暗场或相衬X射线成像中的特征抑制的制作方法

本发明涉及用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置、用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统、用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

差分相衬和暗场成像是很有前景的技术，尤其是在胸部成像领域中，差分相衬和暗场成像可能带来额外的诊断价值，因为这些技术对肺组织的微观结构的变化高度敏感。在临床前研究中，已经证明能够通过该技术准确鉴定甚至量化在小鼠中广泛传染的肺病(如慢性阻塞性肺病(copd)和纤维化)。对于如何建立操作系统(如临床系统)仍然是开放讨论的。然而，诸如骨的特征会干扰影像，对于较大的对象而言这种影响会加剧。虽然诸如骨的特征会干扰影像，但是这些特征并不具有足够的对比度和信噪比，从而无法通过图像处理技术来去除这些特征。

wo2011/077334a1涉及x射线照片中的骨抑制。

技术实现要素：

因此，具有用于提供暗场或相衬图像的改进技术将是有利的。

利用独立权利要求的主题解决了本发明的目的，其中，进一步的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也适用于用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置、用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统、用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。

根据第一方面，提供了一种用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置，包括：

-输入单元；

-处理单位；以及

-输出单位。

所述输入单元被配置为向所述处理单元提供目标的感兴趣区域的x射线衰减图像。所述输入单元还被配置为向所述处理单元提供所述目标的所述感兴趣区域的暗场或相衬x射线图像。所述处理单元被配置为在所述x射线衰减图像中识别第一特征。所述第一特征是在所述x射线衰减图像中描绘的、具有比在所述暗场或相衬x射线图像中更高的对比度的遮蔽解剖特征。所述处理单元被配置为在所述x射线衰减图像中识别第二解剖特征并且在所述暗场或相衬x射线图像中识别所述第二解剖特征。所述处理单元还被配置为基于识别出的第二解剖特征将所述暗场或相衬x射线图像配准到所述x射线衰减图像。所述处理单元还被配置为在所述x射线衰减图像中确定所述第一特征的位置。所述处理单元还被配置为在所述暗场或相衬x射线图像中对所述第一特征进行定位，所述定位包括通过将所确定的位置转移到所述暗场或相衬x射线图像来利用与在所述x射线衰减图像中识别出的所述第一特征有关的信息。所述处理单元还被配置为抑制所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征，以生成特征抑制的暗场或相衬x射线图像。所述输出单元被配置为输出表示所述特征抑制的暗场或相衬x射线图像的数据。

以这种方式，能够从暗场或相衬图像中去除仅基于这些图像不能从这些图像中去除的遮蔽特征。这是因为在暗场或相衬图像中，遮蔽特征(例如，骨)通常具有比常规衰减图像中更小的对比度和更小的信噪比，并且不能被直接抑制以达到所需的保真度水平。因此，在常规衰减x射线图像中识别遮蔽特征，并且该信息用于对相衬或暗场图像中的遮蔽特征(例如，一根或多根骨，例如，一根或多根肋骨)进行定位。一旦遮蔽特征的位置已知，就能够以对衰减图像的执行方式的类似的方式应用标准算法来抑制暗场或相衬图像中的遮蔽特征。

换句话说，对于胸部的暗场或相衬图像的范例，能够从图像中去除肋骨，以使图像的扩散(或衰减)系数仅取决于肺。

换句话说，暗场和/或相衬成像能够用于观察具有相似吸收截面的结构(使用常规的吸收x射线成像无法辨别该相似吸收截面)，但在这种暗场和/或相衬成像中，诸如肋部骨的特征的遮蔽效果可能难以克服。因此，暗场和/或相衬图像与相同目标的常规吸收x射线相关联，并且在吸收图像中，诸如骨的高吸收特征与相邻的相对弱吸收材料之间的对比度大于针对暗场和/或相衬图像的高吸收特征与相邻的相对弱吸收材料之间的对比度。因此，在衰减“常规”图像中识别遮蔽特征，并且这使得能够识别相同的特征并且在暗场和/或相衬图像中对该特征进行定位。在使用来自衰减图像的信息在暗场和/或相衬图像中识别了遮蔽特征的位置之后，使用现有技术(例如实际上将骨的属性改变为周围身体材料的属性)能够减轻特征(例如，肋部骨)的遮蔽效果。

通过这种方式，能够将骨抑制算法应用于衰减图像，并且将用于衰减图像中的骨去除(或抑制)的所得到的骨图(针对身体的范例)用于在暗场或相衬图像中的骨去除(抑制)。

换句话说，处理单元将暗场或相衬x射线图像配准到x射线衰减图像，并且在对图像进行了配准并且在衰减图像中识别出遮蔽特征之后，该信息能够用于在暗场或相衬x射线图像中对第一特征进行定位。

通过将相衬或暗场图像与衰减图像进行配准，能够更容易地在相衬或暗场图像中对在衰减图像中识别的遮蔽特征进行定位。

换句话说，在衰减图像中定位第一特征，并且将其位置转移到暗场或相衬x射线图像，从而在暗场或相衬x射线图像中对该遮蔽特征进行定位。

在范例中，所述处理单元被配置为在所述暗场或相衬x射线图像中对所述第一特征进行定位，所述定位包括利用与在所述衰减图像中识别出的并且在所述暗场或相衬图像中识别出的第二特征有关的信息。

换句话说，能够在两幅图像中识别在衰减图像和暗场或相衬图像中都可辨别的特征，并且由于已经在衰减图像中识别出遮蔽特征，因此关于在衰减图像和相衬/暗场图像两者中均识别出的特征的信息能够用于在暗场/相衬图像中对该遮蔽特征进行定位。

以这种方式，能够更容易地在相衬或暗场图像中对遮蔽特征进行定位。

换句话说，在x射线衰减图像中识别诸如肺的特征，并且在暗场或相衬图像中也以可见且可区分的方式示出肺。能够得到两幅图像中的可见的肺之间的相关性，以根据在x射线衰减图像中可见的骨的位置对在df或pc图像中不是非常可见的骨进行定位。

根据范例，所述处理单元被配置为确定与所述x射线衰减图像中的所述第一特征和所述第二特征的相对位置有关的信息，并且所述处理单元被配置为基于与所述x射线衰减图像中的所述第一特征和所述第二特征的所述相对位置有关的所述信息来确定所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征和所述第二特征的相对位置。

换句话说，在衰减图像和暗场或相衬图像两者中识别出例如肺之后，能够使用例如衰减图像中的骨相对于肺的相对位置，使得暗场或相衬图像中的骨的位置是暗场或相衬图像中的骨相对于肺的相对位置与衰减图像中的骨相对于肺的相对位置相同的地方。

根据范例，所述目标是身体部分，并且所述第二特征包括以下中的一个或多个：肺的至少部分、隔膜的至少部分，以及脊柱的至少部分。

根据范例，所述第一特征包括骨结构的至少部分。

以这种方式，能够减轻身体的暗场或相衬图像中的骨的遮蔽效果。

根据范例，所述处理单元被配置为确定针对所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征的扩散系数(或衰减系数)与距离的乘积，以抑制所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征。

换句话说，x射线衰减是每单位长度的衰减乘以长度的乘积。因此，由诸如骨的特征提供的衰减是骨的每单位长度的衰减乘以x射线穿过骨的长度。因此，在识别出第一特征(例如，骨)之后，能够估计x射线穿过的骨的厚度。然后，能够将围绕骨的软材料的扩散(或衰减)系数与穿过骨的长度相乘以对骨提供有效衰减，其前提是它实际上由这种软材料构成。该信息能够用于抑制暗场或相衬图像中的骨(第一特征)。

以这种方式，能够使遮蔽特征看起来像围绕它的材料。例如，对于被肉体包围的肋骨，能够用针对周围肉体的扩散系数与长度的乘积来替换肋骨位置处的扩散系数与长度的乘积。然后，肋骨就会看起来是由“肉”而不是骨组成的，肋骨的遮蔽效果将会减轻。

根据范例，所述处理单元被配置为确定针对所述第一特征的扩散系数并且确定包括通过所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征的长度的距离。所述处理单元还被配置为确定针对所述暗场或相衬x射线图像中的除所述第一特征以外的特征的扩散系数。所述处理单元被配置为用针对所述第二特征的扩散系数与针对所述第一特征的距离的乘积来替换针对所述第一特征的扩散系数与针对所述第一特征的距离的乘积，以抑制所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征。

以这种方式，对于身体的范例，对第一特征的抑制能够被认为是通过用软组织虚拟替换身体中的骨。在暗场或相衬图像中，骨将消失。

根据范例，所述x射线衰减图像和暗场或相衬x射线图像是基本上同时采集的。

换句话说，穿过被询问的目标以产生相衬或暗场图像的目标的透射射束能够同时用于产生衰减图像。

以这种方式，衰减图像与暗场或相衬图像之间存在直接的对应关系，并且在衰减图像中识别出遮蔽特征之后，能够容易地在暗场或相衬图像中对该遮蔽特征进行定位。

在第二方面中，提供了一种用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统，所述系统包括：

-至少一个图像采集单元；以及

-根据第一方面的装置的上述范例中的一个范例所述的用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置。所述至少一个图像采集单元被配置为提供所述x射线衰减图像并且提供所述暗场或相衬x射线图像。所述输出单元被配置为输出特征抑制的暗场或相衬x射线图像。

在第三方面中，提供了一种用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的方法，包括：

a)提供目标的感兴趣区域的x射线衰减图像；

b)提供所述目标的所述感兴趣区域的暗场或相衬x射线图像；

c)在所述x射线衰减图像中识别第一特征；

dl)在所述x射线衰减图像中识别第二解剖特征；

d2)在所述暗场或相衬x射线图像中识别所述第二解剖特征；

e)基于识别出的第二解剖特征将所述暗场或相衬x射线图像配准到所述x射线衰减图像；

f)在所述x射线衰减图像中确定所述第一特征的位置；

g)在所述暗场或相衬x射线图像中对所述第一特征进行定位，所述定位包括通过将所确定的位置转移到所述暗场或相衬x射线图像来利用与在所述x射线衰减图像中识别出的所述第一特征有关的信息；

h)抑制所述暗场或相衬x射线图像中的所述第一特征，以生成特征抑制的暗场或相衬x射线图像；并且

i)输出表示所述特征抑制的暗场或相衬x射线图像的数据。

在范例中，所述第一特征是高吸收的解剖特征，例如，骨。

在范例中，所述第一特征是解剖特征，例如，遮蔽特征，例如，骨。

在范例中，所述第一特征被描绘为在所述x射线衰减图像中具有比在所述暗场或相衬x射线图像中更高的对比度。

根据另一方面，提供了一种控制如前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单元运行时适于执行如前所述的方法的步骤。

根据另一方面，提供了一种存储有如前所述的存储计算机单元的计算机可读介质。

有利地，由任何上述方面和范例提供的益处同样适用于所有其他方面和范例，反之亦然。

参考下文描述的实施例，以上方面和范例将变得明显并且得到阐明。

附图说明

下面将参考以下附图来描述示例性实施例：

图1示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置的范例；

图2示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统的范例；

图3示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的方法的范例；

图4在左侧示出了小鼠的衰减x射线图像，并且在右侧示出了小鼠的暗场x射线图像；

图5示出了人的x射线图像中的骨抑制的范例；

图6示出了图5的示意图；

图7示出了暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的工作流程的示意图；

图8在左侧示出了人的未经处理的衰减x射线图像，并且在右侧示出了来自该图像的骨；

图9示出了图8的示意图；

图10在左侧示出了人的衰减x射线图像，并且在右侧示出了没有骨的衰减图像；

图11示出了图10的示意图；

图12在左侧示出了人的原始暗场x射线图像，并且在右侧示出了骨被抑制的暗场图像；

图13示出了图12的示意图；

图14-15示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统的范例的示意性设置。

具体实施方式

图1示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置10。装置10包括输入单元20、处理单元30和输出单元40。输入单元20被配置为向处理单元30提供目标的感兴趣区域的x射线衰减图像。输入单元20还被配置为向处理单元30提供目标的感兴趣区域的暗场或相衬x射线图像。处理单元30被配置为在x射线衰减图像中识别第一特征。第一特征是x射线衰减图像中描绘的遮蔽解剖特征，该遮蔽解剖特征具有比在暗场或相衬x射线图像中更高的对比度。处理单元30还被配置为在x射线衰减图像中识别第二解剖特征并且在暗场或相衬x射线图像中识别第二解剖特征。处理单元还被配置为基于识别出的第二解剖特征将暗场或相衬x射线图像配准到x射线衰减图像。处理单元30还被配置为在x射线衰减图像中确定第一特征的位置并且在暗场或相衬x射线图像中对第一特征进行定位，这种定位包括通过将所确定的位置转移到暗场或相衬x射线图像来利用与x射线衰减图像中识别出的第一特征有关的信息。处理单元30还被配置为抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征以生成特征抑制的暗场或相衬x射线图像。输出单元40被配置为输出表示特征抑制的暗场或相衬x射线图像的数据。

在范例中，x射线衰减图像是放射摄影图像。

在范例中，x射线衰减图像是血管造影图像。

在范例中，在衰减x射线图像中识别第一特征意味着识别第一特征的位置。换句话说，在衰减x射线图像中识别第一特征的位置。

在范例中，在衰减x射线图像中识别第一特征包括应用分割流程。

在范例中，在暗场或相衬图像中对第一特征进行定位包括应用分割流程。

在范例中，衰减x射线图像中的第一特征以可见且可区分的方式呈现。术语“可见且可区分”涉及呈现第一特征以使得能够以手动或自动方式对第一特征的至少部分进行定位和/或识别和/或描画。

处理单元30被配置为将暗场或相衬x射线图像配准到x射线衰减图像。

在范例中，配准患者的心动周期和/或呼吸周期的记录。

在范例中，配准可以包括使衰减图像的感兴趣区域和/或暗场或相衬图像的感兴趣区域卷曲的步骤。

在范例中，以与用于采集暗图像或相衬图像的相同的角度执行对衰减图像的采集。例如，两次采集都使用相同的c型臂角度来进行。这使得易于对准图像。

在范例中，对准引起衰减图像的感兴趣区域与暗场或相衬图像的感兴趣区域的空间匹配。

在范例中，将暗场或相衬图像配准到衰减x射线图像包括应用分割流程。

根据范例，处理单元30被配置为在x射线衰减图像中确定第一特征的位置并且将该位置转移到暗场或相衬x射线图像。

在范例中，在衰减x射线图像中对第一特征进行定位包括应用分割流程。

根据范例，处理单元30被配置为在x射线衰减图像中识别第二特征。处理单元还被配置为在暗场或相衬x射线图像中识别第二特征，并且处理单元被配置为在暗场或相衬x射线图像中对第一特征进行定位，这种定位包括利用与在衰减图像中识别出的且在暗场或相衬图像中识别出的第二特征有关的信息。

在范例中，在衰减x射线图像中识别第二特征意味着识别第二特征的位置。换句话说，在衰减x射线图像中识别第二特征的位置。在范例中，在暗场或相衬图像中识别第二特征意味着识别第二特征的位置。换句话说，在暗场或相衬图像中识别第二特征的位置。换句话说，在范例中，处理单元被配置为在x射线衰减图像中对第二特征进行定位；并且处理单元被配置为在暗场或相衬x射线图像中对第二特征进行定位。

在范例中，在将相衬或暗场图像配准到衰减图像的过程中利用在衰减图像和相衬或暗场图像中都识别出的第二特征。

在范例中，在衰减x射线图像中识别第二特征包括应用分割流程。在范例中，在暗场或相衬图像中识别第二特征包括应用分割流程。

在范例中，衰减x射线图像中的第二特征以可见且可区分的方式呈现，并且暗场或相衬图像中的第二特征以可见且可区分的方式呈现。术语“可见且可区分”涉及呈现第二特征以使得可以以手动或自动方式对第二特征的至少部分进行定位和/或识别和/或描画。

根据范例，处理单元30被配置为确定与x射线衰减图像中的第一特征和第二特征的相对位置有关的信息。处理单元还被配置为基于与x射线衰减图像中的第一特征和第二特征的相对位置有关的信息来确定暗场或相衬x射线图像中的第一特征和第二特征的相对位置。

根据范例，目标是身体部分，并且第二特征包括以下中的一个或多个：肺的至少部分、隔膜的至少部分，以及脊柱的至少部分。

根据范例，第一特征包括骨结构的至少部分。

根据范例，处理单元30被配置为确定针对暗场或相衬x射线图像中的第一特征的扩散系数与距离的乘积，以抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征。

根据范例，处理单元30被配置为确定针对第一特征的扩散系数并且确定包括通过暗场或相衬x射线图像中的第一特征的长度的距离。处理单元还被配置为确定针对暗场或相衬x射线图像中的除第一特征以外的特征的扩散系数。处理单元还被配置为将针对第一特征的扩散系数与针对第一特征的距离的乘积替换为针对第二特征的扩散系数与针对第一特征的距离的乘积，以抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征。

根据范例，x射线衰减图像和暗场或相衬x射线图像是基本上同时采集的。

图2示出了用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的系统100。系统100包括至少一个图像采集单元110以及用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置10，如关于图1所描述的。所述至少一个图像采集单元110被配置为提供x射线衰减图像并且提供暗场或相衬x射线图像。输出单元40被配置为输出特征抑制的暗场或相衬x射线图像。

在范例中，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，至少一个图像采集单元包括干涉仪装置。

在范例中，至少一个图像采集单元包括x射线成像设备。例如，该设备能够是断层摄影装置或ct装置。

在范例中，至少一个图像采集单元能够以标准射线摄影模式操作，其中，透射的辐射强度提供关于通过目标的衰减的信息。在范例中，至少一个图像采集单元能够以差分相衬成像(dpci)模式操作。在范例中，相同的图像采集单元能够用于采集衰减图像和暗场或相衬图像。例如，dpci装置的干涉仪装置能够从x射线束中摆出并且正常的射线摄影衰减图像得到采集。然后，干涉仪装置能够摆回到x射线束中并且暗场x射线或相衬图像得到采集。

在范例中，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，至少一个图像采集单元生成衰减图像，这涉及对具有和不具有检查区域中的目标的x射线的强度(强度)值的检测。在范例中，至少一个图像采集单元生成相衬(或差分相位)图像，这涉及对具有和不具有检查区域中的目标的x射线的相位的检测。在范例中，至少一个图像采集单元生成暗场(或去相干)图像，这涉及对具有和不具有检查区域中的目标的x射线的条纹可见性的检测。在范例中，至少一个图像采集单元生成这些图像的任何组合。例如，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、相衬图像和暗场图像。

在范例中，干涉仪装置包括talbot干涉仪。在范例中，干涉仪装置包括衍射光栅，其被配置为将能由x射线探测器检测的干涉图案调制到由源发出的x射线上而作为x射线条纹。在范例中，干涉仪装置包括第二衍射光栅，其被配置为分析干涉图案。在范例中，第二衍射光栅是吸收光栅。在范例中，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，两个光栅被布置在检查区域的同一侧。在范例中，干涉仪除了包括已经讨论过的一个或两个光栅以外，还包括源光栅。在该范例中，源光栅被定位在较为靠近x射线源的位置，并且用于在源光栅部分相干之后使x射线传播。换句话说，能够调整x射线源以便发出比不存在源光栅时更相干的辐射。因此，在一些范例中，例如当x射线源已经产生适当相干的x射线时，不需要源光栅。在范例中，干涉仪装置被配置为产生莫尔条纹。在范例中，故意使干涉仪装置失谐，使得一些条纹呈现在探测器区中。在范例中，通过使第一光栅与第二光栅成小角度倾斜来故意使干涉仪装置失谐。在范例中，失谐引起在探测器上生成莫尔条纹。

在一个范例中，干涉仪装置包括两个光栅，这两个光栅相对于彼此被固定安装在合适的框架或笼中，并且该框架被固定布置在扫描臂或其他可移动的机架结构中。换句话说，干涉仪装置能够摆入和摆出x射线束，使得该装置能够以dpci模式和常规的射线摄影模式这两种模式操作。在dpci模式中，臂能够平移或旋转，使得目标的至少部分被扫描。

在范例中，输出单元输出吸收(或衰减)图像。在范例中，输出单元输出相衬(或差分相位)图像。在范例中，输出单元输出暗场图像。在范例中，输出单元输出衰减图像、相衬图像和暗场图像的任何组合。换句话说，输出单元能够同时输出所有三种类型的图像。在范例中，输出单元在诸如视觉显示单元的监视器上或在多个单独的监视器上输出表示目标的数据。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在单独的监视器上呈现。

在范例中，该系统在诸如医院的临床环境中具有有用应用。在范例中，该系统能够用于乳房x射线摄影、诊断放射学和介入放射学以用于对患者的医学检查。在范例中，该系统在工业环境中具有有用应用，例如，在非破坏性测试中(例如关于生物样本和非生物样本的组成、结构和/或质量的分析)以及在安全扫描中(例如在机场的行李扫描中)。该装置和下面讨论的方法也都具有这种应用的适用性。

在范例中，在当前扫描臂位置处生成的条纹图案用于确定可见度或平均可见度并且同时用于确定该臂位置处的x射线辐射的透射强度。换句话说，能够在采集相衬和/或暗场图像的同时采集衰减图像。

在范例中，使用诸如c型臂系统的图像采集单元来采集衰减图像，并且使用诸如dpci系统的不同的图像采集单元来采集暗场和/或相衬图像。

在范例中，目标是身体或身体部分。在范例中，目标是行李件或行李件的部分或行李件及其内容物。在范例中，该目标是工业设备或机器零件的部分。在范例中，第一特征是骨。在范例中，第一特征是行李件的部分(例如，手提箱的框架)。在范例中，第一特征是手提箱内的服装物品(例如，袜子)或遮蔽行李箱的内容物的其他物品。在范例中，第二特征是肺、隔膜或脊柱的部分。在范例中，第二特征是手提箱框架或行李的其他部分的部分，其在衰减图像和暗场或相衬图像中清晰可辨(例如，手提箱内的一只鞋或一双鞋)。

图3示出了一种方法200，方法200用于在暗场或相衬x射线成像中以其基本步骤进行特征抑制。方法200包括：

在提供步骤210(也被称为步骤a))中，提供目标的感兴趣区域的x射线衰减图像；

在提供步骤220(也被称为步骤b))中，提供目标的感兴趣区域的暗场或相衬x射线图像；

在识别步骤230(也被称为步骤c))中，在x射线衰减图像中识别第一特征；

在另一识别步骤280(也被称为步骤d1))中，在x射线衰减图像中识别第二解剖特征；

在另外的识别步骤290(也被称为步骤d2))中，在暗场或相衬x射线图像中识别第二解剖特征；

在配准步骤270(也被称为步骤e))中，基于识别出的第二解剖特征将暗场或相衬x射线图像配准到x射线衰减图像；

在确定步骤242(也被称为步骤f))中，在x射线衰减图像中确定第一特征的位置；

在定位步骤240(也被称为步骤g))中，对暗场或相衬x射线图像中的第一特征进行定位，其包括通过将所确定的位置转移到暗场或相衬x射线图像来利用与x射线衰减图像中识别出的第一特征有关的信息；

在抑制步骤250(也被称为步骤h))中，抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征，以生成特征抑制的暗场或相衬x射线图像；并且

在输出步骤260(也被称为步骤i))中，输出表示特征抑制的暗场或相衬x射线图像的数据。

在范例中，步骤g)包括利用244与在衰减图像中识别出的并且在暗场或相衬图像中识别出的第二特征有关的信息。

在范例中，步骤g)包括：确定246与x射线衰减图像中的第一特征和第二特征的相对位置有关的信息，并且基于与x射线衰减图像中的第一特征和第二特征的相对位置有关的信息来确定暗场或相衬x射线图像中的第一特征和第二特征的相对位置。

在范例中，步骤h)包括确定252针对暗场或相衬x射线图像中的第一特征的扩散系数与距离的乘积，以抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征。

在范例中，步骤h)包括：确定254针对第一特征的扩散系数并且确定包括通过暗场或相衬x射线图像中的第一特征的长度的距离；确定256针对暗场或相衬x射线图像中的除第一特征以外的特征的扩散系数；并且将针对第一特征的扩散系数与针对第一特征的距离的乘积替换为针对第二特征的扩散系数与针对第一特征的距离的乘积，以抑制暗场或相衬x射线图像中的第一特征。

现在参考图4-15来更详细地描述用于暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的装置、系统和方法。

图4在左侧示出了小鼠的x射线衰减图像，并且在右侧示出了小鼠的相关联的暗场x射线图像。来自小鼠的暗场图像中骨(肋骨)的影响不大，这是因为骨很小，肋骨仅在膈膜下方可见。然而，对于较大的患者(例如，人)，骨的影响不能忽略。在人类患者的常规衰减图像中，使用约125kv的x射线能量，因为肋骨对于高kv具有较小的对比度。然而，暗场成像在较低的x射线能量(使用约75kv的x射线能量)下更为敏感。肋骨在这些较低的x射线能量下变得可见，达到骨干扰能够分析和解读这些能量下的暗场图像的程度。在常规衰减x射线图像中，肋骨在这些能量下也变得更加可见。

图5在左侧示出了常规x射线衰减图像，并且在右侧示出了已经应用了骨抑制(例如通过wo2011/077334a1中描述的技术)的x射线衰减图像。图6以示意图形式示出了图5中示出的影像。

图7示出了暗场或相衬x射线成像中的特征抑制的工作流程。采集胸部的衰减x射线图像，并且采集相关联的x射线暗场(和/或相衬)图像。关于图14和图15更详细地描述了衰减图像和暗场图像采集，应当注意，能够在采集暗场和/或相衬图像的相同时间或不同时间时采集衰减图像。使用本领域已知的分割技术对衰减图像和暗场图像执行肺分割。这种分割描画了两幅图像中的肺，并且还能够用于将衰减图像与暗场图像配准，使得衰减图像中的区域能够被映射到暗场图像中的相同区域。x射线衰减图像中的骨清晰可见，如图8的左侧图像和与其相关联的图9的左图中的示意图所示。然后在x射线衰减图像中执行对骨的分割。然后创建骨图，其实际上由图8和与其相关联的图9的右图的示意图示出。然后能够对x射线衰减图像执行骨抑制，例如在wo2011/077334a1中所描述的。实际上，通过用软组织虚拟替换身体中的骨或者通过μ骨头>μ软组织而在图像中去除骨，其中，μ涉及x射线衰减。在将衰减图像配准到暗场图像之后，能够基于根据衰减图像确定的骨图来确定暗场图像中的骨的位置，即使在没有以足以针对仅在暗场图像的基础上描画的信噪比的对比度在该图像中表示暗场图像中的骨本身的情况下也是如此。在识别出暗场图像中的骨的位置之后，现在将与应用于x射线衰减图像的类似的骨抑制技术应用于暗场图像。应用于暗场图像的技术然后抑制暗场图像中的骨。实际上：

in(d)＝[ε肺*l肺-ε软组织*l软组织-ε骨*l骨]

转换为

[-ε肺*l肺-ε软组织*l软组织]

图10在左侧示出了显示骨的x射线衰减图像，并且在右侧示出了如上所述抑制了骨的x射线衰减图像，图11示出了图10的图像的示意图。

图12在左侧示出了显示骨的原始暗场x射线图像，并且在右侧示出了如上所述已经抑制了骨的暗场x射线图像，图13示出了图12的图像的示意图。

图14示出了用于采集x射线暗场和/或相衬图像并且还能够采集x射线衰减图像的装置。该装置能够对目标ob的吸收或目标ob中的吸收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)。该装置具有基于光栅的干涉仪if，其能够在不动的x射线探测器d上扫描。在该范例中，干涉仪if包括两个光栅结构g1和g2，但是在其他范例中也可以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以检测(即，充分解析)由光栅g1生成的干涉图案来进行差分相衬成像和/或暗场成像。为此目的，x射线探测器可以是高分辨率x射线探测器，其具有例如50微米或更大的空间分辨率。

在图14中，光栅g1是吸收光栅或相移光栅，而g2是吸收光栅。通过光刻处理合适的基板(例如，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”中形成周期性划线的图案。划线图案可以是一维的，但也可以是二维的，以便赋予棋盘图案。

x射线成像装置还包括x射线源xr和x射线探测器d。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x射线源发出的x射线辐射的2dx射线辐射敏感表面。

x射线探测器d和x射线源被间隔开以形成检查区域er。检查区域被适当地间隔开以接收待成像的目标ob。目标可以是无生命的或有生命的。例如，目标可以是行李件或其他待成像的样本，或者在医学背景下，目标可以是人或动物患者或至少是人或动物的解剖部分。

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射线辐射束从该焦斑fs出射。两个或三个光栅结构被布置在焦斑fs与x射线探测器的辐射敏感表面之间的空间中。光栅g1是相位光栅，光栅g2是分析光栅。在一些实施例中，除了干涉仪if的干涉光栅g1、g2以外，还有另外的光栅g0，它是源光栅。

源光栅g0被布置在x射线源附近，例如被布置在x射线管的壳体的出射窗口处。源光栅g0的功能是使发出的辐射至少部分相干。换句话说，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并与目标ob相互作用。然后，目标将衰减、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的操作来提取上述信息。光栅g1、g2引起干涉图案，该干涉图案能够在x射线探测器d处被检测为莫尔图案的条纹。如果在检查区域中没有目标，则在x射线探测器d处仍然存在可观察到的干涉图案(被称为参考图案)，其通常是在校准流程期间被捕获的。这是通过例如引起轻微弯曲而使两个光栅g1和g2不完全平行来特别调节或“解谐”这两个光栅之间的相互空间关系而产生的。现在，如果目标位于检查区域中并且如上所述与辐射相互作用，则现在更适合称为目标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幅图像中的一幅图像或全部图像(衰减图像、相衬图像、暗场图像)。这意味着在采集暗场和/或相衬图像的同时采集衰减图像，正因如此，患者将处于相同的状态(例如，呼吸或其他移动)，并且使图像配准更加简单，使得衰减图像中的骨的位置能够被转移到暗场和/或相衬图像中的位置。为了能够采集能够据其计算图像的合适信号，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的每个像素处检测一系列强度值。为了获得良好的结果，对光栅g1、g2进行解谐，使得莫尔图案的周期应当在扫描运动的方向上延伸几个(两个或三个)周期。对于每个x射线探测器像素，然后能够将该系列强度值拟合到(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各自贡献。这种类型的信号处理在图14中未示出但本领域技术人员已知的信号处理单元中完成。对于如图3所示的沿着z轴延伸的光轴ox的任何给定取向，x射线探测器d都保持不动。换句话说，x射线探测器d相对于检查区域中的任意参考点都保持不动(至少在图像采集操作期间)。如上所述的干涉测量设置是通常被称为talbot-lau干涉仪的干涉测量设置。必须精细调谐g0与g1之间的距离以及g1与g2之间的距离以符合talbot距离的要求，而talbot距离又是相应光栅的“间距”(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可能会由于条纹漂移而导致条纹分布的略微变化。然而，能够通过将这种漂移与利用参考扫描获得的条纹漂移相关联来补偿条纹漂移。这种参考扫描可以是在安装x射线成像装置时执行的空白扫描。

干涉仪if基本上能够是“光栅组件”，其中，两个光栅g1和g2相对于彼此被固定安装在合适的框架或笼中，并且该框架被固定布置在扫描臂gt或其他可移动的机架结构(图14中未示出)中。臂及其干涉仪if一起跨x射线探测器表面进行钟摆运动。扫描臂运动的枢轴点延伸通过x射线源的焦斑fs，但这不是必须的。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，并且与g0保持基本平行或至少为固定的空间关系。合适的跟踪电路(未示出)将干涉仪位置与x射线探测器像素位置相关联，以及时触发一系列读出脉冲串，从而确保每个像素被提供有上述一系列测量值以对干涉图案进行正确采样。

在图14中，x-y平面是x射线探测器平面，其中，x、y指代x射线探测器d中的像素化方向。x射线源绕穿过焦斑fs的焦点旋转。扫描臂gt和x射线源xr的旋转轴ra延伸到图14的纸面中(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14的范例中，预准直器被布置在x射线源与目标ob之间，以使辐射射束与光栅g1和/或g2的尺寸或覆盖范围一致。准直器pc在图像采集期间与干涉仪if的摆动运动一致地移动。实现此目的的一种方法是将准直器以适当的距离安装到靠近源光栅g0的扫描臂gt上。源光栅g0也与光栅组件g1、g2的摆动扫描运动一致地移动。实现此目的的一种方法是将光栅安装在扫描臂中。防散射栅格asg可以被布置在干涉仪与x射线探测器表面之间。

在图14的范例中，设想了在图像采集期间目标(例如，患者)ob位于检查台或卧榻(图14中未示出)上。换句话说，患者的纵向轴线如图14所示延伸到绘图平面中，而光栅g1、g2的摆动运动(以及g0的摆动运动)在与延伸到图14的纸面中的患者的纵向轴线(在图14中延伸到y方向中)垂直的平面中摆动。

如果需要全场图像(即，在扫描方向上与x射线探测器本身一样宽的图像)，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15示出了被配置为允许患者在x射线成像采集期间(直立)站立的不同范例。这种结构可能有益于胸部成像。视图a、b表示该布置的侧视图，而视图c是穿过x射线探测器d朝向x射线源xr(即，沿着光轴ox)的前视图。与图14相比，图15的范例中的光轴有效地旋转了90度。换句话说，干涉仪if现在从顶部到底部或从底部到顶部在(相对于检查室的地面的)垂直方向执行弯曲扫描运动。这在前视图c中由箭头指示，箭头c示出了在操作期间干涉仪if的(向下)移动。尽管在所有范例中并不一定如此，但是在图15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。同样，光栅g1、g2可以由单个长晶片或基板以单片形式形成。然而，在其他实施例中，条带布置能够通过平铺来实现，即，将多个较小的单个单片光栅模块连接在一起。x射线探测器可以悬挂在从检查室的天花板下来固定件中，或者可以安装在地板上安装的支架上。光栅g1和g2被刚性地安装到扫描臂gt。同样，扫描臂gt可以是安装在地板或天花板上。侧视图a)和b)示出了在扫描臂gt的扫描运动期间当扫描臂gt沿着垂直扫描路径以圆形或至少弧形运动移动时的不同情况。同样，尽管不一定在所有实施例中都是如此，但是源光栅g1被布置为绕焦斑fs一致地旋转。实现此目的的一种方法是使所有三个光栅都被布置在扫描臂中，以在垂直向上或向下运动期间保持固定且平行的关系。在图15中，在表示扫描臂gt的虚线框中示出了同时或一致地移动的零件。通过简单地将扫描臂与光栅一起移出射束，该系统能够以常规的放射摄影模式轻松操作。如果需要的话，可以紧接在通过简单地将扫描臂摆动出位而利用扫描之前采集标准胸部x射线图像。

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，其被配置为在适当的系统上运行根据前述实施例中的一个实施例所述的方法的方法步骤。

因此，计算机程序单元可以被存储在计算机单元中，所述计算机程序单元也可以是实施例的部分。该计算单元可以被配置为执行或引发对上述方法的步骤的执行。此外，该计算单元可以被配置为操作上述装置的部件。该计算单元能够被配置为自动操作和/或运行用户的命令。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，可以装备数据处理器来执行根据前述实施例中一个实施例所述的方法。

本发明的该示范性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序，以及借助于将现有程序更新转换为使用本发明的程序的计算机程序二者。

另外，计算机程序单元可以能够提供所有必要步骤以完成如上所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，提出了一种计算机可读介质，例如，cd-rom，其中，该计算机可读介质具有被存储于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的章节所描述。

计算机程序可以被存储和/或被分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式被分布，例如，经由互联网或其他有线或无线的电信系统被分布。

然而，计算机程序也可以被呈现在网络上，如万维网，并且能够从这样的网络被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先前描述的实施例中的一个实施例所述的方法。

必须注意，本发明的实施例是参考不同主题来描述的。尤其地，一些实施例是参考方法型权利要求来描述的，而其他实施例是参考装置型权利要求来描述的。然而，除非另有说明，本领域技术人员将从以上和以下的描述中推断出，除属于一种类型的主题的特征的任意组合之外，涉及不同主题的特征之间的任意组合也被认为在本申请中被公开。然而，所有的特征都能够被组合来提供多于特征的简单加合的协同效应。

尽管已经在附图和前面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应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，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都不应被解释为对范围的限制。