利用所述掃描設置執(zhí)行所述樣品或新樣品的最優(yōu)化掃描，并生成所述樣品的重建斷層體數(shù)據(jù)集。21.根據(jù)權利要求20所述的X射線成像系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)將所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集及來自所述點選擇的相關掃描設置存儲到數(shù)據(jù)庫。22.根據(jù)權利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其特征在于，當具有樣品基本成分的先驗知識時，所述X射線成像系統(tǒng)識別所述樣品中的特定材料成分。23.根據(jù)權利要求22所述的X射線成像系統(tǒng)，其特征在于，所述X射線成像系統(tǒng): 使二維片可利用交互圖選擇； 創(chuàng)建來自所述被選擇的二維圖像片的高能X射線像素亮度比低能X射線像素亮度的二維直方圖；以及 計算來自所述直方圖的所述樣品內(nèi)元素內(nèi)的所述原子摩爾濃度。24.根據(jù)權利要求23所述的X射線成像系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)通過計算相關有效原子序數(shù)的所述原子摩爾濃度估計所述樣品的微孔隙。25.—種在X射線成像系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，包括: 用于顯示來自低能重建斷層體數(shù)據(jù)集的低能片的低能窗口； 用于顯示來自高能重建斷層體數(shù)據(jù)集的高能片的高能窗口； 具有二維片選擇交互圖的用于從所述樣品中選擇片的片選擇窗口 ；以及顯示通過組合所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集和所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集生成的合成片的結果窗口。26.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，還包括用于顯示與所述雙能量對比度調(diào)節(jié)工具操作相關的信息的日志窗口。27.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，還包括二維直方圖工具，用于顯示作為低能和高能像素亮度值的函數(shù)的像素密度，以及使樞軸點和線斜率參數(shù)可選擇，所述樞軸點和線斜率參數(shù)用于通過所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集和所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集生成所述合成片。28.根據(jù)權利要求27所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，與所述樣品上被輻照的點相關的所述直方圖中的點的位置用像素表示，所述位置為對于所述樣品上被輻照的點，所述低能和高能X射線像素亮度值有多不同的衡量。29.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于， 所述低能窗口包括文件瀏覽器按鍵，用于選擇和顯示與所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集相關的所述文件名；以及 所述高能窗口包括文件瀏覽器按鍵，用于選擇和顯示與所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集相關的所述文件名。30.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，作為用戶對所述二維片選擇圖內(nèi)片的選擇的響應，所述低能窗口顯示來自所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集的所述低能片，并且所述高能窗口顯示來自所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集的所述高能片。31.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述片選擇窗口還具有: 用于選擇所述片的片選擇器滑動條和片選擇按鍵；以及 顯示所述被選擇片的片的數(shù)目的片數(shù)目指示器。32.根據(jù)權利要求27所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述直方圖窗口包括: 用于在所述直方圖內(nèi)進行角度選擇的角度選擇器滑動條； 顯示與所述角度選擇相關的角度的角度指示器；以及用于為所述直方圖提供放大的放大/縮小按鍵。33.根據(jù)權利要求28所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述計算機系統(tǒng): 基于所述被選擇片，創(chuàng)建高能X射線像素亮度值比低能X射線像素亮度值的所述直方圖，其中與所述樣品上被輻照的點相關的所述直方圖中的點的亮度用像素表示，所述亮度為對于所述樣品上的被輻照的點，所述低能和高能X射線像素亮度值有多相同的衡量；以及 顯示所述直方圖。34.根據(jù)權利要求28所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述計算機系統(tǒng): 通過在所述直方圖中選擇樞軸點和角度創(chuàng)建所述被選擇片的所述合成片，其中所述樞軸點和角度確定所述直方圖中高能與低能像素亮度值的縮放比和配比； 將用于生成所述被選擇片的合成片的參數(shù)應用于所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集和所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集，以創(chuàng)建最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集； 在所述結果窗口中顯示所述被選擇片的所述合成片；以及保存所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集。35.根據(jù)權利要求27所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述直方圖采用偏移對數(shù)比例，以確保即使單個像素也顯示為可識別的點。36.根據(jù)權利要求34所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)計算最優(yōu)化單掃描設置。37.根據(jù)權利要求36所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述計算機系統(tǒng): 使所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集上的點可選擇，以獲得與所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集相關的掃描設置；以及 利用所述掃描設置執(zhí)行所述樣品或新樣品的最優(yōu)化掃描，并生成樣品的重建斷層體數(shù)據(jù)集。38.根據(jù)權利要求37所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述雙能量對比度調(diào)節(jié)工具包括保存按鍵，用于將所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集及來自點選擇的所述相關掃描設置存儲到所述計算機系統(tǒng)。39.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，當具有樣品基本成分的先驗知識時，所述雙能量對比度調(diào)節(jié)工具識別所述樣品中的特定材料成分。40.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述雙能量對比度調(diào)節(jié)工具: 使二維片可利用交互圖選擇； 倉Ij建來自所述被選擇的二維圖像片的高能X射線像素亮度比低能X射線像素亮度的直方圖；以及 計算來自所述直方圖的所述樣品內(nèi)元素的所述原子摩爾濃度和有效原子序數(shù)。41.根據(jù)權利要求40所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)通過計算相關有效原子序數(shù)的原子摩爾濃度估計所述樣品的微孔隙。42.根據(jù)權利要求25所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，其特征在于，由所述雙能量X射線對比度調(diào)節(jié)工具顯示的信息顯示在連接到所述計算機系統(tǒng)的顯示設備上。43.一種X射線成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和圖像重建的方法，所述方法包括: 將樣品加載到所述X射線成像系統(tǒng)的樣品支撐物上； 通過在來自所述X射線成像系統(tǒng)的X射線源系統(tǒng)的低能光束中旋轉(zhuǎn)樣品執(zhí)行低能掃描; 通過在來自所述X射線源系統(tǒng)的高能X射線光束中旋轉(zhuǎn)樣品執(zhí)行高能掃描； 生成來自計算機系統(tǒng)中的所述低能掃描的低能重建斷層體數(shù)據(jù)集； 生成來自計算機系統(tǒng)中的所述高能掃描的高能重建斷層體數(shù)據(jù)集；以及將來自所述低能和高能重建斷層體數(shù)據(jù)集的片的視圖呈現(xiàn)在所述計算機系統(tǒng)的顯示設備上。44.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，所述X射線源系統(tǒng)利用低能X射線源生成所述低能X射線光束，并利用高能X射線源生成所述高能X射線光束。45.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，所述X射線源系統(tǒng)利用X射線源的低能設置生成所述低能X射線光束，并利用所述X射線源的高能設置生成所述高能X射線光束。46.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，所述X射線源系統(tǒng)利用X射線源的低能濾光鏡生成所述低能X射線光束，并利用所述X射線源的高能濾光鏡生成所述高能X射線光束。47.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，所述X射線源系統(tǒng)利用X射線源的低能靶生成所述低能X射線光束，并利用所述X射線源的高能靶生成所述高能X射線光束。48.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，所述X射線源系統(tǒng)利用X射線源低能曝光時間生成所述低能X射線光束，并利用所述X射線源的高能曝光生成所述高能X射線光束。49.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述低能掃描和執(zhí)行所述高能掃描包括輻照相同量的所述樣品。50.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，還包括在三維空間中使所述低能和高能斷層體數(shù)據(jù)集彼此對齊和配準。51.根據(jù)權利要求50所述的方法，還包括在放大狀態(tài)下使所述低能和高能斷層體數(shù)據(jù)集彼此對齊和配準。52.根據(jù)權利要求43所述的方法，其特征在于，還包括: 顯示用于二維片選擇的交互圖；以及 作為對用戶在所述二維片選擇圖中選擇的片的響應，顯示所述樣品的同一區(qū)域的來自低能重建斷層體數(shù)據(jù)集以及來自所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集的片的視圖。53.根據(jù)權利要求52所述的方法，其特征在于，還包括: 基于所述被選擇片，創(chuàng)建高能X射線像素亮度值比低能X射線像素亮度值的所述直方圖，其中與所述樣品上被輻照的點相關的直方圖中的點的亮度用像素表示，所述亮度為對于所述樣品上的被輻照的點，所述低能和高能X射線像素亮度值有多相同的衡量；以及 顯示所述直方圖。54.根據(jù)權利要求53所述的方法，其特征在于，顯示所述直方圖包括在所述直方圖中使用偏移對數(shù)比例，以確保即使單個像素在所述直方圖中也顯示為可識別的點。55.根據(jù)權利要求53所述的方法，其特征在于，還包括: 通過在所述直方圖中選擇樞軸點和角度創(chuàng)建所述被選擇片的最優(yōu)化圖像，其中所述樞軸點和角度確定所述直方圖中高能比低能像素亮度值的配比； 將用于生成所述被選擇片的所述最優(yōu)化圖像的參數(shù)應用于所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集和所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集，以創(chuàng)建最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集；以及 將所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集保存到所述計算機系統(tǒng)中。56.根據(jù)權利要求55所述的方法，還包括計算最優(yōu)化單掃描設置。57.根據(jù)權利要求56所述的方法，其特征在于，所述計算最優(yōu)化單掃描設置包括: 選擇最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集上的點，以獲得與所述最優(yōu)化組合斷層體數(shù)據(jù)集相關的掃描設置；以及 利用所述掃描設置執(zhí)行所述樣品或新樣品的最優(yōu)化掃描，并生成樣品的重建斷層體數(shù)據(jù)集。58.根據(jù)權利要求43所述的方法，還包括當具有樣品基本成分的先驗知識時，識別所述樣品中的特定材料成分。59.根據(jù)權利要求58所述的方法，其特征在于，所述識別所述樣品中的特定材料成分包括: 利用交互圖選擇二維片； 創(chuàng)建來自被選擇的二維圖像片的高能X射線像素亮度比低能X射線像素亮度的直方圖；以及 計算來自所述直方圖的所述樣品內(nèi)元素的所述元素原子摩爾濃度和有效原子序數(shù)。60.根據(jù)權利要求59所述的方法，還包括通過所述樣品的所述特定材料成分估計微孔隙。61.一種在X射線系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，包括: 用于顯示來自低能重建斷層體數(shù)據(jù)集的低能片的低能窗口； 用于顯示來自高能重建斷層體數(shù)據(jù)集的高能片的高能窗口； 顯示通過組合所述低能重建斷層體數(shù)據(jù)集和所述高能重建斷層體數(shù)據(jù)集生成的合成片的結果窗口 ；以及 作為對操作指在其中一個窗口中指示位置的響應，用于在其他窗口中指示同一位置的關聯(lián)工具。62.根據(jù)權利要求61所述的雙能量對比度調(diào)節(jié)工具，還包括直方圖窗口，用于顯示作為低能和高能像素亮度值的函數(shù)的像素密度，以及使樞軸點和線斜率參數(shù)可選擇，所述樞軸點和線斜率參數(shù)用于通過低能重建斷層體數(shù)據(jù)集和高能重建斷層體數(shù)據(jù)集生成所述合成片，其中所述關聯(lián)工具指示所述直方圖內(nèi)的對應體素。
【專利摘要】一種多能量，如雙能量(DE)，X射線成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和圖像重建系統(tǒng)和方法可最優(yōu)化樣本的圖像對比度。使用該DE X射線成像系統(tǒng)及其相關用戶界面應用程序，操作者可對利用相同量的樣品進行低能(LE)和高能(HE)X射線掃描。該系統(tǒng)通過低能投影創(chuàng)建低能重建斷層體數(shù)據(jù)集，并通過高能投影創(chuàng)建高能重建斷層體數(shù)據(jù)集。這使得操作者可控制被選擇片的圖像對比度，并將與所述最優(yōu)化該被選擇片的對比度的相關信息應用到斷層體數(shù)據(jù)集的所有片中。這創(chuàng)建了來自LE和HE體數(shù)據(jù)集的組合體數(shù)據(jù)集。
【IPC分類】G01N23/04, G21K7/00
【公開號】CN104995690
【申請?zhí)枴緾N201480008362
【發(fā)明人】托馬斯·A·凱斯, 蘇珊·坎德爾, 斯里瓦特桑·瑟哈德里, 保羅·麥吉尼斯
【申請人】卡爾蔡司X射線顯微鏡公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2014年1月15日
【公告號】EP2956945A2, US9128584, US20140233692, US20150323474, WO2014126672A2, WO2014126672A3