影像重建方法与系统及影像建构方法与系统

摘要

本发明公开了一种影像重建方法。该方法包括：在测量空间无配置待测物时，测量通过测量空间的电磁波分别在多个光子能量下的多个第一强度影像。在待测物设置于测量空间时，测量通过待测物的电磁波分别在这些光子能量下的多个第二强度影像。提供数据库形式的数据，此数据包括分别具有多个成分的多个物质中的每一个物质在每一光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一物质在光子能量所对应的电磁波传播方向上的厚度。根据数据、多个第一强度影像、多个第二强度影像计算出待测物分别对应于这些成分的多个衰减量影像。本发明还提出一种影像重建系统及影像建构方法与系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像重建方法与系统，以及影像建构方法与系统。

背景技术

根据医学界对于癌症风险因子的研究，例如根据医学界对于乳癌风险 因子的研究，风险最高的乳癌风险因子为乳房致密度。乳房致密度可分为 六个等级，分别是：0、＜10％、10～25％、25～50％、50～75％、＞75％。随 着乳房致密度增加，罹患乳癌的机率越高。

对患者(包括人类或动物)进行患部(指有可能发生病变处，不局限 于特定部位)的摄影可帮助医师判断患者是否罹患癌症。举例而言，对妇 女进行乳房摄影可帮助医师判断妇女是否罹患乳癌。根据统计结果发现， 经由乳房摄影所检测出乳房原位癌占所有种类乳癌的比例约为20％，其中 又有90％的零期乳房原位癌是细小钙化点来表现。钙化点通常出现在乳房 的腺体内。然而，在高致密度的乳房中，钙化点与腺体均属高吸收度的物 质，且二者也常重叠在一起。因此，利用现行乳房摄影术所拍摄到二维X 光影像不易分辨出钙化点与腺体的差异，从而降低医师诊断的正确率。

一般而言，若要更准确地得知患部内部的结构，可使用计算机断层扫 描术。举例而言，若要更准确地得知乳房内部的结构可使用计算机断层扫 描术。然而，计算机断层扫描术是从多个方向拍摄乳房，而获得多张乳房 的二维影像。之后，再将这些二维影像通过计算机仿真的方式，重建出乳 房的三维影像。虽然利用计算机断层扫描术可更准确地获得乳房内部结构 的信息，但由于计算机断层扫描术需对妇女拍摄多张X光影像，而使得妇 女接收高辐射剂量，进而增加妇女罹癌的机率。

发明内容

本发明的一个实施例的影像重建方法用于重建待测物的影像。影像重 建方法包括下列步骤。在测量空间没有配置待测物时，测量通过测量空间 的电磁波分别在多个不同光子能量下的多个第一强度影像。在待测物设置 于测量空间时，测量通过待测物的电磁波分别在这些光子能量下的多个第 二强度影像。提供数据库形式的数据，数据库形式的数据包括分别具有多 个成分的多个物质中的每一个物质在每一光子能量所对应的电磁波照射 下的衰减系数及每一物质在所述光子能量所对应的电磁波传播方向上的 厚度。根据数据库形式的数据、多个第一强度影像以及多个第二强度影像 计算出待测物分别对应于这些成分的多个衰减量影像。

本发明的一个实施例的影像重建系统用于重建待测物的影像。影像重 建系统包括电磁波提供单元、电磁波检测器以及处理单元。电磁波提供单 元提供电磁波。电磁波检测器在测量空间没有配置待测物时测量通过测量 空间的电磁波分别在多个不同光子能量下的多个第一强度影像。在待测物 设置于测量空间时测量通过待测物的电磁波分别在这些光子能量下的多 个第二强度影像。数据库形式的数据包括分别具有多个成分的多个物质中 的每一个物质在每一光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数以及每 一物质在所述光子能量所对应的电磁波传播方向上的厚度。处理单元根据 数据库形式的数据、多个第一强度影像以及多个第二强度影像计算出待测 物的分别对应于这些成分的多个衰减量影像。

本发明的一个实施例的影像建构方法用于建构待测物的影像。影像建 构方法包括下列步骤。提供脉冲式电磁波束。利用脉冲式电磁波束扫描待 测物的多个待测区块，其中当脉冲式电磁波束的强度为零时，使脉冲式电 磁波束的对准位置从这些待测区块其中之一相对移动到这些待测区块的 另一，且当脉冲式电磁波束的强度不为零时，使脉冲式电磁波束的对准位 置相对于待测物维持静止。当脉冲式电磁波束的对准位置分别停留于待测 区块时，分别测量电磁波束通过这些待测区块后的多个强度。记录这些强 度与这些待测区块间的对应关系。利用这些强度以及对应关系建构待测物 的影像。

本发明的一个实施例的影像建构系统用于建构待测物的影像。影像建 构系统包括脉冲式电磁波束提供单元、控制单元、电磁波检测器以及处理 单元。脉冲式电磁波束提供单元包括脉冲式电磁波源以及准直器。脉冲式 电磁波源提供脉冲式电磁波。准直器配置于脉冲式电磁波的传播路径上。 准直器具有孔洞。部分的脉冲式电磁波通过准直器的孔洞而形成脉冲式电 磁波束。控制单元通过移动准直器而使脉冲式电磁波束扫描待测物的多个 待测区块。当脉冲式电磁波束的强度为零时，控制单元使脉冲式电磁波束 的对准位置从这些待测区块其中之一相对移动到这些待测区块的另一。当 脉冲式电磁波束的强度不为零时，控制单元使脉冲式电磁波束的对准位置 相对于待测物维持静止。当脉冲式电磁波束的对准位置分别停留于这些待 测区块时，电磁波检测器分别测量电磁波束通过这些待测区块后的多个强 度。处理单元记录这些强度与这些待测区块的对应关系，并利用这些强度 以及此对应关系建构待测物的影像。

附图说明

图1示出了本发明第一实施例的影像重建方法流程图；

图2示出了本发明第一实施例的影像重建系统；

图3示出了本发明一个实施例的一个感测像素所测量出的电磁波束在 多个光子能量下的多个强度；

图4示出了本发明一个实施例X光光管的管电流与时间的关系；

图5示出了本发明第二实施例的影像重建方法流程图；

图6示出了本发明第二实施例的影像重建系统；

图7为本发明一个实施例的影像建构方法流程图；

图8为本发明一个实施例的影像建构系统的示意图。

【附图标记说明】

100、100A：影像重建系统

100B：影像建构系统

110、110A：电磁波提供单元

110a：脉冲式电磁波源

112：X光光管

114：电源供应器

116：准直器

120、120A：电磁波检测器

130：控制单元

140、140A：处理单元

150：数据提供单元

160：滤光单元

170：第一机构

172、182：轨道

174、184：带动马达

180：第二机构

210、220：传输管道

A、A₀、A₁、A_r：感测像素

E₁、E₂、…、E_M：光子能量

H1：孔洞

H2：感测区

I₁：固定电流

I_r(E₁)、I_r(E₂)、…、I_r(E_M)：强度

M：屏幕

O：待测物

O₀、O₁、…、O_r：待测区块

S1、S2、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S20、S30、S40、 S50、S60、S70、S100、S110、S120、S200、S210、S220、S300、S310、 S320、S321、S322、S323、S324、S510、S520、S530、S540、S550：步 骤

S：测量空间

S₀、S₁、…、S_r：测量子空间

t：测量期间

X：电磁波

X₀、X₁、…、X_r：电磁波束

x_r：脉冲式电磁波束

x：脉冲式电磁波

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

第一实施例

图1示出了本发明第一实施例的影像重建方法流程图。本实施例的影 像重建方法用于重建待测物的影像。在本实施例中，待测物例如为人类的 乳房。但本发明不限于此，在其他实施例中，待测物亦可为各种生物(包 括人类、动物、植物)及非生物的特定部位或整体。

请参照图1，本实施例的影像重建方法包括步骤S100、S200、S300。 需说明的是，步骤S100、S200、S300的顺序可作适当的变动。举例而言， 可依序进行步骤S200、S100、S300。以下搭配图1及图2，详细说明本实 施例的影像重建方法及影像重建系统。

请同时参照图1及图2，首先，提供数据库形式的数据。数据库形式 的数据包括分别具有多个成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光 子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所对 应的电磁波传播方向上的厚度(步骤S200)。详细而言，提供数据库数据 的方法包括下列步骤。首先，可根据欲取得的待测物O的多个衰减量影像 是分别对应于哪N个成分，而选定分别具有此N个成分的多个物质(步 骤210)，其中N为大于0的正整数。然后，再由数据库中取出分别具有 此N种成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光子能量所对应的电 磁波照射下的衰减系数及每一个物质在此光子能量所对应的电磁波传播 方向上的厚度(步骤220)。举例而言，当待测物为乳房，而欲分别取得乳 房分别对应于脂肪、乳腺、钙化点(即病灶)的三个衰减量影像时，可自 数据库选取提供分别具有脂肪、乳腺、钙化点的三种物质在至少三个不同 光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所 对应的电磁波传播方向上的厚度。

具体而言，本实施例的影像重建系统100可选择性地包括数据提供单 元150。数据提供单元150可提供上段所述数据库形式的数据。影像重建 系统100可视欲取得的待测物O的多个衰减量影像是分别对应于哪N个 成分而通过数据提供单元150取得分别具有此N种成分的多个物质中的每 一个物质在多个不同光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一 物质在此光子能量所对应的电磁波传播方向上的厚度。在本实施例中，数 据提供单元150可为网络单元，此网络单元可自网络上下载所需的分别具 有多种成分的多个物质中的每一个物质在每一光子能量所对应的电磁波 照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所对应的电磁波传播方向上 的厚度。然而，本发明不限于此，在本发明另一实施例中，数据提供单元 150亦可为储存单元，此储存单元可储存具有多个成分的多个物质中的每 一个物质在多个不同光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一 物质在此光子能量所对应的电磁波传播方向上的厚度。在本发明又一实施 例中，数据提供单元150亦可为输入接口，此输入接口可供用户输入具有 多个成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光子能量所对应的电磁 波照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所对应的电磁波传播方向 上的厚度。

接着，在测量空间S没有配置待测物O时，测量通过此测量空间S 的电磁波分别在多个不同光子能量下的多个第一强度影像；以及在待测物 O设置于此测量空间S时，测量通过待测物O的此电磁波X分别在上述 多个光子能量下的多个第二强度影像(步骤S100)。具体而言，本实施例 的影像重建系统100包括电磁波检测器120。在测量多个第一强度影像及 多个第二强度影像之前，可先将电磁波检测器120设定为M个感测区间 (步骤S110)。M为大于或等于N的正整数，换言之，电磁波检测器120 被设定的感测区间数目可大于或等于欲取得的待测物O对应于多种成分 的衰减量影像数目。然后，再于测量空间S没有配置待测物O时，测量通 过此测量空间S的电磁波X分别在M个不同光子能量下的多个第一强度 影像，并且在待测物O设置于测量空间S时，测量通过待测物O的电磁 波X分别在上述M个光子能量下的多个第二强度影像(步骤S120)。

详言之，如图2所示，待测物O可划分为多个待测区块O₀、O₁、…、 O_r。测量空间S可划分为多个测量子空间S₀、S₁、…、S_r。待测区块O₀、 O₁、…、O_r分别预定设置于测量子空间S₀、S₁、…、S_r。本实施例的影像 重建系统100包括电磁波提供单元110。电磁波提供单元110用于提供电 磁波X。电磁波X包括多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r，其中电磁波束X₀、 X₁、…、X_r分别通过对应的测量子空间S₀、S₁、…、S_r。上段述的测量通 过测量空间S的电磁波X分别在多个不同光子能量下的多个第一强度影像 的步骤即为：在测量子空间S₀、S₁、…、S_r没有配置待测区块O₀、O₁、…、 O_r时，测量通过每一测量子空间S₀、S₁、…、S_r的电磁波束X₀、X₁、…、 X_r在多个光子能量下的多个第一强度。其中，通过每一测量子空间的电磁 波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多个第一强度分别构成上段所 述的多个第一强度影像。上段述的在待测物O设置于测量空间S时，测量 通过待测物O的电磁波X分别在多个不同光子能量下的多个第二强度影 像的步骤即为：在待测区块O₀、O₁、…、O_r分别设置于多个测量子空间 S₀、S₁、…、S_r时，测量通过每一待测区块O₀、O₁、…、O_r的电磁波束 X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多个第二强度。其中，通过每一待测 区块O₀、O₁、…、O_r的电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多 个第二强度分别构成上述的多个第二强度影像。

在本实施例中，可令多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r同时分别通过测 量子空间S₀、S₁、…、S_r，并同时测量通过这些测量子空间S₀、S₁、…、 S_r的电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多个第一强度。可令 多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r同时分别通过待测区块O₀、O₁、…、O_r， 并同时测量每一电磁波束X₀、X₁、…、X_r通过待测区块O₀、O₁、…、O_r后在多个光子能量下的多个第二强度。

具体而言，如图2所示，本实施例的电磁波提供单元110提供电磁波 X。电磁波X包括多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r。本实施例的电磁波检测 器120具有与多个测量子空间S₀、S₁、…、S_r对应的多个感测像素A。本 实施例的电磁波提供单元110可同时发出多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r。 电磁波检测器120的多个感测像素A可同时分别测量通过测量子空间S₀、 S₁、…、S_r的多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多个第一 强度。电磁波检测器120的多个感测像素A可同时分别测量通过待测区块 O₀、O₁、…、O_r的多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多 个第二强度。

在本实施例中，电磁波检测器120例如为光子计数器(Photon-counting  detector)。电磁波检测器120的每一感测像素A可单独地测量出传播至此 感测像素A的电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子能量下的多个强度。 图3示出本发明一个实施例的一个感测像素所测量出的电磁波束在多个光 子能量下的多个强度。请参照图3，详言之，每一感测像素A可感测出传 播至此感测像素A的电磁波束X_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多 个光子数目，由这些光子数目可知传播至此感测像素A的电磁波束X_r在 多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的强度I_r(E₁)、I_r(E₂)、…、I_r(E_M)。

本实施例的电磁波提供单元110可操作在连续模式(continuous  mode)。换言之，电磁波提供单元110所发出的电磁波束X₀、X₁、…、X_r的强度在电磁波检测器120进行测量期间(即测量多个第一强度与多个第 二强度的期间)内可为定值。详言之，如图2所示，本实施例的影像重建系 统100可进一步包括与电磁波提供单元110及电磁波检测器120电性连接 的控制单元130。控制单元130可使电磁波提供单元110所发出的电磁波 束X₀、X₁、…、X_r的强度在电磁波检测器120进行测量期间内为定值。 举例而言，电磁波提供单元110例如为用于提供X光的X光提供单元。 此X光提供单元可包括X光光管112以及与X光光管112电性连接的电 源供应器114。控制单元130分别可通过传输管道210、220控制电源供应 器114输入至X光光管112的电压及电流，进而使X光光管112操作在连 续模式。

图4示出本发明一个实施例X光光管的管电流(tube current)与时间 的关系。请参照图4，当X光光管112操作在连续模式时，X光光管112 的管电流在电磁波检测器120进行测量期间t内维持在固定电流I₁，而使 X光光管112所输出的电磁波束(即X光射束)的强度在测量期间t内维 持定值。

请再参照图1及图2，在取得多个第一强度影像、多个第二强度影像 及所需的多个衰减系数与多个厚度后，可根据多个第一强度影像、多个第 二强度影像以及具有多种成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光 子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所对 应的电磁波传播方向上的厚度计算出待测物分别对应于多个成分的多个 衰减量影像(步骤300)。换言之，可根据通过每一测量子空间S₀、S₁、…、 S_r的电磁波束X₀、X₁、…、X_r的在多个光子能量下的多个第一强度、通 过每一待测区块O₀、O₁、…、O_r的电磁波束X₀、X₁、…、X_r在多个光子 能量下的多个第二强度、分别具有多种成分的多个物质的每一物质在多个 光子能量下的多个衰减系数以及多个物质的多个厚度计算出每一待测区 块对应于每一成份在多个光子能量所对应的电磁波束照射下的多个第一 衰减系数。每一待测区块的多个第一衰减系数可构成上述多个衰减量影 像。

以下举例说明如何计算出某一个待测区块对应于多个成份在某一个 光子能量(例如第一光子能量E₁)所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系 数。

请参照图1，首先，利用多个物质的多个衰减系数计算出每一成分在 每一光子能量所对应的电磁波束照射下的衰减系数与此成分在其他光子 能量对应的电磁波束照射下的衰减系数之间的转换关系，并且利用这些转 换关系建立转换矩阵W的反矩阵W^-1(步骤S310)。以建立其中一个转换 矩阵W为示例，上述多种成分包括第一成分、第二成分至第N成分，N 为大于或等于2的正整数。上述多个光子能量包括第一光子能量E₁、第二 光子能量E₂至第M光子能量E_M，M为大于或等于N的正整数。利用每 一物质在与多个光子能量对应的电磁波照射下的多个衰减系数计算出第 一成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波束X_r照射下的衰减系数μ_r1(E₁) 与第一成分在第二光子能量E₂至第M光子能量E_M所对应的电磁波束X_r照射下的衰减系数μ_r1(E₂)～μ_r1(E_M)之间的转换关系w(μ_r1，E₂)～w(μ_r1，E_M)。举 例而言，转换关系w(μ_r1，E₂)～w(μ_r1，E_M)分别如下，w(μ_r1，E₂)＝[μ_r1(E₂)/μ_r1(E₁)]， w(μ_r1，E₃)＝[μ_r1(E₃)/μ_r1(E₁)]，、…、，w(μ_r1，E_M)＝[μ_r1(E_M)/μ_r1(E₁)]。类似地，利 用这些衰减系数计算出第二成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波束X_r照射下的衰减系数μ_r2(E₁)与第二成分在第二光子能量E₂至第M光子能量 E_M所对应的电磁波X_r照射下的衰减系数μ_r2(E₂)～μ_r2(E_M)之间的转换关系 w(μ_r2，E₂)～w(μ_r2，E_M)、到第N成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波X_r照 射下的衰减系数μ_rN(E₁)与第N成分在第二光子能量E₂至第M光子能量 E_M所对应的电磁波束Xr照射下的衰减系数μ_rN(E₂)～μ_rN(E_M)之间的转换关 系w(μ_rN，E₂)～w(μ_rN，E_M)。利用这些转换关系可建立转换矩阵W。转换矩阵 W可表示为下式(1)。利用转换矩阵W可计算出转换矩阵W的反矩阵W^-1。

请参照图1，接着，利用通过每一测量子空间的电磁波束在多个光子 能量下的多个第一强度以及通过每一待测区块的电磁波束在多个光子能 量下的多个第二强度建立比例矩阵，并利用此比例矩阵、转换矩阵W以 及多个物质的多个厚度计算出每一待测区块对应于多个成分在每一光子 能量所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数(步骤S320)。

以下以计算出某一个待测区块O_r对应于多个成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数为例(步骤S322)。利用通过 此测量子空间S_r的电磁波束X_r在M个光子能量下的多个第一强度以及通 过此待测区块O_r的电磁波束X_r在M个光子能量下的多个第二强度度建立 比例矩阵T_r。详言之，在第一光子能量E₁、第二光子能量E₂至第M光子 能量E_M下的多个第一强度分别表示为I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)，在第一光子 能量E₁、第二光子能量E₂至第M光子能量E_M下的多个第二强度分别表 示为I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)，而比例矩阵T_r可表示为下式(2)，

$T_r=\left(\begin{array}{c}-\ln \left(\frac{I_{r2}\left(E_1\right)}{I_{r1}\left(E_1\right)}\right)\\ -\ln \left(\frac{I_{r2}\left(E_2\right)}{I_{r1}\left(E_2\right)}\right)\\ ·\\ ·\\ ·\\ -\ln \left(\frac{I_{r2}\left(E_M\right)}{I_{r1}\left(E_M\right)}\right)\end{array}\right)---\left(2\right).$

利用比例矩阵T_r以及转换矩阵W计算出此待测区块O_r对应于第一成 分、第二成分至第N成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波照射下的多 个第一衰减系数。详言之，可利用下式(3)计算出每一待测区块O_r对应于 第一成分、第二成分至第N成分在第一光子能量E₁下的多个第一衰减系 数μ_r1(E₁)、μ_r2(E₁)～至μ_rN(E₁)。

$\left(\begin{array}{c}{\mu }_{r1}\left(E_1\right)·t_1\\ {\mu }_{r2}\left(E_1\right)·t_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mu }_{\mathrm{rN}}\left(E_1\right)·t_N\end{array}\right)=W^{-1}·T_r---\left(3\right)$

其中t₁、t₂～t_N分别代表具有第一成份的物体在此光子能量所对应的电 磁波传播方向上的厚度、具有第二成份的物体在此光子能量所对应的电磁 波传播方向上的厚度～具有第N成份的物体在此光子能量所对应的电磁波 传播方向上的厚度。在本实施例中，这些厚度t₁、t₂～t_N可皆为夹住待测物 O(例如乳房)的二板件(未绘示)之间的距离Δx。但本发明不限于此，在其 他实施例中，这些厚度t₁、t₂～t_N亦可来自于统计资料。当这些厚度t₁、t₂～t_N皆为Δx时，上式(3)可简化为下式(4)

$\left(\begin{array}{c}{\mu }_{r1}\left(E_1\right)\\ {\mu }_{r2}\left(E_1\right)\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mu }_{\mathrm{rN}}\left(E_1\right)\end{array}\right)={\frac{1}{\mathrm{\Delta x}}·W}^{-1}·T_r---\left(4\right).$

式(4)即图1中所列出的${\mu }_{\mathrm{rn}}\left(E_1\right)=\frac{1}{\mathrm{\Delta x}}·W^{-1}·T_r\left(E_i\right),$i＝1～M。

以上举例说明了如何计算出某一个待测区块O_r对应于多个成份在第 一光子能量E₁所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数μ_r1(E₁)、 μ_r2(E₁)～μ_rN(E₁)。可依类似的方式计算出此待测区块O_r对应于多个成份在 其他光子能量所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数μ_r1(E₂)～μ_rN(E₂) 至μ_r1(E_M)～μ_rN(E_M)。此外，分别储存多个第一衰减系数μ_r1(E₁)～μ_rN(E₁)、 μ_r1(E₂)～μ_rN(E₂)至μ_r1(E_M)～μ_rN(E_M)后，使用者可单独挑出某个能量下的第一 衰减系数，进而观看待测区块对应于每一成分的衰减量。类似地，可依相 似的方法重建其他待测区块对应于每一成分的衰减量。当全部能量下所有 待测区块对应于每一成分的衰减量皆被计算出时，可个别取出单一能量下 所有待测区块对应于每一成分的衰减量便可构成待测物对应于每一成分 的衰减量影像。以下通过图1及图2来说明。

请同时参照图1及图2，本实施例的电磁波检测器120包括多个感测 像素A，其中每一感测像素A与一个测量子空间(及此测量子空间中的待 测区块)对应。这些感测像素A排成(G_H.G_W)的阵列。换言之，本实 施例的电磁波检测器120包括(G_H.G_W)个感测像素A。在本实施例中， 可先撷取与第一个测量子空间(S_r，r＝0)及第一个待测区块(O_r，r＝0) 对应的第一个感测像素Ａ_０所感测到的多个第一强度及多个第二强度(步 骤321)。然后，通过这些第一强度及第二强度计算出第一个待测区块对应 于多个成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系 数(步骤322)。接着，判断所撷取的感测像素A是否为第(G_H.G_W)个 感测像素A，即最后一个感测像素A。意即，判断r是否等于(G_H.G_W) (步骤323)。若r不等于(G_H.G_W)，则此时将r的值加1(步骤324)， 以取出与下一测量子空间(S_r，r＝1)及下一个待测区块(O_r，r＝1)对应 的下一感测像素A₁所感测到的多个第一强度及多个第二强度。然后，再 通过这些第一强度及第二强度计算出下一个待测区块(O_r，r＝1)对应于多 个成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数(步 骤322)。然后，循环地进行步骤S323、S324、S322，直到r等于(G_H.G_W)， 即所有待测区块对应于多个成分在第一光子能量E₁所对应的电磁波照射 下的多个第一衰减系数均被计算出，方结束运算。

以上举例说明了如何计算出待测物对应于多个成份在某一个光子能 量(例如第一光子能量E₁)所对应的电磁波照射下的多个第一衰减系数。 吾人可依类似的方式计算出待测物对应于多个成份在其它光子能量所对 应的电磁波照射下的多个第一衰减系数。此待测物的每一待测区块对应于 某一成份的衰减量便可构成此待测物在某一能量下对应于某一成份的衰 减量影像。

请参照图2，本实施例的影像重建系统100包括处理单元140。处理 单元140可进行上述的步骤S200、S300。于此便不再对处理单元140可 进行的处理做说明，吾人可参照上述与步骤S200、S300对应的说明即可 清楚地得知处理单元140所进行的处理为何。此外，本实施例的影像重建 系统100还可将处理单元140所计算出的分别对应于多个成分的多个衰减 量影像显示于屏幕M上。

在本实施例中，于令多个电磁波束X₀、X₁、…、X_r同时分别通过多 个测量子空间S₀、S₁、…、S_r以及多个待测区块O₀、O₁、…、O_r之前， 还可先滤除这些电磁波束X₀、X₁、…、X_r中光子能量低于多个光子能量 中最小一个光子能量的部份。具体而言，如图2所示，本实施例的影像重 建系统100可进一步包括滤光单元160。滤光单元160配置于电磁波束X₀、 X₁、…、X_r的传播路径上且位于电磁波提供单元110与所有测量子空间 S₀、S₁、…、S_r之间。滤光单元160用于滤除这些电磁波束X₀、X₁、…、 X_r中光子能量低于这些光子能量E₁、E₂～E_M最小的一个光子能量E₁的部 份。换言之，滤光单元160可滤除电磁波X中不需使用的部份，而使待测 物O所吸收的能量较小。若待测物O为人体的乳房且电磁波X为X光时， 滤光单元160可降低人体所接收的辐射剂量，而减少人体在接受检查时所 受到的伤害。

基于上述，本实施例的影像重建方法及影像重建系统可通过上述数据 处理方法计算出待测物分别对应于多种成分的多个衰减量影像，而使待测 物的多种组成可各自形成一个衰减量影像。如此一来，待测物的各组成便 可清楚被观察到，改善公知技术中由于待测物的多个组成的位置过近或重 叠所造成的不易分辨的问题。此外，在本实施例的影像重建方法及影像重 建系统中，通过对待测物取像一次(即一次取得多个第二强度影像)便可 获得待测物的多种组成的多个衰减量影像，而避免待测物接收过高的辐射 剂量，进而降低待测物在接受检查时所受到的伤害。

第二实施例

本实施例的影像重建方法及影像重建系统与第一实施例相似，因此相 同的步骤及元件以相同的附图标记表示。两者主要的差异在于：本实施例 的影像重建方法及影像重建系统取得多个第一强度影像及多个第二强度 影像的方法与第一实施例不同。以下主要针对此差异处做详细的说明。本 实施例的影像重建方法及影像重建系统与第一实施例相同之处请参照第 一实例中对应的说明，于此不再详述。

图5示出本发明第二实施例的影像重建方法流程图。图6示出本发明 第二实施例的影像重建系统。特别是，图5的影像重建方法适用于图6的 影像重建系统。请参照图5，首先，提供数据库形式的数据。数据库形式 的数据包括分别具有多个成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光 子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数以及每一物质在此光子能量所 对应的电磁波传播方向上的厚度(步骤S200)。详细而言，提供数据库数 据的方法包括下列步骤。首先，可根据欲取得的待测物的多个衰减量影像 是分别对应于哪N个成分，而选定分别具有此N个成分的多个物质(步 骤210)。然后，再由数据库中取出分别具有此N种成分的多个物质中的 每一个物质在多个不同光子能量所对应的电磁波照射下的衰减系数及每 一个物质在此光子能量所对应的电磁波传播方向上的厚度(步骤220)。

请参照图6，具体而言，本实施例的影像重建系统100A可选择性地 包括数据提供单元150。本实施例的影像重建系统100A还包括处理单元 140。影像重建系统100A的处理单元140可视欲取得的待测物O的多个 衰减量影像是分别对应于哪N个成分而通过数据提供单元150取得分别具 有此N种成分的多个物质中的每一个物质在多个不同光子能量所对应的 电磁波照射下的衰减系数及每一物质在此光子能量所对应的电磁波传播 方向上的厚度。

请参照图5，接着，利用多个物质的多个衰减系数计算出每一成分在 每一光子能量所对应的电磁波束照射下的衰减系数与此成分在其他光子 能量对应的电磁波束照射下的衰减系数之间的转换关系，并且利用这些转 换关系建立转换矩阵W的反矩阵W^-1(步骤S310)。请参照图6，具体而 言，本实施例的处理单元140可利用多个物质的多个衰减系数计算出每一 成分在每一光子能量所对应的电磁波束照射下的衰减系数与所述成分在 其他光子能量对应的电磁波束照射下的衰减系数之间的转换关系，并且利 用这些转换关系建立转换矩阵W的反矩阵W^-1。计算转换关系及建立反矩 阵W^-1的详细方法可参照第一实施例中的说明。

请参照图5及图6，接着，在测量空间S没有配置待测物O时，测量 通过此测量空间S的电磁波分别在多个不同光子能量E₁、E₂、…、E_M下 的多个第一强度影像(步骤S1)。意即，在测量子空间S₀、S₁、…、S_r没 有配置待测区块O₀、O₁、…、O_r时，测量通过每一测量子空间S₀、S₁、…、 S_r的电磁波束X_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度I_r1(E₁)、 I_r1(E₂)～I_r1(E_M)。

与第一实施例不同的是，在本实施例中，电磁波束X_r可为脉冲式(pulse  mode)电磁波束x_r。测量通过每一测量子空间S_r的电磁波束X_r在多个光 子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)的方法可 为：令脉冲式电磁波束x_r扫描所有测量子空间S₀、S₁、…、S_r，其中当脉 冲式电磁波束x_r的强度实质上为零时，使脉冲式电磁波束x_r的对准位置从 这些测量子空间其中之一相对移动到这些测量子空间的另一。当脉冲式电 磁波束x_r的强度实质上不为零时，使脉冲式电磁波束x_r的对准位置相对于 一个测量子空间维持实质上静止。当脉冲式电磁波束x_r的对准位置分别停 留于这些测量子空间S₀、S₁、…、S_r时，分别测量通过每一测量子空间S_r的脉冲式电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度 I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)。

请参照图6，具体而言，本实施例的影像重建系统100A包括用于提 供脉冲式电磁波束的电磁波提供单元110A。在本实施中，电磁波提供单 元110A为脉冲式电磁波束提供单元。脉冲式电磁波束提供单元包括提供 脉冲式电磁波x的脉冲式电磁波源110a以及准直器116。脉冲式电磁波源 110a包括X光光管112及电源供应器114。本实施例的影像重建系统100A 可进一步包括与电磁波提供单元110A电性连接的控制单元130。控制单 元130可通过传输管道210、220控制电源供应器114输入至X光光管112 的电压及电流，进而使X光光管112发出脉冲式电磁波x。

本实施例的准直器116配置于脉冲式电磁波x的传播路径上。准直器 116具有孔洞H1。部分的脉冲式电磁波x通过准直器116的孔洞H1而形 成脉冲式电磁波束x_r。控制单元130通过移动准直器116而使脉冲式电磁 波束x_r扫描测量子空间S₀、S₁、…、S_r。当脉冲式电磁波束x_r的强度实质 上为零时，控制单元130使脉冲式电磁波束x_r的对准位置从这些测量子空 间S₀、S₁、…、S_r的其中之一相对移动到这些测量子空间S₀、S₁、…、S_r的另一。并且，当脉冲式电磁波束x_r的强度实质上不为零时(例如为一个 定值时)，控制单元130使脉冲式电磁波束x_r的对准位置相对于一个测量 子空间维持实质上静止，而影像重建系统100A的电磁波检测器120A在 脉冲式电磁波束x_r的对准位置分别停留于这些测量子空间S₀、S₁、…、S_r时分别测量电磁波束x_r通过多个测量子空间S₀、S₁、…、S_r后的多个第一 强度。

请参照图5及图6，详言之，在测量空间S没有配置待测物O时，测 量通过此测量空间S的电磁波分别在多个不同光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度影像的方法包括下列步骤S110、S10、S20、S30、S40、 S50、S60、S70，以下将详细说明。首先，可将电磁波检测器120设定为 M个感测区间(步骤S110)，以准备测量分别在M个不同光子能量下的多 个第一强度影像(及多个第二强度影像)，其中M为大于或等于N的正整 数。在本实施例中，电磁波检测器120可为光子计数光谱仪 (photon-counting spectrometer)，但本发明不以此为限。

在本实施例中，测量空间S可划分为多个测量子空间S₀、S₁、…、S_r。 多个测量子空间S₀、S₁、…、S_r的数量可为(G_H.G_W)个。如图5所示， 首先，可从第一个测量子空间(S_r，r＝0)开始(步骤S10)。然后，使脉 冲式电磁波束x_r的对准位置分别停留在第一个测量子空间(S_r，r＝0)并同 时使脉冲式电磁波束x_r的强度为大于零的一个定值。具体而言，本实施例 的影像重建系统100A包括电磁波检测器120A，电磁波检测器120A具有 一个感测区H2。可使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感测 区H2、第一个测量子空间(S_r，r＝0)实质上对准，并于此时令脉冲式电 磁波束x_r的强度为大于零的定值(步骤S20)。

然后，使电磁波检测器120A测量通过第一个测量子空间(S_r，r＝0) 的电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度I₀₁(E₁)、 I₀₁(E₂)～I₀₁(E_M)，并记录这些第一强度I₀₁(E₁)、I₀₁(E₂)～I₀₁(E_M)与此测量子空 间(S_r，r＝0)的第一对应关系(步骤S30)，例如记录此时孔洞H1的坐标 (或感测区H2的坐标)与这些第一强度的第一对应关系。具体而言，本 实施例的处理单元140可与电磁波检测器120A电性连接，而取得通过每 一测量子空间S_r的电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个 第一强度I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)，并记录与每一测量子空间S_r对应的第一 强度I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)与此测量子空间S_r的第一对应关系。

接着，令脉冲式电磁波束x_r的强度为零(步骤S40)。然后，判断所 测量的测量子空间是否为第(G_H.G_W)个测量子空间，即最后一个测量 子空间。意即，判断r是否等于(G_H.G_W)(步骤S50)。若r不等于(G_H.G_W)， 则此时将r的值加1(步骤S60)，以使脉冲式电磁波束x_r的对准位置分别 停留在下一个测量子空间(S_r，r＝1)并同时使脉冲式电磁波束x_r的强度为 大于零的一个定值。意即，使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A 的感测区H2实质上对准下一个测量子空间(S_r，r＝1)，并于此时使脉冲 式电磁波束x_r的强度为上述的大于零的定值(步骤S20)。

需说明的是，在令脉冲式电磁波束x_r的强度为零(步骤S40)的期间， 控制单元130可使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感测区 H2移动而去对准下一测量子空间。在本实施例中，控制单元130可令准 直器116的孔洞H1与用于测量电磁波检测器120A(的感测区)可同步地 移动，而同时对准下一测量子空间。当电磁波检测器120A测量与每一测 量子空间对应的多个第一强度时，准直器116的孔洞H1、每一测量子空 间、电磁波检测器120的感测区H2实质上对准。

具体而言，本实施例的影像重建系统100A还包括第一机构170及第 二机构180。准直器116架设于第一机构170上。电磁波检测器120A架 设于第二机构180上。控制单元130通过第一机构170与第二机构180令 准直器116的孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2同步地移动，进 而使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感应区H2与欲测量的 测量子空间S_r同时对准。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，准直 器116的孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2亦可分别在不同的时 间点与欲测量的测量子空间S_r对准。

详言之，在本实施例中，第一机构160包括具有二不同延伸方向的轨 道172及与轨道172连接的带动马达174。第二机构180包括具有二不同 延伸方向的轨道182及与轨道182连接的马达184。马达174、184与控制 单元130电性连接。准直器116与电磁波检测器120A分别架设于轨道172、 182上。控制单元130通过马达174、184分别带动架设于轨道172、182 上的准直器116与电磁波检测器120A，进而使准直器116的孔洞H1与电 磁波检测器120A的感测区H2对准所欲测量的测量子空间S_r。

请再参照图5，然后，再使电磁波检测器120A测量到通过下一个测 量子空间(S_r，r＝1)在多个光子能量下的多个第一强度，并记录这些第一 强度与此测量子空间(S_r，r＝1)的第一对应关系(步骤S30)。之后，然 后，循环地进行步骤S40、S50、S60、S20、S30，直到于步骤S50时，判 断r等于(G_H.G_W)，即与所有测量子空间对应的多个第一强度以及与所 有测量子空间对应的多个第一强度与所述测量子空间的多个第一对应关 系皆分别被测量及记录。当与所有测量子空间对应的多个第一强度以及与 所有测量子空间对应的多个第一强度与所述测量子空间的多个第一对应 关系皆分别被测量及记录后，便可利用与所有测量子空间对应的多个第一 强度以及与所有测量子空间对应的多个第一强度与所述测量子空间的多 个第一对应关系建立多个第一强度影像(步骤S70)。

请参照图6，具体而言，处理单元140可利用通过每一测量子空间S_r的电磁波束x_r在这些光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度以及与 这些第一强度和此每一测量子空间S_r间的第一对应关系获得所述多个第 一强度影像。

请再参照图5及图6，接着，在待测物O设置于测量空间S时，测量 通过待测物O的电磁波在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强 度影像(步骤S2)。意即，在待测区块O₀、O₁、…、O_r分别配置于测量子 空间S₀、S₁、…、S_r时，测量通过每一待测区块O_r的电磁波束X_r在多个 光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)。

在本实施例中，测量通过每一待测区块O_r的电磁波束X_r在多个光子 能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)的方法可为： 令脉冲式电磁波束x_r扫描所有待测区块O₀、O₁、…、O_r，其中当脉冲式 电磁波束x_r的强度实质上为零时，使脉冲式电磁波束x_r的对准位置从这些 待测区块O₀、O₁、…、O_r其中之一相对移动到这些待测区块O₀、O₁、…、 O_r的另一。当脉冲式电磁波束x_r的强度实质上不为零时，使脉冲式电磁波 束x_r的对准位置相对于一个待测区块维持实质上静止。当脉冲式电磁波束 x_r的对准位置分别停留于这些待测区块O₀、O₁、…、O_r时，分别测量通过 每一待测区块O₀、O₁、…、O_r的脉冲式电磁波束x_r在多个光子能量E₁、 E₂、…、E_M下的多个第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)。

请参照图6，具体而言，控制单元130通过移动准直器116而使脉冲 式电磁波束x_r扫描待测物O的多个待测区块O_r。当脉冲式电磁波束x_r的 强度实质上为零时，控制单元130使脉冲式电磁波束x_r的对准位置从这些 待测区块O₀、O₁、…、O_r的其中之一相对移动到这些待测区块O₀、O₁、…、 O_r的另一。并且，当脉冲式电磁波束x_r的强度实质上不为零时(例如为一 个定值时)，控制单元130使脉冲式电磁波束x_r的对准位置相对于待测物 O维持实质上静止，而影像重建系统100A的电磁波检测器120A在脉冲 式电磁波束x_r的对准位置分别停留于这些待测区块O₀、O₁、…、O_r时分 别测量电磁波束x_r通过多个待测区块O₀、O₁、…、O_r后的多个第二强度 I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)。

请参照图5及图6，详言之，测量通过待测物O的电磁波束分别在多 个不同光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度影像的方法包括下列 步骤S11、S12、S13、S14、S15、S16，以下将详细说明。

在本实施例中，待测物O可划分为多个待测区块O₀、O₁、…、O_r。 多个待测区块O₀、O₁、…、O_r的数量可为(G_H.G_W)个。如图5所示， 首先，可从第一个待测区块(O_r，r＝0)开始(步骤S11)。然后，使脉冲 式电磁波束x_r的对准位置分别停留在第一个待测区块(O_r，r＝0)并同时 使脉冲式电磁波束x_r的强度为大于零的一个定值。具体而言，可使准直器 116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感测区H2、第一个待测区块(O_r， r＝0)实质上对准，并于此时令脉冲式电磁波束x_r的强度为大于零的定值 (步骤S12)。

然后，使电磁波检测器120A测量到通过第一个待测区块(O_r，r＝0) 在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度I₀₂(E₁)、I₀₂(E₂)～I₀₂(E_M)， 并记录这些第二强度I₀₂(E₁)、I₀₂(E₂)～I₀₂(E_M)与此待测区块(S_r，r＝0)的第 二对应关系(步骤S13)，例如记录此时孔洞H1的坐标(或感测区H2的 坐标)与这些第二强度I₀₂(E₁)、I₀₂(E₂)～I₀₂(E_M)的第二对应关系。具体而言， 本实施例的处理单元140可与电磁波检测器120A电性连接，而取得通过 每一待测区块O_r的电磁波束X_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个 第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)，并记录与每一待测区块O_r对应的第二强 度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)与此待测区块O_r的第二对应关系。

接着，令脉冲式电磁波束x_r的强度为零(步骤S14)。然后，利用通 过第一个待测区块(O_r，r＝0)的电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、 E_M下的多个第二强度I₀₂(E₁)、I₀₂(E₂)～I₀₂(E_M)、与通过第一个测量子空间(S_r， r＝0)的电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第一强度I₀₁(E₁)、 I₀₁(E₂)～I₀₁(E_M)、反矩阵W^-1以及上式(3)计算出第一个待测区块(O_r，r＝0) 对应于第一成分、第二成分至第N成分在第一光子能量E₁下的多个第一 衰减系数μ_r1(E₁)、μ_r2(E₁)～至μ_rN(E₁)(r＝0)(步骤S323)。上述计算出第一 衰减系数详细的方法可参照第一实施例中的说明。具体而言，本实施例的 处理单元140(绘于图6)可执行上述计算出多个第一衰减量影像的动作。

接着，判断所测量的待测区块是否为第(G_H.G_W)个待测区块，即 最后一个待测区块。意即，判断r是否等于(G_H.G_W)(步骤S15)。若r 不等于(G_H.G_W)，则此时将r的值加1(步骤16)，以使脉冲式电磁波束 x_r的对准位置分别停留在下一个待测区块(O_r，r＝1)并同时使脉冲式电磁 波束x_r的强度为大于零的一个定值。意即，使准直器116的孔洞H1、电 磁波检测器120A的感测区H2实质上对准下一个待测区块(O_r，r＝1)，并 于此时使脉冲式电磁波束x_r的强度为上述的大于零的定值(步骤12)。

需说明的是，在令脉冲式电磁波束x_r的强度为零(步骤14)的期间， 控制单元130可使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感测区 H2移动而去对准下一待测区块。在本实施例中，控制单元130可令准直 器116的孔洞H1与用于测量电磁波检测器120A(的感测区)可同步地移 动，而同时对准下一待测区块。当电磁波检测器120A测量与每一待测区 块对应的多个第二强度时，准直器116的孔洞H1、每一待测区块、电磁 波检测器120的感测区H2实质上对准。

具体而言，控制单元130通过第一机构170与第二机构180令准直器 116的孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2同步地移动，进而使准 直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感应区H2与欲测量的待测区 块S_r同时对准。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，准直器116的 孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2亦可分别在不同的时间点与欲 测量的待测区块S_r对准。

请再参照图5，然后，再使电磁波检测器120A测量电磁波束x_r通过 下一个待测区块(O_r，r＝1)在多个光子能量E₁、E₂～E_M下的多个第二强度， 并记录这些第二强度与此待测区块(O_r，r＝1)的第二对应关系(步骤S13)。 之后，然后，循环地进行步骤S14、S323、S15、S16、S12，直到于步骤 S15时，判断r等于(G_H.G_W)，即与所有待测区块对应的多个第二强度 及与所有待测区块对应的多个第二强度与所述待测区块的对应关系皆分 别被测量及记录，且与所有待测区块对应的第一衰减系数皆被计算出。如 此一来，便可获得待测物分别对应于多个成分的多个衰减量影像。通过所 有待测区块的第一衰减系数获得待测物分别对应于多个成分的多个衰减 量影像的方法可参照第一实施例中的说明。

另外，需说明的是，在本实施例中，是在测量出通过某一个待测区块 O_r的电磁波束X_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度I_r2(E₁)、 I_r2(E₂)～I_r2(E_M)以及记录此待测区块Or与多个第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M) 的第二对应关系后，便根据通过此某一个待测区块O_r的电磁波束X_r在多 个光子能量E₁、E₂、…、E_M下的多个第二强度I_r2(E₁)、I_r2(E₂)～I_r2(E_M)、与 通过某一测量子空间S_r的电磁波束x_r在多个光子能量E₁、E₂、…、E_M下 的多个第一强度I_r1(E₁)、I_r1(E₂)～I_r1(E_M)、反矩阵W^-1以及上式(3)计算出此 某一个待测区块O_r对应于多个成分在某一光子能量下的多个第一衰减系 数，进而得到待测物O分别对应于多个成分的多个衰减量影像。

然而，本发明不限于此，在其他实施例中，亦可将与所有待测区块对 应的多个第二强度以及与所有待测区块对应的多个第二强度与所述待测 区块的多个第二对应关系皆分别测量及记录完成后，再利用与所有待测区 块对应的多个第二强度以及与所有待测区块对应的多个第二强度和所述 待测区块的多个第二对应关系建立多个第二强度影像。然后，再利用分别 具有多个成分的多个物质中的每一个物质在每一光子能量所对应的电磁 波照射下的衰减系数及每一物质在所述光子能量所对应的电磁波传播方 向上的厚度、多个第一强度影像以及多个第二强度影像计算出待测物分别 对应于多个成分的多个衰减量影像。

在本实施例的影像重建方法及影像重建系统中，由于脉冲式电磁波束 是逐一地通过每一测量子空间(及每一待测区块)，且脉冲式电磁波束由 一个测量子空间(及一个待测区块)移动至下一测量子空间(及下一待测 区块)时，脉冲式电磁波束的强度实质上为零。因此，所测量到的对应于 每一测量子空间(及每一待测区块)的多个第一强度(及多个第二强度) 不易受到其他因素的干扰，进而使以本实施例的影像重建方法及影像重建 系所重建的多个衰减量影像能更精准地呈现待测物内部组成的实际状况。

第三实施例

本实施例的影像建构方法及影像建构系统与第二实施例的影像重建 方法及影像重建系统相似，因此相同元件以相同的附图标记表示。

图7为本发明一实施例的影像建构方法流程图。图8为本发明一实施 例的影像建构系统的示意图。特别是，图7的影像建构方法适用于图8的 影像建构系统。请同时参照图7及图8，本实施例的影像建构方法及影像 建构系统100B用于建构待测物S的影像。首先，提供脉冲式电磁波束x_r(步骤S510)。进一步而言，可先提供脉冲式电磁波x_r，然后令脉冲式电 磁波x_r传播至具有孔洞H1的准直器116，其中通过孔洞H1的部分的脉冲 式电磁波x形成所述脉冲式电磁波束x_r。

具体而言，本实施例的影像建构系统100B包括脉冲式电磁波束提供 单元110A。脉冲式电磁波束提供单元110A包括提供脉冲式电磁波x的脉 冲式电磁波源110a以及准直器116。脉冲式电磁波源110a包括X光光管 112及电源供应器114。本实施例的影像建构系统100B可进一步包括与电 磁波提供单元110A电性连接的控制单元130。控制单元130可通过传输 管道210、220控制电源供应器114输入至X光光管112的电压及电流， 进而使X光光管112发出脉冲式电磁波x。本实施例的准直器116配置于 脉冲式电磁波x的传播路径上。准直器116具有孔洞H1。部分的脉冲式 电磁波x通过准直器116的孔洞H1而形成脉冲式电磁波束x_r。

接着，利用脉冲式电磁波束x_r扫描待测物O的多个待测区块O₀、 O₁、…、O_r，其中当脉冲式电磁波束x_r的强度实质上为零时，使脉冲式电 磁波束x_r的对准位置从这些待测区块O₀、O₁、…、O_r之一相对移动到这 些待测区块O₀、O₁、…、O_r的另一，且当脉冲式电磁波束x_r的强度实质 上不为零时，使脉冲式电磁波束x_r的对准位置相对于待测物O维持实质上 静止(步骤S520)。具体而言，请参照图8，本实施例的控制单元130通 过移动准直器116而使脉冲式电磁波束x_r扫描待测物O的多个待测区块 O₀、O₁、…、O_r。当脉冲式电磁波束x_r的强度实质上为零时，控制单元 130使脉冲式电磁波束x_r的对准位置从这些待测区块O₀、O₁、…、O_r的其 中之一相对移动到这些待测区块O₀、O₁、…、O_r的另一。并且，当脉冲 式电磁波束x_r的强度实质上不为零时(例如为一个定值时)，控制单元130 使脉冲式电磁波束x_r的对准位置相对于一个待测区块O_r维持实质上静止。

接着，当脉冲式电磁波束x_r的对准位置分别停留于这些待测区块O₀、 O₁、…、O_r时，分别测量脉冲式电磁波束x_r通过这些待测区块后的多个强 度(步骤S530)。具体而言，影像建构100B包括电磁波检测器120A。电 磁波检测器120A在脉冲式电磁波束x_r的对准位置分别停留于这些待测区 块O₀、O₁、…、O_r时分别测量电磁波束x_r通过多个待测区块O₀、O₁、…、 O_r后的多个第一强度。更进一步地说，在本实施例中，控制单元130可令 准直器116的孔洞H1与用于测量这些强度的电磁波检测器120A同步地 移动。并且，当电磁波检测器120A测量这些强度时，控制单元130可令 准直器116的孔洞H1、每一被测量的待测区块O₀、O₁、…、O_r、电磁波 检测器120A的感测区H2实质上对准。

详言之，本实施例的影像重建系统100B还包括第一机构170及第二 机构180。准直器116架设于第一机构170上。电磁波检测器120A架设 于第二机构180上。控制单元130通过第一机构170与第二机构180令准 直器116的孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2同步地移动，进而 使准直器116的孔洞H1、电磁波检测器120A的感应区H2与欲测量的待 测区块O_r同时对准。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，准直器 116的孔洞H1与电磁波检测器120A的感应区H2亦可分别在不同的时间 点与欲测量的待测区块O_r对准。

接着，记录这些强度与这些待测区块的对应关系(步骤S540)。然后， 利用这些强度以及此对应关系建构待测物O的影像(步骤S550)。具体而 言，影像建构100B包括处理单元140A。处理单元140A可记录这些强度 与这些待测区块O₀、O₁、…、O_r的对应关系，例如记录电磁波检测器120A 测量到这些强度时，这些强度与电磁波检测器120A的感测区H2坐标之 间的关系，或者记录电磁波检测器120A测量到这些强度时，这些强度与 孔洞H1坐标之间的关系。处理单元140A利用这些强度以及此对应关系 建构待测物O的影像。

在本实施例的影像建构方法及影像建构系统中，由于脉冲式电磁波束 是逐一地扫描每一待测区块，且脉冲式电磁波束由一个待测区块移动至下 一待测区块时，脉冲式电磁波束的强度实质上为零。因此，所测量到的对 应于每一待测区块的强度不易受到其他因素的干扰，进而使本实施例的影 像建构方法及影像建构系统可精准地建构待测物的影像。

综上所述，本发明一个实施例的影像重建方法及影像重建系统可通过 上述数据处理方法计算出待测物分别对应于多种成分的多个衰减量影像， 而使待测物的多种组成可各自形成一个衰减量影像。如此一来，待测物的 各组成便可清楚被观察到，改善了公知技术中由于待测物的多个组成的位 置过近或重叠所造成的不易分辨的问题。

此外，在本发明另一实施例的影像重建方法及影像重建系统中，通过 扫描待测物一次(或取像一次)便可获得待测物的多种组成的多个衰减量 影像，而避免待测物接收过高的辐射剂量，进而降低待测物在接受检查时 所受到的伤害。

再者，在本发明又一实施例的影像重建方法及影像重建系统中，由于 脉冲式电磁波束是逐一地通过每一测量子空间(及每一待测区块)，且由 一个测量子空间(及一个待测区块)移动至下一测量子空间(及下一待测 区块)时脉冲式电磁波束的强度实质上为零，因此所测量到的对应于每一 测量子空间(及每一待测区块)的多个第一强度(及多个第二强度)不易 受到其他因素的干扰，进而使以本发明又一实施例的影像重建方法及影像 重建系所重建的多个衰减量影像能更正确地呈现待测物内部组成的实际 状况。

在本发明一实施例的影像建构方法及影像建构系统中，由于脉冲式电 磁波束是逐一地扫描每一待测区块，且脉冲式电磁波束由一个待测区块移 动至下一待测区块时，脉冲式电磁波束的强度实质上为零。因此，所测量 到的对应于每一待测区块的强度不易受到其他因素的干扰，进而使本发明 一实施例的影像建构方法及影像建构系统中可精准地建构待测物的影像。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。