[发明专利]用于材料特性描述的断层图像重建

权利要求书

1.一种通过迭代断层图像重建确定样品中材料的原子序数和强度的方法，包括：

（a）从多个方向将X射线导向至样品；

（b）测量已经穿过所述样品的X射线的X射线强度；

（c）使用断层图像重建算法对所述样品中的多个体积元进行估算原子序数的计算和进行估算强度的计算；

（d）通过参考来自材料库中已知材料的原子序数和强度，修改所述估算原子序数和估算强度；以及

（e）执行所述断层图像重建算法的一次或多次额外的迭代，其中每一次迭代使所述体积元中修改的原子序数和强度进行更新。

2.根据权利要求1所述的方法，其中修改估算原子序数和估算原子强度，包括计算所述的估算原子序数和估算原子强度的更新值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中至少一次额外的所述迭代进一步包括使用所述材料库中已知材料的原子序数和强度修改所更新的估算原子序数和估算强度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过参考材料库中已知材料的原子序数和强度修改所述估算原子序数和估算强度包括基于概率分类来进行修改，以对应每个体积元在材料字典中确定最可能的材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，修改至少一个所述迭代中的估算原子序数和估算强度包括用受约束的更新修改所述序数，使得所修改的序数与所述材料字典中已知材料性质一致。

6.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括将表示所述样品的重建的体积标记为具有相似原子序数和强度的材料区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在样品数据迭代重建期间，至少发生一次标记。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从多个方向将X射线导向至样品包括两个或更多个的步骤，每一个步骤包括用至少与其他一个步骤使用的能量或能量谱不同的能量或能量谱将X射线导向至所述样品。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，导向至所述样品的X射线包括能量谱以及测量已经穿过所述样品的X射线的X射线强度进一步包括测量已经穿过所述样品的X射线的能量谱信息。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料库包含矿物质。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述材料库被限制于期望在样品中发现的材料。

12.根据权利要求1或2所述方法，其中，所述断层图像重建算法包括代数重建技术（ART）、同步ART、同步迭代重建技术（SIRT）、有序子集SIRT、乘法代数重建技术、最大似然期望最大化、有序子集期望最大化、有序子集凸化算法、迭代坐标下降（ICD）、有序子集ICD或基于模型的迭代重建。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用断层摄影算法确定所述样品中多个体积元的估算原子序数和估算强度，包括使用断层摄影算法进行校正，该算法用于校正或解析束硬化。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，从多个方向将X射线导向至样品包括从同步发射器引导X射线。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，从多个方向将X射线导向至样品包括将由电子束的撞击产生的X射线与目标对准。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过参考存储的材料特性数据修改一个或多个的估算材料特性，包括通过参考质量衰减表修改所述一个或多个的估算材料特性。

17.一种断层摄影系统，包括：

引导X射线通过样品的X射线束源；

样品旋转架；

用于从所述X射线束源探测能量的X射线探测器；以及

操作地连接至所述X射线束源、所述样品旋转架、以及所述X射线探测器的系统控制器，并且该系统控制器包括程序存储器，该程序存储器包括用于执行权利要求1至16任一项所述方法的计算机指令。