CN109982640A - 用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置 - Google Patents

用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置。描述了提供(210)对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据。还提供了(220)所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据。根据所述相衬X射线图像数据生成(230)第一基数据集。根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成(240)第二基数据集。

Description

用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置
技术领域
本发明涉及一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置、一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统、一种用于根据相衬成像数据生成多能量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
本发明的一般背景是X射线谱计算机断层摄影(CT)的领域。在CT系统中，X射线源发射X射线辐射。所发射的辐射穿过检查区域与位于检查区域内的受检体或对象，并且由与X射线源相对的探测器阵列来探测。所述探测器阵列探测穿过检查区域和对象的辐射，并且生成投影数据，例如，原始探测器数据或投影图像。重建器处理所述投影数据并且重建受检体或对象的体积图像。X射线谱CT是一种成像模态，其扩展了常规CT系统的能力。双能量(DE)CT是谱CT的一种特定配置，其利用在两种光子能量下采集的两个衰减值来分辨光电和康普顿贡献(包括材料的质量衰减系数)，并且由此通过未知材料的光电和康普顿贡献的值来识别未知材料。该方案在诸如碘的材料中尤其有效，诸如碘的材料具有接近诊断能量范围的平均值的k边缘能量。因为两个基函数的任意两个线性无关的总和跨整个衰减系数空间，所以任何材料都能够由两种其他材料(所谓的基材料，诸如水和碘)的线性组合来表示。基材料图像提供了新的应用，诸如单色图像、材料消除图像、有效原子序数图像以及电子密度图像。有若干种方案来执行双能量CT采集，诸如双源、快速kVp切换和双层探测器配置。另外，定量成像是医学成像领域中当前的主要趋势之一。谱CT支持这种趋势，因为附加的谱信息改善了能够测量的关于被扫描对象以及其材料组份的定量信息。
然而，可能不能够直接访问这样的X射线谱数据，和/或可能需要改善在所得到的康普顿和光电基数据集中的噪声水平，和/或可能需要提供扩增的双能量数据，诸如多能量数据，例如提供图像的可视化作为三幅单独的不同材料图像。
US 2015/0103970 A1描述了用于根据常规X射线衰减数据生成X射线相衬图像的系统和方法。在一定范围的X射线能量上生成的X射线衰减系数被用于计算X射线相位信号，直到校准常数。根据所提供的校准数据来计算该校准常数，所述校准数据可以使用专用的X射线差分相衬成像系统来获得，以测量校准体模的折射率的减小。
发明内容
具有一种用于生成多能量数据的经改进的装置将是有利的。
利用独立权利要求的主题解决了本发明的目标，其中，在从属权利要求中包含了另外的实施例。应当注意，下文所描述的本发明的各方面和范例还适用于用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置、用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统、用于根据相衬成像数据生成多能量数据的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。
在第一方面中，提供了一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置，包括：
-输入单元；以及
-处理单元。
所述输入单元被配置为向所述处理单元提供对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据。所述输入单元还被配置为向所述处理单元提供所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据。所述处理单元被配置为生成包括两个基数据集的多能量数据。所述处理单元被配置为根据所述相衬X射线图像数据生成第一基数据集。所述处理单元还被配置为根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成第二基数据集。
换言之，例如通过差分相衬成像(DPCI)系统采集的对象的相衬成像数据能够与相同对象的衰减图像数据一起使用，从而提供针对该对象的多能量数据的两个基集。所述两个基集可以是诸如康普顿数据和光电数据的数据，或者是针对诸如水和碘的两种材料的数据集。所述基集、康普顿、光电、水、碘能够被认为是“基材料”，并且不需要涉及真实材料，而是也能够被认为是虚拟材料。然而，所述对象的感兴趣区域然后能够被表示在多能量域中，例如被表示为两幅图像：水的一幅图像和碘的一幅图像；或者康普顿散射的一幅图像和光电衰减的一幅图像等。针对该对象的该多能量数据先前仅可以基于谱分辨的图像数据生成，然后将其分解为康普顿散射图像和光电衰减图像，或者其他基材料集，诸如水和碘。
换言之，根据相衬图像来获得多能量信息。
以这种方式，能够根据DPCI采集生成双能量(DE)或多能量(ME)信息。
以这种方式，所述衰减图像可能是非能量敏感的，但是结合相衬数据，能够生成多能量数据。然而，如果所述衰减数据确实与能量敏感采集相关，诸如其是利用谱分辨的DE或ME测量或采集而采集的，则所述相衬图像数据能够被用于利用从(或使用)所述相衬数据获得的康普顿散射吸收数据来丰富对DE或ME数据的材料分解，并且类似地，丰富诸如水和碘的其他基集。这导致所述康普顿散射数据的噪声的改善以及所述光电数据的噪声的改善。此外，具有相衬数据和多能量衰减数据使得能够生成三种基材料的基集，其中，所述衰减数据通常仅能够被用于生成两个基材料基集。
因此，能够处理先前采集的数据以通过利用相衬数据来提供多能量数据，或者可以根据正在从适当的采集系统采集的数据实时地生成多能量数据，并且然后对其进行处理。
在范例中，所述第一基数据集包括康普顿数据。所述康普顿数据对应于康普顿散射总衰减系数数据。然后，所述第二基数据集能够包括光电数据。所述光电数据对应于光电总衰减系数数据。
换言之，例如通过差分相衬成像(DPCI)系统采集的对象的相衬成像数据能够与相同对象的衰减图像数据一起使用，以提供针对该对象的康普顿数据和光电数据，其先前仅可以基于谱分辨的图像数据来生成，然后将其分解为康普顿散射图像和光电衰减图像。
换言之，根据相衬图像来获得多能量信息。
当所述衰减图像是谱分辨的DE或ME测量或采集时，则所述相衬图像数据能够被用于利用从(或使用)所述相衬数据获得的康普顿散射吸收数据来丰富对DE或ME数据的材料分解。这导致所述康普顿散射数据的噪声的改善以及所述光电衰减数据的噪声的改善。
在范例中，所述处理单元基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在该图像位置处的第一基数据成比例而根据所述相衬X射线图像数据生成所述第一基数据集。
在第一方面中，所述第二基数据集的生成包括利用所述第一基数据集。
换言之，在计算了所述第一基数据集后，具有总衰减的所述第一数据集能够被用于计算所述第二基数据集。
在范例中，被用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器的谱探测器灵敏度与被用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器的谱探测器灵敏度相同。然后，基线强度信号与当对象不存在时的所述探测器上的探测信号相关。在该范例中，在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源的谱与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源的谱相同。然后，所述第二基数据集的生成包括利用所述探测器的谱探测器灵敏度和所述基线强度信号以及所述X射线源的谱。
换言之，通常在对DE或ME数据的材料分解中所使用的信息以相反的方式被用于确定所述第二基数据集。
因此，只要所述探测器的所述谱灵敏度是已知并且所述X射线源的谱是已知的，就不必是用于采集所述相衬数据与用于采集所述衰减数据的是相同的探测器和X射线源对。
在范例中，所述第二基数据集的生成包括利用与所述第一基数据集的数据相关的能量依赖性以及与所述第二基数据集的数据相关的能量依赖性。
在范例中，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器相同。在该范例中，在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源相同。
因此，用于采集所述相衬数据的相同探测器和X射线源对与用于采集所述衰减数据的探测器和X射线源对相同。
在范例中，所述衰减X射线图像数据包括谱图像数据。
以这种方式，能够利用使用所述相衬图像数据采集的康普顿散射数据来丰富对DE或ME数据的材料分解，以生成诸如康普顿散射和光电图像的基集。
因此，能够生成三种“基材料”的基材料集，而不是通常能够根据谱衰减数据完成两种基材料的生成。这能够通过使用所述相衬数据来实现。
在范例中，所述处理单元被配置为将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括第一基数据集图像。
在范例中，同时地采集相衬X射线图像数据和衰减X射线图像数据。
换言之，穿过被询问的对象以产生相衬图像的透射射束能够同时被用于产生衰减图像。并且，能够处理这些相衬和衰减数据以生成多能量信息。
以这种方式，在所述衰减图像与所述相衬图像之间存在直接对应关系，由此便于根据所述相衬数据和所述衰减数据生成第二基数据集(诸如根据所述相衬数据和所述衰减数据生成所述光电数据)。
在范例中，所述处理单元被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集生成多能量信息和/或双能量信息。所述信息能够包括所述对象的感兴趣区域的至少一幅图像。
换言之，所述相衬图像数据连同衰减图像数据能够被用于提供基集图像(诸如，例如康普顿散射图像和光电衰减图像，或者一种材料的图像和第二种材料的图像)，其通常将需要使用谱分辨的数据采集以及对该谱分辨的数据的分解来生成。但是现在，能够根据衰减图像和相衬图像来生成等价数据。
在第二方面中，提供了一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统，所述系统包括：
-至少一个图像采集单元；
-根据第一方面的用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置；以及-输出单元。
所述至少一个图像采集单元被配置为采集所述相衬X射线图像并且采集所述衰减X射线图像。所述输出单元被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集来输出多能量信息和/或双能量信息。
在第三方面中，提供了一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的方法，包括：
a)提供对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据；
b)提供所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据；
c)根据所述相衬X射线图像数据生成第一基数据集；并且
d)根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成第二基数据集。
根据另一方面中，提供了一种控制如先前所描述的装置的计算机程序单元，所述计算机程序单元当由处理单元运行时适于执行如先前所描述的方法的步骤。
根据另一方面中，提供了一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有如先前所描述的计算机单元。
有利地，由以上各方面中的任意方面提供的益处同样适用于所有其他方面，并且反之亦然。
参考下文所描述的实施例，以上各方面和范例将变得显而易见并得以阐明。
附图说明
下文将参考以下附图来描述示范性实施例：
图1示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置的范例的示意性设置；
图2示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统的范例的示意性设置；
图3示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的方法；
图4-5示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统的范例的示意性设置；
图6示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统的范例的示意性设置；
图7示出了双能量探测器的范例。
具体实施方式
图1示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置10的范例。装置10包括输入单元20和处理单元30。输入单元20被配置为经由有线或无线通信向处理单元30提供对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据。输入单元20还被配置为同样经由有线或无线通信向处理单元30提供所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据。处理单元30被配置为生成包括两个基数据集的多能量数据。对此，处理单元30被配置为根据所述相衬X射线图像数据生成第一基数据集。处理单元30还被配置为根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成第二基数据集。
在范例中，所述X射线衰减图像是X射线照相图像。
在范例中，所述X射线衰减图像是血管造影图像。
在范例中，其中，所述处理单元被配置为将相衬X射线图像数据配准到所述衰减X射线图像数据。通过将所述相衬X射线图像数据配准到所述衰减X射线图像数据图像，能够有效地分析在不同时间并且甚至由不同的采集系统所采集的身体部分的相衬图像和衰减图像，使得在所述相衬图像中的区域能够被匹配到所述衰减图像中的等价区域。这便于根据所述相衬数据(或者其他基材料集)和所述衰减数据生成所述光电数据。
在范例中，配准考虑了患者的心动周期和/或呼吸周期。
在范例中，配准可以包括使衰减图像的感兴趣区域和/或相衬图像的感兴趣区域翘曲的步骤。
在范例中，以与用于采集所述相衬图像数据的角度相同的角度来执行对所述衰减图像数据的采集。例如，这两种采集都是利用相同的C臂角来执行的。这使得易于对准所述图像。
在范例中，所述对准导致衰减图像的感兴趣区域与相衬图像的感兴趣区域的空间匹配。
在范例中，将相衬图像配准到衰减X射线图像包括应用分割流程。
在范例中，所述处理单元被配置为基于相衬X射线图像中的等价位置来确定X射线衰减图像中的位置。这有助于促进根据所述相衬数据和所述衰减数据来生成所述第二基数据集(例如，光电数据)。在范例中，定位包括应用分割流程。
在范例中，装置包括输出单元40。输出单元40被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集(例如，康普顿数据和光电数据)来输出多能量信息和/或双能量信息。
根据范例，所述第一基数据集包括康普顿数据，所述康普顿数据对应于康普顿散射总衰减系数数据。然后，所述第二基数据集能够包括光电数据，所述光电数据对应于光电总衰减系数数据。
根据范例，处理单元30被配置为基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在该图像位置处的第一基数据成比例而根据所述相衬X射线图像数据生成所述第一基数据集。
在范例中，处理单元30被配置为基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在该图像位置处的康普顿散射总衰减系数数据成比例而根据所述相衬X射线图像数据生成所述康普顿数据。
换言之，使用相衬特征与电子密度成比例的知识，所述电子密度与康普顿散射成比例。
根据范例，所述第二基数据集的生成包括利用所述第一基数据集。
在范例中，所述光电数据的生成包括利用所述康普顿数据。
换言之，利用总衰减和康普顿散射吸收，能够计算光电吸收。
根据范例，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器50的谱探测器灵敏度与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器50的谱探测器灵敏度相同。然后，能够确定或定义基线强度信号，其涉及当对象不存在时的(一个或多个)探测器50上或者来自(一个或多个)探测器50的探测信号。在该范例中，在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源60的谱与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源60的谱相同。然后，所述第二基数据集的生成包括利用(一个或多个)探测器50的谱探测器灵敏度和所述基线强度信号以及(一个或多个)X射线源60的谱。在此，可以仅有一个探测器50或者两个探测器50，并且可以有两个X射线源60或者仅一个X射线源60。
在范例中，所述光电数据的生成包括利用所述探测器的谱探测器灵敏度和所述基线强度信号以及所述X射线源的谱。
换言之，通常在对DE或ME数据的材料分解中所使用的信息以相反的方式用于确定所述光电吸收。
根据范例，所述第二基数据集的生成包括利用与所述第一基数据集的数据相关的能量依赖性以及与所述第二基数据集的数据相关的能量依赖性。
在范例中，所述光电数据的生成包括利用康普顿散射效应的能量依赖性以及光电衰减效应的能量依赖性。
根据范例，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器50与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器50相同。在范例中，在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源60与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源60相同。
根据范例，所述衰减X射线图像数据包括谱图像数据。
在范例中，所述谱图像数据包括DE图像数据或ME图像数据。在范例中，利用谱分辨探测器(诸如双层探测器阵列)来采集所述谱图像数据。
根据范例，处理单元30被配置为将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像。然后，所述至少一幅基图像能够包括第一基数据集图像。
在范例中，处理单元30被配置为将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，并且所述至少一幅基图像能够包括第二基数据集图像。
在范例中，处理单元30被配置为将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，并且所述至少一幅基图像能够包括康普顿衰减系数图像。
在范例中，所述处理单元被配置为将所述谱图像数据分解为康普顿衰减系数图像和光电衰减系数图像。
根据范例，同时地采集所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据。
根据范例，所述处理单元被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集来生成多能量信息和/或双能量信息。然后，所述多能量信息和/或所述双能量信息能够包括所述对象的所述感兴趣区域的至少一幅图像。
在范例中，所述处理单元被配置为基于所述康普顿数据和所述光电数据来生成多能量信息和/或双能量信息。所述多能量信息和/或所述双能量信息能够包括所述对象的所述感兴趣区域的至少一幅图像。
图2示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统100的范例。系统100包括至少一个图像采集单元110以及如相对于图1所描述的用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置10。系统100还包括输出单元120。至少一个图像采集单元110被配置为采集所述相衬X射线图像并且采集所述衰减X射线图像。输出单元120被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集来输出多能量信息和/或双能量信息。
在范例中，至少一个图像采集单元120经由有线或有线通信将所述相衬X射线图像和所述衰减X射线图像提供至输入单元20。在范例中，至少一个图像采集单元120是输入单元20。在范例中，至少一个图像采集单元120的图像采集单元是输入单元20。
在范例中，所述输出单元被配置为基于所述康普顿数据和所述光电数据来输出多能量信息和/或双能量信息。
在范例中，所述至少一个图像采集单元包括基于光栅的差分相衬成像设备。在范例中，所述至少一个图像采集单元包括基于光栅的差分相衬和暗场X射线成像设备。在范例中，所述至少一个图像采集单元包括干涉仪装置。
在范例中，所述至少一个图像采集单元包括X射线成像设备。例如，所述设备能够是断层摄影装置或CT装置。
在范例中，所述至少一个图像采集单元能够在标准X射线照相模式下操作，其中，透射的辐射强度提供关于通过所述对象的衰减的信息。在范例中，所述至少一个图像采集单元能够以差分相衬成像(DPCI)模式来操作。在范例中，相同的图像采集单元能够被用于采集所述衰减图像和所述相衬图像。在范例中，相同的图像采集单元能够被用于采集所述衰减图像和所述暗场图像和所述相衬图像。例如，DPCI装置的干涉仪装置能够从X射线射束中摆动出来，并且正常的X射线照相图像、衰减图像被采集。然后，所述干涉仪装置能够被摆动回到X射线射束中，并且暗场X射线图像或相衬图像被采集。
在范例中，所述至少一个图像采集单元包括差分相衬成像(DPCI)装置。在范例中，所述至少一个图像采集单元生成衰减图像，其涉及在所述检查区域中具有对象和不具有对象的情况下的X射线的强度(强度)值的探测。在范例中，所述至少一个图像采集单元生成相衬(或微分相位)图像，其涉及在检查区域中具有对象和不具有对象的情况下的X射线的相位的探测。在范例中，所述至少一个图像采集单元生成暗场(或者去相干)图像，其涉及在所述检查区域中具有对象和不具有对象的情况下的X射线的条纹可见性的探测。在范例中，所述至少一个图像采集单元生成这些图像的任意组合。例如，所述至少一个图像采集单元能够生成衰减图像，并且生成相衬图像，并且生成暗场图像。在范例中，能够同时生成衰减图像和相衬图像。在范例中，能够同时生成衰减图像、相衬图像和暗场图像。
在范例中，所述干涉仪装置包括Talbot干涉仪。在范例中，所述干涉仪装置包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为将由X射线探测器可探测的干涉图案调制到由源发射的X射线上作为X射线条纹。在范例中，所述干涉仪装置包括第二衍射光栅，所述第二衍射光栅被配置为分析所述干涉图案。在范例中，所述第二衍射光栅是吸收光栅。在范例中，这两个光栅被布置在检查区域的彼此相对的侧面上。在范例中，这两个光栅被布置在检查区域的同一侧上。在范例中，所述干涉仪除了已经讨论的一个或两个光栅之外还包括源光栅。在该范例中，所述源光栅相对靠近所述X射线源来定位，并且用于在所述源光栅部分地相干之后使X射线传播。换言之，能够调整X射线源以便发射比在不存在源光栅时更相干的辐射。因此，在一些范例中，不需要源光栅，例如当X射线源已经产生适当的相干X射线时。在范例中，所述干涉仪装置被配置为产生莫尔条纹。在范例中，所述干涉仪装置被有目的地失谐，使得一些条纹存在于探测器区域中。在范例中，所述干涉仪装置通过使第一光栅与第二光栅成小角度倾斜而被有目的地失谐。在范例中，失谐导致在所述探测器上生成莫尔条纹。
在一个范例中，所述干涉仪装置包括两个光栅，所述两个光栅相对于彼此被固定地安装在适合的框架或笼中，并且该框架被固定地布置在扫描臂或其他可移动的机架结构中。换言之，所述干涉仪装置能够摆动入和摆动出X射线射束，使得所述装置能够在DPCI模式和常规的X射线照相模式两者下操作。在DPCI模式中，所述臂能够被平移或旋转，使得所述对象的至少部分被扫描。
在范例中，所述输出单元输出吸收(或衰减)图像。在范例中，所述输出单元输出相衬(或差分相位)图像。在范例中，所述输出单元输出暗场图像。在范例中，所述输出单元输出衰减图像、相衬图像和暗场图像的任意组合。换言之，所述输出单元能够同时地输出所述衰减图像和所述相衬图像，并且在另一范例中，能够同时地输出所有三种类型的图像。在范例中，所述输出单元在诸如视觉显示单元的监视器上或者在多个单独的监视器上输出表示所述对象的数据。例如，衰减图像、相衬图像和暗场图像能够在单个监视器上呈现或者能够在单独的监视器上呈现。
在范例中，所述输出单元输出所述康普顿数据和所述光电数据。在范例中，所述输出单元输出由康普顿数据表示的图像。在范例中，所述输出单元输出由光电数据表示的图像。换言之，能够利用相衬成像数据和衰减成像数据来生成通常从多能量谱分辨系统采集的等价基集图像，其中，来自多能量谱分辨系统的这样的数据被分解为例如康普顿散射图像和光电衰减图像。然而，在此，可以在DPCI系统中同时采集的相衬图像和衰减图像被用于生成等价的康普顿散射图像和光电衰减图像(或者其他基集数据或图像)。
在范例中，所述系统在诸如医院的临床环境中具有有用的应用。在范例中，所述系统能够被用于乳房X线照相、诊断放射学和介入放射学，用于对患者的医学检查。在范例中，所述系统在工业环境中具有有用的应用，例如在非破坏性测试中(例如，关于生物以及非生物样本的组份、结构和/或质量的分析)以及安全扫描(例如，在机场中的行李扫描)。所述装置也具有的这种应用同样也适用于下文所讨论的方法。
在范例中，在当前扫描臂位置处生成的条纹图案被用于确定可见度或平均可见度，并且同时被用于确定在该臂位置处的X射线辐射的透射强度。换言之，能够在与相衬图像相同的时间采集衰减图像，并且如果需要，还能够同时采集暗场图像。
在范例中，诸如C臂系统的图像采集单元被用于采集所述衰减图像，并且诸如DPCI系统的不同图像采集单元被用于采集相衬图像。在范例中，诸如C臂系统的图像采集单元被用于采集衰减图像，并且诸如DPCI系统的不同图像采集单元被用于采集相衬图像。如有必要，所述DPCI系统还能够采集暗场图像。
在范例中，所述对象是身体或身体部分。在范例中，所述对象是一件行李箱或者一件行李箱的一部分或者一件行李箱以及其内容物。在范例中，所述对象是工业设备或机器部件的一部分。
图3示出了用于以其基本步骤根据相衬成像数据生成多能量数据的方法200。方法200包括：
在提供步骤210中，也被称为步骤a)，提供对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据；
在提供步骤220中，也被称为步骤b)，提供所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据；
在生成步骤230中，也被称为步骤c)，根据所述相衬X射线图像数据生成第一基数据集；并且
在生成步骤240中，也被称为步骤d)，根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成第二基数据集，并且其中，步骤d)包括利用所述第一基数据集。
在范例中，步骤c)包括根据所述相衬X射线图像数据生成康普顿数据，所述康普顿数据对应于康普顿散射总衰减系数数据。
在范例中，步骤d)包括根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成光电数据，所述光电数据对应于光电总衰减系数数据。
在范例中，在步骤a)中，输入单元20将所述相衬X射线图像数据提供至处理单元30。
在范例中，在步骤b)中，所述输入单元将所述衰减X射线图像数据提供至所述处理单元。
在范例中，在步骤c)中，由所述处理单元来执行所述生成。
在范例中，在步骤d)中，由所述处理单元来执行所述生成。
在范例中，步骤c)包括基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在该图像位置处的第一基数据集的数据成比例而生成第一基数据集。
在范例中，步骤c)包括基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在该图像位置处的康普顿散射总衰减系数数据成比例而生成康普顿数据。
在范例中，步骤d)包括利用所述第一基数据集。
在范例中，步骤d)包括利用所述康普顿数据。
在范例中，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器的谱探测器灵敏度与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器的谱探测器灵敏度相同；并且基线强度信号与当对象不存在时的所述探测器上的探测信号相关；并且在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源的谱与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源的谱相同；并且然后，步骤d)包括利用所述探测器的谱探测器灵敏度和所述基线强度信号以及所述X射线源的谱。
在范例中，步骤d)包括利用与所述第一基数据集的数据相关的能量依赖性以及与所述第二基数据集的数据相关的能量依赖性。
在范例中，步骤d)包括利用康普顿散射效应的能量依赖性和光电衰减效应的能量依赖性。
在范例中，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器相同；并且，在所述相衬X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源与在所述衰减X射线图像数据的采集期间所使用的X射线源相同。
在范例中，所述衰减X射线图像数据包括谱图像数据。
在范例中，所述方法包括将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括第一基数据集图像。
在范例中，所述方法包括将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括第二基数据集图像。
在范例中，所述方法包括将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括康普顿衰减系数图像。
在范例中，所述方法包括将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括光电衰减系数图像。
在范例中，所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据是同时地采集的。
关于康普顿散射和光电效应讨论了以下详细范例，然而如上文所讨论的，对其他基材料集具有普遍适用性。
差分相衬成像(DPCI)是一种新的成像方法，其使用一组光栅从X射线成像装置(诸如投影成像器或CT)获得相衬信息。所述光栅装置将在下文更详细地讨论。所述DPCI方法通常同时地生成三种图像。除了所谓的暗场图像之外，还生成常规的衰减图像和相衬图像。所述相衬图像与所述对象的局部电子密度成比例。
用于X射线照相或CT的双(DE)和多能量成像(ME)使用具有不同谱编码的多个成像通道。通常利用材料分解方法来处理这些通道的信息，以获得被扫描对象的材料特异性信息。在DE中，所述数据能够被分解为由与总衰减相关的康普顿散射和光电效应所产生的贡献。这两个基量稍后能够被用于生成其他材料图像。在ME中所获得的附加谱信息允许高级分解并且能够被用于进行K边缘成像。
换言之，如上文所讨论的，当前所描述的装置、系统和方法使得能够根据DPC采集来生成DE信息或ME信息。
利用对象的衰减和相衬投影数据，能够计算康普顿效应和光电吸收。相衬特征与电子密度成比例，电子密度与康普顿散射成比例。利用总衰减和康普顿散射吸收，能够计算光电吸收。用于DE分解的前向模型通常是：
其中，I是预期探测到的X射线强度信号，I0是在没有对象的情况下的信号，R(E)是X射线源的谱，D(E)是谱探测器灵敏度，A0和A1是康普顿散射和光电吸收的贡献，并且f0和f1是这两种效应的能量依赖性。如本领域技术人员将意识到的，能够确定或容易地获知成像设备参数I0、R(E)、D(E)。如上文所阐述的，相衬以因子w与康普顿散射成比例A0＝wP。根据所述成像系统，我们能够直接从测量结果中提取强度I或者我们能够对其进行计算。现在我们根据正向模型中获得了所有参数，除了A1，其现在能够如下地计算。
如上文所讨论的，能够根据所述相衬数据结合衰减数据来提供双能量数据。然而，如果所述衰减数据自身具有谱内容，即，如果执行能量敏感(DE或ME)测量，则能够使用相同的想法来利用从所述相衬数据获得的已知康普顿散射吸收来丰富材料分解。在能量通道的总数加一大于分解中的基材料的量的情况下，能够使用统计分解技术来改善噪声性能。
一般而言，具有n＝1...N个谱通道的多能量系统模型是一组N个方程：
其中，使用一组M基材料。M能够排除康普顿散射基A0f0(E)，其能够根据所述相衬数据来取得或确定。所述组基材料应当包括光电效应，并且任选地能够包括在采集谱中具有K边缘的一种或多种材料，诸如金或钆。在常规的DE或ME系统中，可能仅存在n种基材料，包括康普顿散射体。如果我们从相衬中得到康普顿散射，则基材料现在能够包括n+1种材料，包括康普顿散射体。换言之，并非能够将被成像对象表示为两种不同的材料，而是现在能够将其表示为三种不同的材料，从而实现更好的特征区分。
关于以上内容，在该上下文中的术语“基材料”不一定指代真实材料。材料也能够是由其谱吸收特性(例如，光电效应或康普顿散射)定义的虚拟材料。诸如软组织或骨骼的真实材料被分解为具有相同组合吸收的一组虚拟光电效应和康普顿材料。
因此，总而言之，所述技术能够被用于根据无能量选择性相衬测量来获得双能量信息，或者其能够被用于替换在具有相衬的多能量相衬系统模型中的康普顿效应基量。在这两者中，能够利用附加信息信道来实现或改善所述谱分解。
现在将结合图4-7更详细地描述用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置、系统和方法的不同元素。
图4示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统100的范例。系统100能够用于采集X射线暗场图像和/或相衬图像，并且还能够采集X射线衰减图像。所述系统能够针对对象OB的吸收或对象OB中的吸收的空间分布进行成像，并且还能够针对折射的空间分布进行成像(相衬成像)，并且还能够针对小角度散射的空间分布进行成像(暗场成像)。所述装置具有基于光栅的干涉仪IF，其能够跨静止的X射线探测器D 50进行扫描。在该范例中，干涉仪IF包括两个光栅结构G1和G2，但是在其他范例中使用单个光栅干涉仪(仅具有单个光栅G1)。在单个光栅干涉仪IF的特定情况下，X射线探测器D具有足够小的间距，因此空间分辨率足够大，用于探测、即充分地分辨由光栅G1生成的干涉图案，以用于差分相衬成像和/或暗场成像的目的。为此目的，所述X射线探测器可以是高分辨率X射线探测器，具有例如50微米或更大的空间分辨率。
在图4中，光栅G1是吸收光栅或相移光栅，而G2是吸收光栅。通过光刻处理适合的衬底(诸如硅晶片)来制造光栅。在由不同纵横比的沟槽形成的那些硅“卡”中形成周期性划线(ruling)的图案。划线图案可以是一维的，但是也可以是二维的，以便赋予棋盘图案。
所述X射线成像装置还包括X射线源XR 60和X射线探测器D 50。X射线探测器D能够是2D全视图X射线探测器，其是平面的或弯曲的。多个探测器像素以行和列的形式被布置为阵列，以形成能够记录由所述X射线源发射的X射线辐射的2D X射线辐射敏感表面。
所述X射线探测器D和所述X射线源被间隔开以形成检查区域ER。所述检查区域被适当地间隔开以接收待成像的对象OB。所述对象可以是无生命的或有生命的。例如，所述对象可以是一件行李箱或者待成像的其他样本，或者在医学背景下，所述对象可以是人或动物患者或者至少是人或动物的解剖部分。
所述干涉光栅结构G1和G2被布置在X射线源XR与X射线探测器D之间的检查区域ER中。X射线源XR具有焦斑FS，X射线辐射射束从所述焦斑FS发射。其是在焦斑FS与X射线探测器的辐射敏感表面之间的空间中布置两个或三个光栅结构。光栅G1是相位光栅，并且光栅G2是分析器光栅。在一些实施例中，除了干涉仪IF的干涉光栅G1、G2之外，还有另外的光栅G0，其是源光栅。
源光栅G0被布置在X射线源60附近，例如在X射线管的壳体的出射窗口处。源光栅G0的功能是使所发射的辐射至少部分地相干。换言之，如果使用能够产生相干辐射的X射线源，则能够省去源光栅G0。
在操作中，至少部分相干的辐射穿过检查区域ER并且与对象OB相互作用。然后，对象将衰减、折射和小角度散射信息调制到辐射上，然后能够通过光栅串联G1和G2的操作来提取辐射。光栅G1、G2诱发干涉图案，所述干涉图案能够在X射线探测器D处被探测为莫尔图案的条纹。如果在检查区域中没有对象，则在X射线探测器D处仍然存在可观测到的干涉图案，称为参考图案，所述参考图案通常是在校准流程期间捕获的。这是通过例如通过引起轻微弯曲来特别调节或“失谐”两个光栅G1与G2之间的相互空间关系而使得两个光栅不完全平行而产生的。现在，如果对象位于检查区域中并且如所提到的与辐射相互作用，则现在更适当被称为对象图案的莫尔图案能够被理解为参考图案的受干扰版本。然后能够使用与参考图案的这种差异来计算三种图像中的一种或全部(衰减、相衬、暗场)。这意味着与暗场图像和/或相衬图像同时地采集衰减图像，并且这样，患者将处于相同的状态(例如，呼吸或者其他移动)，并且使图像配准更加简单，从而实现衰减图像中的位置将被转移到相衬图像中的位置，并且反之亦然。然而，所述光栅系统能够摆动出位置，并且所述系统以正常X射线照相模式来操作，以便获得衰减数据。如上文所描述的，所述衰减数据和所述相衬数据能够被用于生成多能量信息，诸如康普顿散射衰减数据和光电衰减数据。如下文参考图6-7所描述的，所述探测器能够是谱分辨探测器而不是谱非分辨探测器。在这种情况下，能够分解所述谱分辨数据以提供多能量数据，并且能够在该过程中利用相衬数据以便丰富所述数据，并且例如减少康普顿散射图像和光电衰减图像中的噪声。
继续图4，为了采集能够根据其计算所述图像的适合的信号，通过光栅串联G1-G2来执行扫描运动。作为该运动的结果，在X射线探测器D的每个像素处探测一系列强度值。为了获得良好的结果，光栅G1、G2的失谐使得莫尔图案的周期应当在扫描运动的方向上扩展数个其周期(两个或三个周期)。针对每个X射线探测器像素，然后能够将所述系列强度值拟合到(正弦)信号前向模型，例如，以便导出折射、吸收和小角度散射的相应贡献。这种类型的信号处理是在图4中未示出的信号处理单元中完成的，但是这是本领域技术人员是已知的。针对光轴OX的任意给定取向，X射线探测器D保持静止，光轴OX在图4中被示为沿着Z轴延伸。换言之，X射线探测器D相对于在检查区域中的任意参考点保持静止(至少在图像采集操作期间)。如上文所描述的干涉测量装置是通常被称为Talbot-Lau干涉仪。必须精细调谐G0与G1之间以及G1与G2之间的距离以适配Talbot距离的要求，Talbot距离继而是相应光栅的“间距”(亦即，光栅划线的空间周期)的函数。相对于X射线探测器D移动干涉仪IF可能由于条纹漂移而导致条纹分布的轻微变化。然而，能够通过使这样的漂移与利用参考扫描获得的条纹漂移相关来补偿所述条纹漂移。这样的参考扫描可以是在X射线成像装置的安装时执行的空白扫描。
干涉仪IF基本上能够是“光栅包”，其中，两个光栅G1和G2相对于彼此固定地被安装在适合的框架或笼中，并且该框架被固定地布置在扫描臂GT或者其他可移动的机架结构中(在图4中未示出)。所述臂，并且利用所述臂，干涉仪IF跨X射线探测器表面执行钟摆运动。针对扫描臂运动的枢轴点穿过X射线源的焦斑FS，但是不必如此。干涉仪IF的光栅G1和G2在扫描运动期间始终相对于彼此保持固定的空间关系，并且保持与G0基本上平行或者至少处于固定的空间关系。适合的跟踪电路(未示出)将干涉仪位置与X射线探测器像素位置相关联，以及时地触发读出脉冲串的序列，以确保向每个像素提供上文所提到的一系列测量结果以正确地对所述干涉图案进行采样。
在图4中，X-Y平面是X射线探测器平面，其中，X、Y指定X射线探测器D中的像素化的方向。X射线源围绕穿过焦斑FS的焦点旋转。针对扫描臂GT和X射线源XR的旋转轴RA延伸到图4的纸平面(沿着Y方向)。使X射线源与光栅串联G1、G2的摆动运动一致地旋转允许增加通量。
在图4的范例中，预准直器被布置在X射线源与对象OB之间，从而使辐射射束符合光栅G1和/或G2的尺寸或覆盖区。准直器PC在图像采集期间与干涉仪IF的摆动一致地移动。实现此目的的一种方式是将准直器安装到靠近源光栅G0的扫描臂GT上的适当距离处。源光栅G0也与光栅包G1、G2的摆动扫描运动一致地移动。这样做的一种方式是将光栅安装在扫描臂中。抗散射栅格ASG可以被布置在干涉仪与X射线探测器表面之间。
在图4的范例中，设想到了，例如患者的对象OB在图像采集期间位于检查桌台或卧榻上(图14中未示出)。换言之，患者的纵轴如根据图14延伸到绘图平面中，而光栅G1、G2的摆动(以及G0的摆动)在与患者纵轴(在图4中延伸到Y方向)的垂直平面中摆动延伸到图4的纸平面中。
如果需要全场图像，即，在扫描方向上与X射线探测器自身一样宽的图像，则相互刚性安装的光栅G1、G2将全长从一个X射线探测器边缘移动到相对的X射线探测器边缘。然而，如果用户请求较小的FOV(视场)，则能够使用减小的扫描范围来使采集时间最小化。
图5示出了被配置为允许患者在X射线成像采集期间站立(直立)的不同范例。这种结构可能有益于胸部成像。视图A、B表示所述装置的侧视图，而视图C是朝向X射线源XR穿过X射线探测器D的前视图，亦即，沿着光轴OX的前视图。与图4相比，在图5范例中的光轴被有效地旋转了90度。换言之，干涉仪IF现在从顶部到底部或者从底部到顶部在垂直方向(相对于检查室的地面)执行弯曲的扫描运动。这在前视图C中由箭头指示，所述箭头示出了在操作期间干涉仪IF的(向下)移动。尽管不一定在所有范例中如此，但是在图5中，干涉仪IF的光栅G1、G2现在基本上被布置为条形光栅，其与垂直于扫描运动的X射线探测器的宽度共同延伸。光栅G1、G2同样可以由单个长晶片或衬底来形成。然而，在其他实施例中，条带布置能够通过平铺来实现，亦即，提供将多个较小的个体单片光栅模块接连在一起来实现。所述X射线探测器可以从检查室的天花板固定地悬置，或者可以被安装在地板安装的支架上。光栅G1和G2被刚性地安装到扫描臂GT上。同样地，扫描臂GT可以是地板或天花板安装的。侧视图A)和B)示出了在扫描臂GT的扫描运动期间的不同情况，因为其沿着垂直扫描路径以圆形或者至少弧形运动来移动。同样地，尽管不一定在所有实施例中，源光栅G1被布置为围绕焦斑FS一致地旋转。这样做的一种方式是使所有三个光栅被布置在扫描臂中，以在垂直向上或向下运动期间保持固定和平行的关系。在图5中，同时或一致地移动的部分在表示扫描臂GT的虚线框中示出。通过简单地将扫描臂与光栅一起移出射束，所述系统能够在常规的X射线照相模式下容易地操作。如果需要，能够通过简单地将扫描臂摆动出位置而在能够利用扫描之前能够立即采集标准胸部X射线图像。
图6示出了用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统100的范例。在该范例中，对象是人或动物的身体部分，并且可以是整个身体。然而，技术人员将意识到，对象可以是在机场或港口处被检查的一件行李箱，或者例如是在非破坏性测试期间被检查的部件。系统100包括图像采集单元110，诸如X射线计算机断层摄影扫描器。系统100被配置为生成谱投影数据并且将所述谱数据分解为基集。在图6中所示的系统100还包括参照图4-5所描述的装置，其中，基于光栅的装置被配置为生成相衬图像以及衰减数据并且还有暗场图像。在一个范例中，基于光栅的系统摆动摆动出了适当的位置，如上文参照图4-5所描述的，并且采集衰减数据。然后，将基于光栅的系统摆动回到位，并且采集相衬数据。在另一范例中，利用基于光栅的系统采集所述衰减数据以及所述相衬数据。然后，能够使用所述衰减数据和所述相衬数据来生成多能量信息。然而，所述衰减数据自身能够通过例如使用如相对于图7所描述的谱分辨探测器进行谱分辨。然后，所述相衬数据被用于生成康普顿散射数据，并且这被用于丰富根据对所述谱衰减数据的分解而生成的康普顿散射体数据和光电数据。然而，如本领域技术人员将意识到的，能够通过一个系统来采集谱分辨数据，并且通过另一系统来采集相衬数据，并且用于提供丰富的多个。
继续在图6中所示的系统，图像采集单元110包括一个或多个X射线源60，诸如X射线管，其发射穿过在采集单元110的中心所示的检查区域的辐射。(一个或多个)X射线源能够是在不同电压下操作并且可能在不同电压之间切换的两个X射线源或者在两个电压(例如，80kV与100kV，或者100kV与120kV)之间切换的X射线源。X射线源60能够是在一定能量范围内发射宽带X射线辐射的源。与X射线源60相对的探测器50探测穿过检查区域的辐射。当一个源或多个源在不同时间在不同电压下操作时，探测器能够生成针对每个电压的投影数据，或者能量分辨探测器能够被用于同时采集在不同能量下针对同时操作的两个X射线源或者针对宽带X射线源的谱投影数据。在图7中示出了这样的能量分辨双层探测器。患者能够躺在移动到检查区域中的桌台上，并且如果需要，能够生成/采集一个或多个身体部分以及实际上整个身体的谱投影数据。所述投影数据能够被表示为至少一幅投影图像(至少一幅谱X射线图像)。容纳在所述图像采集单元内或者单独的工作站内的分解单元将至少一幅谱X射线图像或谱数据分解为至少一幅基图像，诸如：光电衰减图像和康普顿衰减系数图像；水和碘组份；水和钙成分；或者缩醛均聚物树脂，例如，和锡组份；和/或者其他基图像。
图7示出了双层探测器阵列，其是两个闪烁体的堆叠，其被用于通过各层的不同有效谱灵敏度来获得谱信息，其中，该阵列的一个像素以展开视图示出。探测器像素由一个堆叠在另一个的顶部之上的两个闪烁体制成，其中，X射线从顶部入射。低能量X射线在顶部闪烁体中被吸收，其中，吸收导致较长波长辐射的发射，其由位于该闪烁体侧面的光电二极管探测。底部闪烁体吸收高能X射线并且再次重新发射更长波长的辐射，其由与所述闪烁体相关联的第二光电二极管探测。
在另一范例性实施例中，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系统上执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。
因此，所述计算机程序单元可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可能是实施例的一部分。该计算单元可以被配置为执行或诱发执行上文所描述的方法的步骤。此外，其可以被配置为操作上文所描述的装置和/或系统的部件。所述计算单元能够被配置为自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。因此，所述数据处理器可以被装备成执行根据前述实施例之一的方法。
本发明的该示范性实施例涵盖了从一开始就使用本发明的计算机程序以及通过更新将现有程序转换为使用本发明的程序的计算机程序。
此外，所述计算机程序单元可能能够提供所有必要的步骤以实现如上文所描述的方法的示范性实施例的流程。
根据本发明的另外的示范性实施例，提供了一种计算机可读介质，诸如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质在其上存储有计算机程序单元，所述计算机程序单元是由前一部分来描述的。
计算机程序可以被存储和/或分布在适合的介质上，诸如光学存储介质或固态介质，其与其他硬件一起提供或者作为其他硬件的一部分而提供，但是也可以以其他形式分发，诸如经由互联网或者其他有线或无线电信系统。
然而，所述计算机程序也可以通过如万维网的网络来提供，并且能够从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的示范性实施例，提供了一种用于使计算机程序单元可用于下载的介质，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的前述实施例之一的方法。
必须注意，参考不同的主题描述了本发明的实施例。特别地，参考方法类型的权利要求描述了一些实施例，而参考设备类型的权利要求描述了其他实施例。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中了解到，除非另外说明，否则除了属于一种类型主题的特征的任何组合之外，还考虑与本申请一起披露了与不同主题相关的特征之间的任意组合。然而，所有功能都可以组合在一起，提供的协同效果不仅仅是功能的简单加和。
尽管已经在附图和前文的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性或范例性的而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和随附的权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中所记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载特定措施的事实并不指示不能够使用这些措施的组合以获益。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制范围。

Claims (14)

1.一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置(10)，包括：
-输入单元(20)；以及
-处理单元(30)；
其中，所述输入单元被配置为向所述处理单元提供对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据；
其中，所述输入单元被配置为向所述处理单元提供所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据；
其中，所述处理单元被配置为生成包括两个基数据集的多能量数据；
其中，所述处理单元被配置为根据所述相衬X射线图像数据生成第一基数据集；并且
其中，所述处理单元被配置为根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成第二基数据集；其中，所述第二基数据集的生成包括利用所述第一基数据集。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一基数据集包括康普顿数据，所述康普顿数据对应于康普顿散射总衰减系数数据；并且其中，所述第二基数据集包括光电数据，所述光电数据对应于光电总衰减系数数据。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的装置，其中，所述处理单元(30)基于在一图像位置处的相衬X射线图像数据与在所述图像位置处的第一基数据成比例而根据所述相衬X射线图像数据生成所述第一基数据集。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，用于采集所述相衬X射线图像数据的探测器(50)的谱探测器灵敏度与用于采集所述衰减X射线图像数据的探测器的谱探测器灵敏度相同；并且其中，基线强度信号与当所述对象不存在时的所述探测器上的探测信号相关；并且其中，在所述相衬X射线图像数据的所述采集期间所使用的X射线源(60)的谱与在所述衰减X射线图像数据的所述采集期间所使用的X射线源的谱相同；并且其中，所述第二基数据集的生成包括利用所述探测器的所述谱探测器灵敏度和所述基线强度信号以及所述X射线源的所述谱。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二基数据集的生成包括利用与所述第一基数据集的数据相关的能量依赖性以及与所述第二基数据集的数据相关的能量依赖性。
6.根据权利要求4-5中的任一项所述的装置，其中，用于采集所述相衬X射线图像数据的所述探测器(50)与用于采集所述衰减X射线图像数据的所述探测器相同；并且其中，在所述相衬X射线图像数据的所述采集期间所使用的所述X射线源(60)与在所述衰减X射线图像数据的所述采集期间所使用的所述X射线源相同。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中，所述衰减X射线图像数据包括谱图像数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述处理单元(30)被配置为将所述谱图像数据分解为至少一幅基图像，所述至少一幅基图像包括第一基数据集图像。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的装置，其中，所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据是同时采集的。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的装置，其中，所述处理单元被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集来生成多能量信息和/或双能量信息，所述信息包括所述对象的所述感兴趣区域的至少一幅图像。
11.一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的系统(100)，所述系统包括：
-至少一个图像采集单元(110)；
-根据前述权利要求中的任一项所述的用于根据相衬成像数据生成多能量数据的装置(10)；以及
-输出单元(120)；
其中，所述至少一个图像采集单元被配置为采集所述相衬X射线图像并且被配置为采集所述衰减X射线图像；并且
其中，所述输出单元被配置为基于所述第一基数据集和所述第二基数据集来输出多能量信息和/或双能量信息。
12.一种用于根据相衬成像数据生成多能量数据的方法(200)，包括：
a)提供(210)对象的感兴趣区域的相衬X射线图像数据；
b)提供(220)所述对象的所述感兴趣区域的衰减X射线图像数据；
c)根据所述相衬X射线图像数据生成(230)第一基数据集；并且
d)根据所述相衬X射线图像数据和所述衰减X射线图像数据生成(240)第二基数据集，并且其中，步骤d)包括利用所述第一基数据集。
13.一种用于控制根据权利要求1至11中的一项所述的装置的计算机程序单元，所述计算机程序单元当由处理器运行时被配置为执行根据权利要求12所述的方法。
14.一种存储有根据权利要求13所述的程序单元的计算机可读介质。
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