[发明专利]确定材料空间分布的方法和设备以及计算机断层摄影系统

权利要求书

1.一种用于确定检查对象(O)的检查区域中的材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)的方法，具有以下步骤：

-获取投影扫描数据(P_M)，所述投影扫描数据(P_M)已经使用限定的扫描投影几何形状、借助于具有限定的X射线能谱的单能CT扫描从所述检查对象(O)的所述检查区域产生，

-建立目标函数(ZF)，所述目标函数(ZF)包括所寻求的所述空间分布(ρ_e；Z)的光谱正向投影(P_S)和所获取的所述投影扫描数据(P_M)，

-通过以所述目标函数假设为极值(min(ZF))这样的方式优化所述目标函数(ZF)，来确定材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)，

其中与所获取的投影扫描数据(P_M)的所述扫描投影几何形状相对应的投影几何形状针对所述光谱正向投影(P_S)而被假设；以及其中线积分通过考虑在所述单能CT扫描期间发生的物理吸收过程、而从具有所述光谱正向投影(P_S)的预先确定的X射线谱的材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)而被计算，所述线积分的值与相应投影方向上的所述X射线辐射的吸收相对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)能够基于至少两种不同基材(M₁，M₂)的分布而被呈现为分布。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)包括电荷载流子密度分布(ρ_e；Z)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)包括电子和/或核电荷的密度分布。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)包括至少两种不同的材料的电子和/或核电荷的密度分布。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中为了优化确定所述目标函数(ZF)假设为极值的材料属性值的所寻求的所述空间分布(ρ_e；Z)的步骤包括迭代近似方法。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中为了优化确定所述目标函数(ZF)假设为极值的材料属性值的所寻求的所述空间分布(ρ_e；Z)的步骤包括梯度下降方法。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述目标函数(ZF)包括所寻求的材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)的光谱正向投影(P_S)和所获取的投影扫描数据(P_M)的差的规范化。

9.根据权利要求6所述的方法，其中在第一迭代步骤期间的近似方法的过程中，材料属性值的起始分布((ρ_e，Z)₀)被用作近似的材料属性值的空间分布((ρ_e；Z)_k)，以及另外地，确定用于进一步迭代近似到所寻求的材料属性值的空间分布(ρ_e；Z)的校正项((Δρ_e；ΔZ)_k)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述校正项((Δρ_e；ΔZ)_k)具有所获取的所述投影扫描数据(P_M)和所述近似的材料属性值的空间分布((ρ_e；Z)_k)的光谱正向投影(P_S)的差的转置的光谱正向投影(P_S^T)。