或相衬x射线成像的系统。所述系统包括：
[0023]-x射线源；
[0024]-干涉测量装置；
[0025]-探测器；以及
[0026]-根据第一方面的用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置。
[0027]
根据第三方面，提供了一种用于预处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的方法，所述方法包括：
[0028]
a)向处理单元提供由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的空白扫描条纹数据，所述系统包括干涉测量装置和探测器；
[0029]
b)向所述处理单元提供由所述暗场和/或相衬x射线成像系统采集的样本扫描条纹数据，其中，要成像的对象被定位于所述暗场和/或相衬x射线成像系统内；
[0030]
c)通过所述处理单元预处理所述空白扫描条纹数据以确定经预处理的空白扫描条纹数据，所述预处理包括利用有效点扩散函数“psf”，其中，已经针对所述暗场和/或相衬x射线成像系统确定所述有效psf；并且
[0031]
d)通过所述处理单元预处理所述样本扫描条纹数据以确定经预处理的样本扫描条纹数据，其中，所述预处理包括利用所述有效psf。
[0032]
在范例中，所述方法包括步骤e)：通过所述处理单元确定所述对象的暗场图像和/或所述对象的相衬图像，所述确定包括将相位检索算法应用于经预处理的空白扫描条纹数据和经预处理的样本扫描条纹数据。
[0033]
在范例中，所述有效psf的确定包括利用由所述暗场和/或相衬x射线成像系统采集的校准扫描数据，其中，校准对象被定位于所述暗场和/或相衬x射线成像系统内。
[0034]
在范例中，所述有效psf的确定包括将所采集的校准扫描数据的强度概况与理想强度概况进行比较。
[0035]
在范例中，所述有效psf的确定包括对通过所述暗场和/或相衬x射线成像系统的数据采集进行建模。
[0036]
根据另一方面，提供了一种如先前所描述的计算机程序单元控制装置和/或系统，如果所述计算机程序单元由处理单元运行，则其适于执行如先前所描述的方法步骤。
[0037]
根据另一方面，提供了一种存储有如先前所描述的计算机元件的计算机可读介质。
[0038]
所述计算机程序单元可以例如是软件程序，而且可以是fpga、pld或任何其他适当的数字模块。
[0039]
有利地，由以上方面中的任一个所提供的益处同样地适用于所有其他方面并且反之亦然。
[0040]
以上方面和范例将根据在下文中所描述的实施例而显而易见并且将参考在下文中所描述的实施例得到阐述。
附图说明
[0041]
将参考以下附图在以下描述示例性实施例：
[0042]
图1示出了用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的处理的装置的范例的示意性设置；
[0043]
图2示出了用于暗场和/或相衬x射线成像系统的系统的范例的示意性设置；
[0044]
图3示出了用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的方法；
[0045]
图4图示了作为有效psf的暗场和相衬x射线成像系统的g2光栅中的康普顿散射和瑞利散射的贡献，其中，在上部2d图示示出了xy方向上的非对称性，并且在下部示出了通过估计的g2散射贡献的线图；
[0046]
图5示出了暗场和相衬x射线成像系统的范例测量曝光，其中，钨板放置在探测器的一部分上，并且示出了已拟合到其中已利用有效psf的测量数据的数据的范例，并且还示出了用于测量数据和拟合数据的x方向上的图；
[0047]
图6示出了针对用于获得图5所示的数据的暗场和相衬x射线成像系统确定的有效psf；
[0048]
图7示出了暗场和相衬x射线成像系统的测量曝光，其中，钨板放置在如图5所示的探测器的一部分上，并且示出了psf校正的强度分布，并且示出了表示强度的重新分布的两者之间的差异；
[0049]
图8在左边示出了由尚未针对有效psf校正的图5-7的暗场和相衬x射线成像系统采集的暗场图像的模拟，并且在右边示出了其中在应用相位检索之前校正采集数据的模拟；并且
[0050]
图9示出了相衬和/或暗场成像系统的范例的示意性设置。
具体实施方式
[0051]
图1示意性地示出了用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置10的范例。装置10包括输入单元20，以及处理单元30。输入单元被配置为向处理单元提供由包括干涉测量装置和探测器的暗场和/或相衬x射线成像系统采集的空白扫描条纹数据。输入单元还被配置为向处理单元提供由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的样本扫描条纹数据，其中，要成像的对象位于暗场和/或相衬x射线成像系统内。处理单元被配置为对空白扫描条纹数据进行预处理以确定经预处理的空白扫描条纹数据，包括对有效点扩散函数“psf”的利用。有效psf已经针对暗场和/或相衬x射线成像系统被确定。处理单元被配置为对样本扫描条纹数据进行预处理以确定经预处理的样本扫描条纹数据，包括对有效点扩散函数“psf”的利用。
[0052]
根据范例，经预处理的空白扫描条纹数据的确定包括利用有效psf对空白扫描条纹数据进行高通滤波，并且其中，预处理样本扫描条纹数据的确定包括利用有效psf对样本扫描条纹数据进行高通滤波。
[0053]
根据范例，经预处理的空白扫描条纹数据的确定包括有效psf的去卷积，并且经预处理的样本扫描条纹数据的确定包括有效psf的去卷积。
[0054]
根据范例，处理单元被配置为确定对象的暗场图像和/或对象的相衬图像。对象的暗场图像和/或对象的相衬图像的确定包括将相位检索算法应用于经预处理的空白扫描条纹数据和经预处理的样本扫描条纹数据。
[0055]
根据范例，有效psf的确定包括当校准对象位于暗场和/或相衬x射线成像系统内时，利用由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的校准扫描数据。
[0056]
根据范例，校准对象包括被配置为阻挡暗场和/或相衬x射线成像系统的x射线透射的结构。
[0057]
在范例中，校准对象包括阻止暗场和/或相衬x射线成像系统的x射线透射撞击探测器的一部分的金属板。
[0058]
在范例中，校准对象包括覆盖探测器的一部分的金属板。
[0059]
根据范例，有效psf的确定包括将所采集的校准扫描数据的强度概况与理想强度概况进行比较。
[0060]
根据范例，有效psf的确定包括对由暗场和/或相衬x射线成像系统的数据采集进行建模。
[0061]
图2示意性地示出了用于暗场和/或相衬x射线成像的系统100的范例。系统包括x射线源110、干涉测量装置120和探测器130。系统100还包括用于处理由如关于图1所描述的暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置。
[0062]
图3示出了用于预处理由暗场和/或相衬x射线成像系统在其基本步骤中采集的数据的方法200。基本步骤被表示为实线框并且任选步骤被表示为虚线框，并且在以下范例中进行描述。方法200包括：
[0063]-在也称为步骤a)的提供步骤210中，向处理单元提供由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的空白扫描条纹数据，该系统包括干涉测量装置和探测器；
[0064]-在也称为步骤b)的提供步骤220中，向处理单元提供由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的样本扫描条纹数据，其中，要成像的对象位于暗场和/或相衬x射线成像系统内；
[0065]-在也称为步骤c)的预处理步骤230中，通过处理单元对空白扫描条纹数据进行预处理以确定经预处理的空白扫描条纹数据，预处理包括利用有效点扩散函数“psf”，其中，已经针对暗场和/或相衬x射线成像系统确定有效psf；并且
[0066]-在也称为步骤d)的预处理步骤240中，通过处理单元对样本扫描条纹数据进行预处理以确定经预处理的样本扫描条纹数据，其中，预处理包括利用有效psf。
[0067]
在范例中，步骤c)包括利用有效psf对空白扫描条纹数据进行高通滤波，并且步骤d)包括利用有效psf对样本扫描条纹数据进行高通滤波。
[0068]
在范例中，步骤c)包括对有效psf进行去卷积。
[0069]
根据范例，方法包括也称为步骤250的步骤e)，其通过处理单元确定对象的暗场图像和/或对象的相衬图像，确定包括将相位检索算法应用于经预处理的空白扫描条纹数据和经预处理的样本扫描条纹数据。
[0070]
根据范例，有效psf的确定包括利用由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的校准扫描数据，其中，校准对象位于暗场和/或相衬x射线成像系统内。
[0071]
在范例中，校准对象包括被配置为阻挡暗场和/或相衬x射线成像系统的x射线的透射的结构。
[0072]
在范例中，校准对象包括覆盖探测器的一部分的金属板。
[0073]
根据范例，有效psf的确定包括将所采集的校准扫描数据的强度概况与理想强度概况进行比较。
[0074]
根据范例，有效psf的确定包括对由暗场和/或相衬x射线成像系统的数据采集进行建模。
[0075]
在范例中，建模包括计算由暗场和/或相衬x射线成像系统的模型采集的校准扫描数据，其中，计算的数据与被定位于暗场和/或相衬x射线成像系统的模型内的建模计算对
象有关。
[0076]
在范例中，确定有效psf包括将所计算的校准扫描数据的强度概况与理想强度概况进行比较。
[0077]
现在关于特定实施例描述用于处理由暗场和/或相衬x射线成像系统采集的数据的装置和方法，以及用于暗场和/或相衬x射线成像的系统，其中，对图4-9进行参考。
[0078]
为了采集暗场和相衬数据以及衰减数据，将两个(talbot型)或三个光栅(talbot-lau型)干涉仪引入x射线束，通常称为g0、g1和g2光栅。图9示出了示例性系统，其中，通常g0和g2是吸收体光栅，而g1是相位光栅，并且其中，对象ob放置在检查区域er内。源光栅g0可以被用于使来自源的辐射更相干，但并不总是必要的，并且光栅g1和g2通常被称为相位和分析器光栅。随后，对于所谓的全场系统，两个光栅g1或g2之一相对于其他光栅垂直于光栅薄片以许多步骤(所谓的步进)移动，并且如果利用源光栅g0，则其可以是横向阶梯状的该光栅(其中，横向意指垂直于光栅方向)。从而，对于每个新光栅位置，在探测器d上记录图像。在射束中有和没有样本的情况下采集的图像序列的比较允许计算三个成像信号：透射或衰减(常规x射线图像)、相衬图像和暗场图像。这些光栅在常规透射图像之上生成条纹图案，并且例如暗场信号被计算为该条纹图案的对比度损失。在暗场和相衬成像中分析的条纹图案是微米范围内的精细结构。使用具有相同周期性的分析器光栅，可以利用探测器测量莫尔图案。一个或多个干涉仪部件(诸如分析器光栅)在该长度尺度上的任何移动改变莫尔图案的相位。代替于使用全场系统和相位步进，可以使用扫描类型的系统，如例如us 9959640 b2中所描述的。
[0079]
因此，样本或对象(图9中的身体)将衰减、折射和小角度散射信息调制到辐射上。为了将相位信息与对信号的其他贡献(例如样本的衰减、不均匀照明或光栅的缺陷)分开，利用了相位“步进”方法。在光栅的至少一个周期内沿着横向方向扫描光栅之一(g1或g2-或g0，如果存在)，并且针对扫描的每一个点拍摄图像。得到的相衬、暗场和衰减数据然后在有和没有样本的情况下呈正弦振荡，并且这可以用于确定暗场、相衬和衰减图像。关于标准相位步进方法的更多细节可以在weitkamp等人的论文optics express、第13卷、第16号、(2005)6296-6304中找到。
[0080]
使用模型在每个像素的基础上完成标准相位检索
[0081]fij
＝iiti(1 v
idi
cos(αi βi φj))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0082]
其中，ii、vi和αi分别是像素的空白扫描强度、条纹可见性和条纹相位。变量ti、di和βi指代由对象创建的透射、暗场和相位移动。最后，φj指代由光栅运动引起的相位移位。
[0083]
已知在这样的成像系统中发生串扰。术语串扰此处以非常广泛的意义使用。其覆盖了串扰的“传统”概念，如闪烁体中的光学串扰或探测器电子设备中的电子串扰。然而，其也覆盖了反向散射效应(光子通过闪烁层一次，在探测器电子设备中被康普顿散射或覆盖回闪烁体并随后被检测到)和g2光栅的散射。所有这些效应的共同点是它们可以通过有效点扩散函数(psf)来描述。对于g2中的散射的情况，图4图示了对应的psf。图4图示了g2中的康普顿和瑞利散射对用于这样的暗场和相衬系统的有效psf的贡献。顶部：2d图示示出了xy方向上的非对称性。底部：示出了通过估计的g2散射贡献的线图。
[0084]
在致力于该新成像模态的社区内，到目前为止，一个普遍的(不言而喻)信念是，不完美的psf仅导致由系统生成的三幅图像中的每幅中的空间分辨率损失。
[0085]
然而，发明人确定，在某些情况下，探测器通道之间的串扰也能够导致人工暗场信号(和相衬信号)，并且此处所描述的装置、方法和系统解决了这一点。
[0086]
以下详述了用于改进x射线暗场和相衬成像的新技术发展后面的基本原理，其中，呈现了非完美psf的效应的详细分析。
[0087]
考虑遭受串扰的两个像素。这通过通道之间的分数a的信号交换来建模，其中，利用了等式(1)：
[0088]f1j
＝(1-a)it1(1 vd1cos(α1 β1 φj)) ait2(1 vd2cos(α2 β2 φj))
[0089]
出于紧凑性的缘故，假定空白扫描参数i和v对于两个像素相同。借助于基本微积分，该信号模型可以再次变换为标准形式(等式1)，作为
[0090][0091]
其中，
[0092][0093][0094][0095]
因此，发明人确定了串扰仅在三幅图像上产生低通滤波的直观预期是不正确的。其仅适用于透射图像。对于暗场图像，仅存在某些情况(例如α1 β
1-α
2-β2＝0和t1＝t2)，其导致对暗场图像产生相同的低通滤波效果，即在一般情况下，对t2和d2的依赖性通过α1 β1与α2 β2之间的差来调制，即两个像素之间的实际条纹相位的差异发挥重要作用并且详细分析表明如果实际条纹相位相同，则串扰引起的人工暗场信号最小。注意，该洞察对于时隙扫描暗场系统特别重要，因为这被设计为具有空间高频条纹图案。因此，时隙扫描系统将比全场系统更多地遭受该串扰效应。
[0096]
新开发的技术处理了该问题，并且在实际相位检索之前的预处理步骤中补偿串扰。预处理步骤(其可以通过展开有效psf或psf去卷积被称为分辨率恢复)适用于空白扫描和样本扫描两者。代替于将基本上增加噪声的psf的完全去卷积，可以仅进行对psf的长测距尾的校正。
[0097]
以下提供了可以如何确定针对暗场和相衬成像系统的有效psf以及可以如何执行psf去卷积的范例的细节。
[0098]
psf确定
[0099]
测量强度i
meas
是真实的、非psf影响的强度分布i
理想
和归因于点扩散函数(psf)的有限宽度的重新分布i
psf
的和：
[0100]imeas
＝i
理想
i
psf
[0101]
现在，如果将高吸收钨板直接放置在探测器的一部分上，则该板后面的理想强度将是i
理想
＝0，而对于探测器的未覆盖部分，它将是正常信号。然而，由于噪声和psf，在板后面的测量强度大于此值。从其他测量结果，可以确定当存在小于约10次计数时，噪声是主导的。对于更高的强度，超过大约50个计数，当对许多像素取平均值时，噪声平均为零。因此，针对钨板后面的足够高的强度，可以假定测量强度仅归因于psf。这些数字适用于特定的探
测器并且将针对不同的探测器不同。例如，对于光子计数探测器，不存在电子噪声，并且任何计数可以被认为是信号。
[0102]
该测量强度然后可以被用于找到用于psf的内核：
[0103]imeas
＝i
理想
psf*i
理想
＝i
理想
a i
理想
[0104]
其中，“*”指代卷积，并且a指代将具有psf的卷积应用于理想强度i
理想
的算子。当然，psf可能是空间变化的，例如因为x射线在(通常是平坦的)探测器的中心和边缘以不同的角度撞击探测器。在这种情况下，i
psf
不能写为简单的空间不变卷积，但是psf内核变为空间变化的。仍然可以将其写为应用于理想测量的线性算子a。
[0105]
因此，钨板后面的测量强度基于探测器的覆盖和未覆盖部分的全部测量强度分布以最小二乘进行拟合，其中，psf内核作为拟合参数。此处，用于psf的模型使用如下：
[0106][0107]
在该模型中，生成psf的过程被认为是径向对称的，并在所有方向(1/r2)上各向同性地生成光子，并且所生成的光子按照指数定律被吸收，如在beer-lambert定律中。两个参数s和α分别对应于psf的总体强度和生成的光子的衰减。
[0108]
图5在左边图像中示出了来自暗场系统和相衬成像系统的一个示例性曝光，其中，钨板位于探测器的左侧。中间图像示出了从拟合测量数据获得的强度。用于拟合的相关区是钨后面并且靠近钨边界的区域。在钨后面但远离边界的区域中，测量强度主要归因于电子噪声，并且因此与psf拟合无关。在没有钨的区域中，强度主要归因于直接射束。然而，在钨板后面但靠近探测器未覆盖部分的边界的区中，信号高于电子噪声水平，并且这归因于psf。
[0109]
因此，理想信号将是在穿过钨板边界时从未覆盖的探测器信号突然下降到电子噪声信号。以上等式被用于拟合测量数据，并且如上文所详述的，这被用于确定psf。继续图5，右侧部分示出了测量数据图像和拟合数据图像两者中的感兴趣区域(roi)内的x方向上的概况，从而示出拟合与相关区中的测量强度很好地匹配。图6示出了以这种方式确定的psf。
[0110]
psf去卷积
[0111]
如上文所讨论。测量强度i
meas
是真实的、非psf影响的强度分布i
理想
和归因于点扩散函数(psf)的有限宽度的重新分布i
psf
的和：
[0112]imeas
＝i
理想
i
psf
[0113]
此处呈现的算法使用先前确定的psf从测量结果恢复真实强度分布—例如参见上文。
[0114]
通过定义，可以根据真实强度和psf计算重新分布，其中，*代表卷积：
[0115]imeas
＝i
psf
＝psf*i
理想
＝i
理想
ai
理想
[0116]
使用这一点，现在可以计算i
理想
：
[0117]imeas
＝(ii a)i
理想
[0118]
＝＞i
理想
＝(ii a)-1imeas
[0119]
其中，ii是恒等算子。
[0120]
为了找到(ii a)-1
，可以使用所谓的诺依曼级数：
[0121]
[0122]
因此，
[0123][0124]
此处，an代表将算子应用n次。
[0125]
由于有限psf仅重新分布探测器计数，因此∑i
psf
＝0成立。这意指psf内核也被归一化，使得∑psf＝0，通过将中心像素的值设置为内核中的所有其他像素的负和。用于图像的去卷积的内核如图6所示。
[0126]
图7描绘了在探测器的左侧利用高吸收性钨板进行体模测量的示例性镜头。在左侧示出了测量强度分布i
meas
，在中间示出了psf校正的强度分布i
ideal
，并且在右边示出了这两者之间的差异，即强度i
psf
的重新分布。虽然对均匀辐照区有非常小的影响，但是在经校正的图像中，强吸收特征周围的区域明显不是非常模糊。
[0127]
在图8中可以看到强吸收特征周围的区域的这种改进。这说明了上述算法在临床胸部暗场成像中的利用，如在此处描述的装置、系统和方法中利用的，其中，示出了模拟数据。左图示出没有psf展开的模拟暗场图像，其中，肋骨的人工信号通过上文所描述的算法减少，在右手模拟图像上说明。
[0128]
在效应点扩散函数(psf)的确定的上述范例中，钨板直接放置在探测器附近以阻挡探测器的一部分。然而，这仅是一个范例，并且钨板能够已经放置在正常对象位置，使得探测器的一部分再次被阻止接收x射线。在该后者范例中，有效点扩散函数将解释干涉系统本身内的散射(干涉装置串扰)以及探测器通道之间的串扰。然而，以上范例使得本领域技术人员能够理解可以如何确定和应用有效点扩散函数来改进暗场和相衬成像。
[0129]
在另一示例性实施例中，提供了一种计算机程序或计算机程序单元，其特征在于被配置为在适当的装置/系统上执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。
[0130]
计算机程序单元可以因此被存储在计算机单元上，其还可以是实施例的一部分。该计算单元可以被配置为执行或诱导执行上文所描述的方法的步骤。此外，其可被配置为操作上文所描述的装置和/或系统的部件。计算单元可以被配置为自动操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以加载到数据处理器的工作存储器中。因此，数据处理器可以被配备以执行根据前述实施例之一的方法。
[0131]
本发明的该示例性实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。
[0132]
更进一步地，所述计算机程序单元能够提供实现如以上所描述的方法的示例性实施例的流程的所有必需步骤。
[0133]
根据本发明的另一示例性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如cd-rom、usb棒等，其中，所述计算机可读介质具有存储在所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面部分描述。
[0134]
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序可也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
[0135]
然而，所述计算机程序也可以存在于诸如万维网的网络上并能够从这样的网络中下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元可用于下载的介质，其中，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发
明的之前描述的实施例之一所述的方法。
[0136]
必须指出，本发明的实施例参考不同主题加以描述。具体而言，一些实施例参考方法类型的权利要求加以描述，而其他实施例参考设备类型的权利要求加以描述。然而，本领域技术人员将从以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为由本技术公开。然而，所有特征能够被组合以提供超过特征的简单加和的协同效应。
[0137]
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示例性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。
[0138]
在权利要求中，词语“包括”不排除其他单元或步骤，并且，词语“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求书中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。