CN104321805A - 暗场计算机断层摄影成像 - Google Patents

Abstract

一种方法包括获得从目标的暗场CT扫描生成的暗场信号，其中，所述暗场CT扫描至少是360度扫描。所述方法还包括对所述暗场信号进行加权。所述方法还包括对所述360度扫描上的经加权的暗场信号执行锥形束重建，从而生成体积图像数据。对于轴向锥形束CT扫描，在一个非限制性实例中，所述锥形束重建是全扫描FDK锥形束重建。对于螺旋锥形束CT扫描，在一个非限制性实例中，将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且所述锥形束重建是全扫描孔径加权的楔形重建。对于螺旋锥形束CT扫描，在另一非限制性实例中，将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且所述锥形束重建是全扫描角度加权的楔形重建。

Description

暗场计算机断层摄影成像

技术领域

以下总体上涉及暗场CT成像，并且更具体地涉及重建暗场CT图像数据。

背景技术

在常规CT成像中，通过被扫描目标的构成部分的吸收截面的差异来获得对比度。这在诸如骨骼的高吸收结构被嵌入在吸收相对较弱的材料(例如，人体的周围组织)的基体中的情况下产生良好的结果。然而，在研究具有相似的吸收截面的不同形式的组织的情况下(例如乳房X线照相术或血管造影术)，X射线吸收对比度相对较差。因此，对于特定的组织构成，在利用当前的基于医院的X射线系统获得的吸收射线照片中从非病理组织中辨别出病理组织实际上仍然是不可能的。

暗场(或基于光栅的差分相位对比度)成像克服了以上特别提到的对比度限制。总体上，暗场成像利用X射线光栅，所述X射线光栅允许以相位对比度来采集X射线图像，所述相位对比度提供关于被扫描目标的额外信息。利用暗场成像，基于由被扫描目标衍射的X射线辐射的散射成分来生成图像。然后能够以非常高的分辨率示出被扫描目标的非常轻微的密度差异。在Pfeiffer等人的“Hard X-ray dark-field imaging using a gratinginterferometer”(Nature Materials 7，第134-137页)中更加详细地讨论了暗场成像。

Wang等人的“New solution for reconstruction problem aboutgrating-based dark field computed tomography”(Proc.Fully 3D，2009年，第438页)和Bech等人的“Quantitative x-ray dark-field computed tomography”(Phys.Med.Biol.55(2010年)5529)提出暗场图像是物理质量的线积分，即小散射分布的二阶矩。Wang等人和Bech等人都提出了使用简单的常规滤波反投影以用于重建暗场图像。然而，这些公布是基于使用平行射束和/或相对较小的视场(非全部身体)的实验，并且不考虑目标相对于光栅的位置。

遗憾的是，简单的常规滤波反投影(FBP)并不是十分适合于扇形射束几何结构和较大的视场(例如医院中出于诊断目的而用于对人进行扫描的那些视场)，这是因为简单的常规滤波反投影(FBP)隐含地假设了偏离真实的采集的数据采集模型，稍后将对此进行更加详细的讨论。真实的采集与标准FBP中使用的简化模型的这种不匹配导致伪影(如帽状伪影或杯状伪影)。因此，存在对于用于重建暗场图像数据的其他方法的未解决的需求。

发明内容

本文中描述的各方面解决了以上提及的问题和其他问题。

在一个方面中，一种方法包括获得从目标的暗场CT扫描生成的暗场信号，其中，所述暗场CT扫描至少是360度扫描。所述方法还包括对所述暗场信号进行加权。所述方法还包括对所述360度扫描上的经加权的暗场信号执行锥形束重建，从而生成体积图像数据。

在另一方面中，一种成像系统包括：焦斑，其发射穿过检查区域的辐射；干涉仪，其针对目标的暗场成像扫描对发射的辐射进行滤波；探测器阵列，其探测穿过所述检查区域的辐射；以及重建器，其重建360度上的所述暗场信号，生成体积图像数据。

在另一方面中，一种计算机可读存储介质被编码具有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器运行时，令所述处理器：获得从目标的至少360度暗场CT扫描生成的暗场信号；对所述暗场信号进行加权；并且对360度上的经加权的暗场信号执行锥形束重建，从而生成体积图像数据。

本发明可以采取各种部件和各部件的布置，以及各种步骤和各步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解读为对本发明的限制。

附图说明

图1-图3示意性地图示了针对衰减对比度成像的衰减和放大。

图4-图6示意性地图示了针对暗场成像的衰减和放大。

图7和图8示意性地图示了具有用于暗场成像的干涉仪的示例性成像系统。

图9示意性地图示了针对与图6的射线互补的射线的衰减。

图10图示了用于利用重建算法来重建暗场信号的示例性方法，所述重建算法包括对被扫描目标的反向信号放大。

图11图示了用于利用滤波反投影重建算法来重建平均暗场信号的示例性方法。

图12和图13分别示出了对全(或360度)扫描上的互补射线的另一描绘。

图14图示了示例性的轴向锥形束CT暗场重建方法。

图15图示了示例性的螺旋锥形束CT暗场重建方法。

具体实施方式

常规的暗场成像重建算法不考虑“反向信号放大”。总体上，“反向信号放大”是相对于目标在辐射源与探测器之间的位置反向地缩放探测到的信号的高度的放大。即针对离辐射源较近的目标的探测器信号的高度(图4，402)小于针对被安置得离所述源较远的目标的探测器信号的高度(图5，500)。

“反向信号放大”并不影响衰减对比度成像(图1和图2，110和200)，但是它将伪影(例如模糊)引入到暗场图像中，所述伪影可以使得难以在具有相似的对比度特性的组织之间进行区分。以下描述了用于通过将放大项包括在重建算法或重建公式中来对于利用暗场成像考虑“反向信号放大”的(一种或多种)方法，所述方法将放大从重建中消除，因此减轻由此引入到暗场图像中的伪影。

转到图1-图6，常规的滤波反投影不是十分适合于具有较大的视场(例如用于对人进行扫描的那些视场)的暗场信号重建。接下来结合图1-图6对此进行更加详细的讨论。

如图1-图2所示，对于取决于目标100在源102与探测器阵列104之间的位置的衰减对比度成像，相应的测量的投影106和200取决于“尺寸放大”而被伸长或缩短，而信号高度110和202(即线积分的值)是相同的。

如图3所示，对于衰减对比度成像，X射线沿着从源102通过目标100到探测器阵列104的探测器像素304的路径302穿过。沿着路径302的X射线的衰减以指数形式出现，如方程1所示

方程1：

$I=I_0{e}^{-{\∫}_0^L\mathrm{\μ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}}$

其中，I是在探测器像素处的强度，I₀是未衰减的强度，L是从源102通过目标100到探测器像素306的X射线的长度，μ是衰减系数，是源位置，并且是沿着X射线的单位向量。对方程的两边取对数得到表示沿着路径302的衰减系数的线积分的线性方程，如方程2所示：

方程2：

$m=-\ln \left(\frac{I}{I_0}\right)={\∫}_0^L\mathrm{\μ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

在常规扇形射束FBP算法中，考虑“尺寸放大”。

如图4和图5所示，对于取决于在源102与探测器阵列104之间的目标100的位置的暗场成像，相应的测量的投影400和500取决于与衰减对比度成像相似的“尺寸放大”而被伸长或缩短，但是信号高度402和502(即线积分的值)由于“反向信号放大”而反向缩放。

图6所示，对于暗场成像，沿着路径302的X射线的可见性的损失如方程3所示：

方程3：

$V=V_0{e}^{-{\∫}_0^L\frac{l}{L}\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}}$

生成该探测通道中的信号的材料属性σ指代扩散系数。对方程的两边取对数并不类似于衰减系数得到沿着路径302的扩散系数的线积分，而是得到如方程4所示的加权线积分：

方程4：

$m=-\ln \left(\frac{V}{V_0}\right)={\∫}_0^L\frac{l}{L}\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

暗场计算机断层摄影的目的是根据暗场信号m的测量结果的集合来重建扩散系数σ的空间分布。如本文中所使用的，这被称为“重建扩散系数”。

与衰减对比度成像相似，在常规扇形射束FBP算法中考虑“尺寸放大”；然而，在常规扇形射束FBP算法中不考虑“反向信号放大”(l/L)。额外的加权l/L并不允许使用常规滤波反投影来重建扩散系数的分布。如果加权因子仅在目标范围上改变，例如如果与距离L相比目标非常小，那么能够将额外的加权近似为常数或能够放弃额外的加权。

转到图7，示意性地图示了诸如CT扫描器的成像系统700。CT扫描器能够是全部身体扫描器、头扫描器或小膛扫描器。成像系统700包括容纳旋转机架704的大体固定的机架702，所述旋转机架704由固定机架702可旋转地支撑并且关于z轴围绕检查区域706旋转。检查区域包括被配置为用于扫描人体715和/或目标的视场716。

具有焦斑710的辐射源708(例如X射线管)由旋转机架704可旋转地支撑，与旋转机架704一起旋转，并且发射辐射。辐射敏感探测器阵列712被定位在检查区域706对面与辐射源108相对。辐射敏感探测器阵列108探测穿过检查区域706的辐射并且生成指示其的信号。

成像系统700包括X射线成像干涉仪，所述干涉仪具有三个光栅结构：源光栅714、相位光栅718以及分析器光栅720。源光栅714、相位光栅718以及分析器光栅720分别具有光栅周期并且以距离722和724分开，所述距离722和724满足在Pfeiffer等人的“Hard X-ray dark-field imaging using agrating interferometer”(Nature Materials 7，第134-137页)中详细讨论的塔尔波特(Talbot)条件。

在辐射路径中源光栅714邻近于焦斑710。源光栅714创建个体相干但相互不相干的源的射束，所述射束穿过检查区域706中的目标715。总体上，辐射源708发射多色不相干辐射射束。并且源光栅(例如具有发射狭缝的吸收掩体)对发射出的辐射射束进行滤波，创建针对暗场成像具有足够空间相干性的个体相干源。

相位光栅718被定位在邻近于目标715，并且接收经折射的相干X射线，这导致通过相位光栅718的局部发射强度的变化。分析器光栅720邻近于在射束的路径中的探测器阵列712。使用光栅718和光栅720来形成图像是基于这样的原理：即，被放置在X射线射束路径中的相位目标令通过该目标发射的射束轻微折射，并且取决于对这些角度偏差的局部探测来进行成像。能够基于由光栅718和720形成的布置来确定角度。

能够将光栅718和720认为是将角度偏差转变为局部发射强度的变化的多准直器，能够利用标准成像探测器来探测所述局部发射强度的变化。对于吸收较弱的目标，探测到的强度是对目标的局部相位梯度的直接量度。能够通过将单个曝光分为针对光栅720的不同位置采取的图像集合来实现较高精确度的测量。这还允许将暗场信号从其他分布(例如目标的不可忽视的吸收)或者在目标之前就已经不均匀的波阵面相位概况中分开。

总体上，目标715引起相干X射线轻微折射，所述轻微折射与目标715的折射率的实部的局部梯度成比例，并且角度偏差导致通过相位光栅718和分析器光栅720的局部发射强度的变化，所述变化由探测器阵列110来探测。图8结合焦斑710、目标715以及探测器阵列712示出了源光栅714、相位光栅718以及分析器光栅720的更加详细的视图。

重建器728基于(一个或多个)重建算法730来重建信号，生成体积图像数据。如以下更加详细地描述的，在一个非限制性实例中，重建器728利用考虑对目标715的放大的重建算法，能够基于在焦斑710与相位光栅718之间的目标715的位置来确定所述目标715的放大。

能够基于方程5来估计放大：

方程5：

M＝(SO+OG)/SO

其中，SO表示源光栅到目标的距离802，OG表示目标到相位光栅的距离804，并且SO+OG表示源光栅到相位光栅(SG)的距离806。典型的全部身体扫描器的放大倍数在大约0.5到2.0的范围中。应当注意，虽然图8示出了用于重建的目标的单个点(中间)112(在所述目标的单个点112处确定SO和OG)，但是SO和OG能够是基于正在被重建的体素相对于其他体素的相对位置的，并且针对两个不同的体素SO和OG可以是不同的。

根据方程5，放大倍数随着OG增大/SO减小而增大。遗憾的是，如果不考虑目标的放大，则目标的放大导致经重建的扩散系数中的降低图像质量的伪影。如以下所详细描述的，对放大的考虑减轻了这样的伪影并且提高了对比度，这允许在具有相似的对比度的组织(例如肿瘤和组织)之间做出更好的区分。例如，对放大的考虑减轻了由放大引起的模糊，所述模糊使得难以在具有相似的对比度特性的组织之间进行区分。

诸如床榻的对象支撑物726将目标715支撑在检查区域706中。通用计算系统或计算机充当操作者控制台732。所述控制台732包括诸如监视器的人类可读输出设备和诸如键盘、鼠标等的输入设备。驻留在控制台732上的软件允许操作者经由图形用户界面(GUI)或以其他方式与扫描器700进行交互和/或操作扫描器700。

如以上所讨论的，重建器728能够采用考虑目标715的放大的重建算法。示例性重建算法是代数重建技术(ART)重建算法，所述代数重建技术(ART)重建算法是迭代重建算法。对于常规的衰减对比度CT重建，方程6中示出了适合的ART：

方程6：

$x_j^{(n+1)}=x_j^{\left(n\right)}+\frac{b_j-{\mathrm{\Σ}}_k{a}_{\mathrm{ik}}{x}_k^{\left(n\right)}}{{\left|\right|a_i\left|\right|}^2}{a}_{\mathrm{ij}}$

其中，是第(n+1)个图像的第j个体素，是先前的图像的第j个体素，b_i是测量的数据中的一个(即，通过目标的一个具体的线积分)，a_ik是第k个图像体素对第i个测量的线积分的贡献，a_i是在k上的所有a_ik的总和。在该成像模型中所谓的系统矩阵A的元素a_ik包含体素k对测量的线积分i的贡献，作为几何射线与体素的线交叉长度。如果使用除了体素的其他基函数(例如团点(blob))，那么使用沿着通过所述基函数的射线的线积分。

为了考虑放大，修正系统矩阵A以包括方程6的放大项M，得到方程7：

方程7：

$x_j^{(n+1)}=x_j^n+\frac{b_i-{\mathrm{\Σ}}_k{d}_{\mathrm{ik}}{x}_k^{\left(n\right)}}{{\left|\right|d_i\left|\right|}^2}{d}_{\mathrm{ij}}$

其中，d_ij是暗场系统矩阵D的元素，具有d_ij＝a_ij/M_ij，其中，M_ij是第j个图像体素正在被投影到第i个探测器像素上时的几何放大。

以下描述了另一适合的重建。在图9中，互补的X射线(图3的X射线转过180度)沿者路径902穿过。可见性V’如方程8所示：

方程8：

$V^{\′}={V_0}^{\′}{e}^{-{\∫}_0^{L^{\′}}\frac{l}{L^{\′}}\mathrm{\σ}({\stackrel{\→}{s}}^{\′}+l{\stackrel{\→}{n}}^{\′})\mathrm{dl}}$

其中，符号上撇号指示几何值与互补的X射线有关。对方程两边取对数得到沿着互补路径902的扩散系数的加权线积分，如方程9所示：

方程9：

$m^{\′}=-\ln \left(\frac{V^{\′}}{{V_0}^{\′}}\right)={\∫}_0^{L^{\′}}\frac{l}{L^{\′}}\mathrm{\σ}({\stackrel{\→}{s}}^{\′}+l{\stackrel{\→}{n}}^{\′})\mathrm{dl}={\∫}_0^L\frac{l}{L}\mathrm{\σ}({\stackrel{\→}{s}}^{\′}-l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

在方程9中利用了这样的事实，即，通过互补射线的定义，的关系保持为真。此外，为了简化的目的，假设L＝L’。针对互补X射线的源位置在图3的射线上的某处：对于特定的λ有将这代入到方程9中得到方程10：

方程10：

$m^{\′}=\frac{1}{L}{\∫}_0^L\mathrm{l\σ}(\stackrel{\→}{s}+(\mathrm{\λ}-l)\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

改变变量l’＝λ-l得到方程11：

方程11：

$m^{\′}=\frac{1}{L}{\∫}_{\mathrm{\λ}-L}^{\mathrm{\λ}}(\mathrm{\λ}-l^{\′})\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l^{\′})\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

假设在视场外面的扩散系数分布为零并且代入l＝l’，方程11变为方程12：

方程12：

$m^{\′}=\frac{1}{L}{\∫}_0^L(\mathrm{\λ}-l)\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

将m和m’相加得到方程13：

方程13：

$m+m^{\′}=\frac{\mathrm{\λ}}{L}{\∫}_0^L\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

对于轴向2D全扫描，能够如方程14所示来计算针对射线300和互补射线的加权平均值：

方程14：

$\frac{L}{\mathrm{\λ}}(m+m^{\′})={\∫}_0^L\mathrm{\σ}(\stackrel{\→}{s}+l\stackrel{\→}{n})\mathrm{dl}$

能够使用常规的滤波反投影来求解方程14，以重建扩散系数分布。

方程14要求采集互补射线，并且因此方程14不能够用于锥形束重建。以下描述了扩展方程14以用于锥形束重建的方法。图12和图13分别示出了对全(或360度)扫描上的互补射线1200和1300的另一描绘。

方程14还表示直接测量结果m(例如射线1200)和互补测量结果m’(例如射线1300)的平均值，并且应用于整个360度采集，其中，使用常规的滤波反投影重建算法来重建得到的正弦图。在方程14中，λ表示扇形角度的余弦。

象征性地，能够通过将全部原始360度正弦图数据指代为D(α,φ)并且将互补数据的正弦图表示为C(α,φ)来重写方程14，其中，α表示源710(图7)的角度位置并且φ表示测量的样本的扇形角度。互补数据与直接数据之间的关系为C(α,φ)＝D(α+π-2φ,-φ)。加权互补数据和加权直接数据分别被表示为D’(α,φ)＝(1/cos(φ))D(α,φ)和C’(α,φ)＝(1/cos(φ))C(α,φ)。

由此能够将原始的准确的FBP重建写为如方程15所示：

方程15：

σ＝FBP_F(D'(α,φ)+C'(α,φ))

其中，σ表示线性扩散系数，并且F指示扇形射束。能够将扇形射束正弦图重新分箱(rebin)到平行的射束几何结构。能够将方程15重写为如方程16所示：

方程16：

σ＝FBP_P(D'(γ,β)+C'(γ,β))

其中，P指示平行射束，r表示射线到原点的距离，并且β表示相对于x轴的角度，并且r≥0且0≤β<2π。由于利用方程14，因此方程15和方程16要求互补数据。

利用FBP的线性，能够将方程16表达为如方程17所示：

方程17：

σ＝FBP_P(D'(γ,β))+FBP_P(C'(γ,β))

由于互补射线1300也是直接射线(只是与直接射线1200相隔180度或π)，因此能够将方程17表达为方程18：

方程18：

σ＝FBP_P(D'(γ,β))+FBP_P(D'(γ,β+π))

利用方程18，原先在投影域中完成的求平均现在被推迟并且被在反投影之后在图像域中执行。

在方程18中，两个FBP项应当是相同的，这是因为两个FBP项只利用相对于投影角度而正在重组(对于同一数据执行的斜坡滤波和内插值)的数据对整个360度正弦图数据进行操作。这样，能够使用D’(γ,β)作为针对C’(γ,β)的近似，从而将方程17写为方程19和方程20：

方程19：

σ＝FBP_P(D'(γ,β))+FBP_P(D'(γ,β))，和

方程20：

σ＝2FBP_P(D'(γ,β))

将平行射束数据重新分箱回原始的扇形射束几何结构得到方程21：

方程21：

σ＝2FBP_F(D'(α,φ))

方程20和方程21允许到锥形束几何结构的扩展，这是因为不要求明确地对直接射线和互补射线求平均。例如，对于360度轴向锥形束CT扫描，常规的全扫描FDK锥形束重建能够用于加权正弦图D’。Feldkamp等人的“Practical cone-beam algorithm”(J.OPt.Soc.Am.A，Vol.1，No.6，1984年6月)中讨论了示例性FDK重建。Feldkamp等人描述了总体概念，所述总体概念包括具有锥形角度的加权和具有常规加权的3D BP。

对于螺旋锥形束CT扫描，孔径加权的楔形重建能够应用于具有在2PI对上的归一化的加权正弦图D’。在Shechter等人的“High-Resolution Imagesof Cone Beam Collimated CT Scans”(IEEE Transaction on Nuclear Science52(1)，第247页，2005年)中讨论了用于高分辨率孔径加权的楔形重建的示例性方法。在Shecheter等人的文章中，具有加权函数的全扫描反投影跟随楔形重新分箱(对2D平行重新分箱的锥形束扩展)。能够与角度加权函数一起使用角度加权的楔形(或经扩展的楔形)重建，所述角度加权函数确保对具有2π距离的所有视图的权重独立地加到1/2。

图10、图11、图14以及图15图示了示例性方法。应当理解，这些方法的动作的顺序不是限制性的。这样，本文中预期其他顺序。另外，可以省略一个或多个动作和/或可以包括一个或多个额外的动作。

图10图示了示例性方法。

在1002处，针对被扫描目标获得暗场信号。

在1004处，获得被扫描目标的反向信号放大。

在1006处，使用包括获得的放大的重建算法来重建暗场信号。

图11图示了另一示例性方法。

在1102处，针对被扫描目标获得暗场信号。

在1104处，针对被扫描目标获得互补暗场信号。所述信号和所述互补信号相隔180度。

在1106处，基于信号和互补信号来计算平均值。

在1108处，使用常规的滤波反投影重建算法来重建平均值。

图14图示了示例性轴向锥形束CT暗场重建方法。

在1402处，针对被扫描目标从360度扫描获得暗场信号。

在1404处，对暗场信号进行加权。

在1406处，如本文中所描述的，全扫描FDK重建算法应用于360度扫描上的经加权的暗场信号。

图15图示了示例性螺旋锥形束CT暗场重建方法。

在1502处，针对被扫描目标从360度扫描获得暗场信号。

在1504处，对暗场信号进行加权。

在1506处，将经加权的暗场信号重新分箱到楔形几何结构中。

在1508处，如本文中所描述的，孔径加权的全扫描反投影重建算法或角度加权的全扫描反投影重建算法应用于360度扫描上的加权重新分箱的暗场信号。

已经参考优选实施例描述了本发明。他人在阅读和理解以上具体实施方式的情况下可能想到修改或替代。本文旨在将本发明解释为包括所有这种修改和替代，只要它们落入权利要求书及其等价方案的范围之内。

Claims (25)

1.一种方法，包括：

获得从目标的暗场CT扫描生成的暗场信号，其中，所述暗场CT扫描至少是360度扫描；

对所述暗场信号进行加权；并且

对所述360度扫描上的经加权的暗场信号执行锥形束重建，从而生成体积图像数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述锥形束重建不要求针对被扫描的目标的互补暗场信号，所述互补暗场信号是与所述暗场信号相隔一百八十度采集的信号。

3.如权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，所述锥形束重建是在所述360度扫描上的2D滤波反投影重建的扩展。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述2D滤波反投影重建包括是所述互补暗场信号的函数的项，并且还包括：

利用所述暗场信号来近似所述项中的所述互补暗场信号。

5.如权利要求3至4中的任一项所述的方法，其中，所述2D滤波反投影重建包括将滤波反投影应用于所述经加权的暗场信号，并且将所述滤波反投影的结果乘以二。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述暗场CT扫描是轴向锥形束CT扫描，并且所述锥形束重建是360度FDK锥形束重建。

7.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述暗场CT扫描是螺旋锥形束CT扫描。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且其中，所述锥形束重建是孔径加权的楔形重建。

9.如权利要求7所述的方法，还包括：

将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且其中，所述锥形束重建是角度加权的楔形重建。

10.如权利要求9所述的方法，其中，具有2π距离的所有视图的权重独立地加到1/2。

11.一种成像系统(700)，包括：

焦斑(710)，其发射穿过检查区域的辐射；

干涉仪(714、718、720)，其针对目标的暗场成像扫描对发射的辐射进行滤波；

探测器阵列(712)，其探测穿过所述检查区域的经滤波的辐射，并且产生指示其的暗场信号；以及

重建器(728)，其使用锥形束重建来重建360度上的暗场信号，生成体积图像数据。

12.如权利要求11所述的成像系统，其中，所述重建器对所述暗场信号进行加权，并且重建所述经加权的暗场信号。

13.如权利要求11至12中的任一项所述的成像系统，其中，所述锥形束重建不要求针对被扫描目标的互补暗场信号，所述互补暗场信号是与所述暗场信号相隔一百八十度采集的信号。

14.如权利要求11至13中的任一项所述的成像系统，其中，所述重建器应用锥形束重建，所述锥形束重建是在所述360度上的2D滤波反投影重建的扩展。

15.如权利要求14所述的成像系统，其中，所述2D滤波反投影重建包括是所述互补暗场信号的函数的项，利用所述暗场信号来近似所述互补暗场信号。

16.如权利要求14至15中的任一项所述的成像系统，其中，所述2D滤波反投影重建包括将滤波反投影应用于所述暗场信号，并且将所述滤波反投影的结果乘以二。

17.如权利要求11至16中的任一项所述的成像系统，其中，所述暗场CT扫描是轴向锥形束CT扫描，并且所述重建器应用360度FDK锥形束重建。

18.如权利要求11至17中的任一项所述的成像系统，其中，所述暗场CT扫描是螺旋锥形束CT扫描。

19.如权利要求18所述的成像系统，其中，所述重建器将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且应用孔径加权的楔形重建。

20.如权利要求18所述的成像系统，其中，所述重建器将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构，并且应用角度加权的楔形重建。

21.一种被编码具有计算机可读指令的计算机可读存储介质，所述计算机可读指令在由处理器运行时，令所述处理器：

获得从目标的至少360度暗场CT扫描生成的暗场信号；

对所述暗场信号进行加权；并且

对360度上的经加权的暗场信号执行锥形束重建，从而生成体积图像数据。

22.如权利要求21所述的计算机可读存储介质，其中，所述暗场CT扫描是轴向锥形束CT扫描，并且所述锥形束重建是全扫描FDK锥形束重建。

23.如权利要求22所述的计算机可读存储介质，其中，所述暗场CT扫描是螺旋锥形束CT扫描，并且所述计算机可读指令在由所述处理器运行时，还令所述处理器：

将所述暗场信号重新分箱到楔形几何结构；并且

将360度孔径加权的楔形重建或角度加权的楔形重建中的至少一个应用于经重新分箱的暗场信号。

24.如权利要求21至23中的任一项所述的计算机可读存储介质，其中，所述锥形束重建是扇形射束重建。

25.如权利要求21至23中的任一项所述的计算机可读存储介质，其中，所述锥形束重建是平行射束重建。