專利名稱：：使用具有多色分布的x射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法使用具有多色分布的x射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請本非臨時專利申請要求2006年1月24日提交的U.S.臨時申請No.60/761，796，2006年1月24日提交的U.S.臨時申請No.60/761,797以及2006年7月6日提交的U.S.臨時申請No.60/819,019的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容合并在此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域：
在此公開的發(fā)明主題涉及X射線成像。更具體而言，在此公開的發(fā)明主題涉及用于通過使用具有多色分布的x射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：X射線成像已經(jīng)用于對象成像的各種領(lǐng)域。例如，x射線成像已經(jīng)產(chǎn)泛應用于無損測試和X射線計算機斷層掃描(CT)的醫(yī)學領(lǐng)域。多種其它類型的技術(shù)也正在用于醫(yī)學成像。下面在本部分中總結(jié)了一些目前應用的醫(yī)學成像技術(shù)的概述。使用X射線吸收的X射線照相術(shù)傳統(tǒng)的X射線照相術(shù)對對象所投射X射線的吸收或者衰減進行測量。對象中的衰減差異提供了內(nèi)在特征的對比，而該內(nèi)在特征的對比可以顯示為圖像。例如，因為癌變組織的密度大于周圍的非癌變組織，所以這些組織一般可以顯現(xiàn)在傳統(tǒng)放射線照相中。一般在X射線能量吸收高的地方獲得最佳吸收襯度。通常使用劑量較高但能量較低的x射線進行傳統(tǒng)放射線照相術(shù)，以實現(xiàn)更大的吸收，并且因此實現(xiàn)更好的襯度和圖像。出于病人安全考慮，使用具有更高能量的x射線一般要求使用更低的射線劑量。一般，隨著x射線能級增加和x射線劑量減少，傳統(tǒng)放射性照相術(shù)的圖像質(zhì)量將降低。用于當代放射性照相術(shù)成像系統(tǒng)的x射線源使用基于標準陰極/陽極x射線管的設計。X射線管的能譜和一般輸出特性主要由陽極材料和結(jié)構(gòu)來確定。選擇合適的陽極材料重點基于應用場合，特別是基于待成像的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。對于乳房x射線照相術(shù)，最常用的陽極材料是鉬，但是也使用銠。大約是18keV的鉬的平均能量為軟組織成像提供了合適的頻譜。對于乳房X射線照相術(shù)系統(tǒng)，陽極通常固定并且安裝在銅塊中以減少熱量。主要的工程問題是會聚電子束在陽極中產(chǎn)生熱量。由于散熱的主要手段是環(huán)繞了銅的陽極，所以具有固定陽極的X射線管即使具有高導熱性，但還是更傾向于發(fā)熱。X射線管研發(fā)的進步已經(jīng)導致使用旋轉(zhuǎn)陽極，其可以旋轉(zhuǎn)，使得來自陰極的電子束不會撞擊陽極上的同一區(qū)域。直到相對最新的數(shù)字檢測器的出現(xiàn)為止，用于放射線照相術(shù)的主要采集檢測方法還是X射線膠片。用于檢查乳房的X射線成像已經(jīng)用于識別早期的乳癌。眾所周知，當與未經(jīng)篩查控制的情況比較時，在受篩查控制下的婦女中乳癌死亡率可以顯著減少。與通過胸部體檢或者胸部自檢所發(fā)現(xiàn)的癌癥相比時，乳房X射線照相術(shù)容易識別更小和更早期的癌癥。對于更小且更早期乳癌的治療將導致更高的存活率。顯然，增強的放射學方法可以用于檢測更小并且更早期的乳癌。在由傳統(tǒng)乳房X射線照相術(shù)生成的圖像中，大約10%臨床顯見的乳癌是不可見的。另外，使用傳統(tǒng)的放射線照相術(shù)通常難以區(qū)分良性病變與惡性病變。特別是，采用傳統(tǒng)乳房放射線照相技術(shù)不可見的乳癌最常出現(xiàn)在具有相對較大數(shù)量乳腺組織的病人中。乳腺組織的密度容易模糊潛在的病理學表現(xiàn)。為了檢測早期癌癥，期望提高乳房X射線照相術(shù)的靈敏度，從而可以檢測更小和更早期的乳癌。對乳癌更早的檢測可以導致顯著減少的死亡率在過去幾十年中，乳房X射線照相技術(shù)已經(jīng)顯著改善。例如，現(xiàn)有的專用乳房X射線照相設備具有適當?shù)腦射線束質(zhì)量、充分的乳房擠壓和自動曝光控制。然而，傳統(tǒng)的乳房X射線照相技術(shù)仍然依靠對X射線吸收的描繪來定義正常和異常組織之間的差異。傳統(tǒng)的乳房x射線照相技術(shù)的局限性在對軟骨進行成像中也是顯而易見的，例如，在對損傷或者諸如骨關(guān)節(jié)炎的變性關(guān)節(jié)疾病進行檢測和治療過程中。更好的成像技術(shù)對于更早的，例如在不可逆的損傷點之前檢測到這些退行性疾病將是有益的。衍射增強成像(DEI)DEI是顯著擴展了傳統(tǒng)X射線成像能力的X射線成像技術(shù)。DEI技術(shù)是能夠從X射線吸收、X射線折射、以及超小角度散射抑制(消光)中生成襯度的X射線成像形式。比較而言，傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)僅對X射線的吸收進行測量。DEI吸收圖像和峰位圖像示出了與傳統(tǒng)射線照相相同的信息，除了其本質(zhì)上無散射衰退以外?；赬射線衍射的布拉格方程";i=2&i""，DEI利用完整晶體(perfectcrystal)衍射的布拉格峰位，將角度變化轉(zhuǎn)換為強度變化，從而實現(xiàn)對于角度中小的變化提供了強度中大的變化。因此，DEI非常適于軟組織成像，并且對于乳房X射線照相很有發(fā)展前景。與傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)相比，DEI技術(shù)已證實在對象可視化中具有改進，但是這兩種技術(shù)都沒有關(guān)注于擴大可用能量范圍以及減少或者消除對X射線吸收的需求的可能性。在醫(yī)學領(lǐng)域明顯關(guān)注X射線吸收的減少或者消除。在X射線束的路徑中使用硅分析器晶體(analyzercrystal)生成兩種附加格式的圖像襯度，X射線折射和消光(超小角度散射抑制)。DEI利用由來自完整單晶硅的X射線衍射所形成的高度準直的X射線，迄今，其要求同步加速器的高通量和能量范圍，以生成圖像。這些準直的X射線具有單一的X射線能量，實際上是單色的，并且將其用作對對象成像的射線束。具有非常小吸收襯度的對象可能具有相當可觀的折射和消光襯度，由此可改善可視性并且擴展X射線成像的應用。將DEI技術(shù)應用于生物和材料科學已經(jīng)在襯度和分辨率中產(chǎn)生了明顯的效益，這表明了其在主流醫(yī)學成像中使用的潛力。DEI可能特別有效的醫(yī)學領(lǐng)域是用于癌癥診斷的乳房成像，其中，令人感興趣的診斷結(jié)構(gòu)通常具有低吸收襯度，這使得很難看到它們。具有低吸收襯度的結(jié)構(gòu)，諸如蔓延自惡性腫塊的毛刺體，具有高折射和超小角度散射襯度。期望提供具有同時增加基于X射線的乳房成像靈敏度和特異性能力的DEI系統(tǒng)。多項研究已經(jīng)證實DEI在醫(yī)學和工業(yè)應用中改善了圖像襯度。DEI系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)X射線成像系統(tǒng)在醫(yī)學領(lǐng)域的優(yōu)點包括病人放射線劑量的顯著減少和改善的圖像質(zhì)量。射線劑量減少是由于DEI系統(tǒng)能夠在更高X射線能量下工作的能力。X射線吸收由光電效應z2/f;3決定，其中，Z是原子數(shù)目并且E是光子能量。迄今為止，DEI系統(tǒng)要求使用同步加速器以產(chǎn)生初始放射線束，該初始放射線束由用于對對象成像的其它系統(tǒng)組件進行操作。同步加速器提供了在寬范圍能量上高度準直、高通量的X射線束。同步加速器通過帶電粒子特別是電子在環(huán)形軌道內(nèi)的運動生成放射線，導致光子釋放。同步加速器放射線的獨特屬性在寬能量范圍上生成可以用于廣泛應用場合的高通量X射線。DEI的核心理論是基于X射線衍射的布拉格定律。通過下式定義布拉格定律wA=2dsin(力其中，義是入射x射線束的波長，e是入射角，d是晶體中原子層之間的距離，并且"是整數(shù)。單色放射線照片包含可以影響圖像襯度和分辨率的一些分量相干散射分量/e、不相干散射分量/,、以及透射分量。穿過存在密度變化的對象或介質(zhì)的X射線發(fā)生折射，這導致角度偏差。特別地，X射線范圍的偏差由-沿著射線束路徑的變化產(chǎn)生，其中，p是密度，,是厚度。入射光子的一小部分還可以通過對象內(nèi)的結(jié)構(gòu)被衍射，這一般是在毫弧度量級，稱為小角度散射。這些交互作用的總和都對放射線照片中的已記錄強度^有貢獻，可以通過下式對其進行表示相干和不相干散射的貢獻將降低系統(tǒng)空間分辨率和襯度。在醫(yī)學成像中通常使用防散射格柵以減少散射的貢獻，但是它們的性能有限，并且使用格柵通常需要更多的射線劑量以補償強度損失。DEI技術(shù)在對象后的X射線束的路徑中使用硅分析器晶體，以從本質(zhì)上消除相干和不相干散射的影響。硅分析器晶體的窄角度接收窗口(angularacceptancewindow)稱為搖擺曲線(rockingcurve)，并且對于在DEI中使用的X射線能量而言，其在微弧度量級。該分析器晶體作為異常靈敏的角度濾波器，可以用于測量折射襯度和消光襯度。消光襯度定義為由于散射造成的入射束的強度損失，其可以產(chǎn)生襯度和分辨率的實質(zhì)改進。達爾文寬度(DW)用于描述反射率曲線，并且DW大約是反射率曲線的半高全寬(FWHM)。在-1/2DW和+1/2DW處的點是曲線上具有最大斜率的點，對于特定分析器晶體反射和束能而言，其產(chǎn)生每微弧度光子強度的最大變化。在分析器晶體搖擺曲線峰位的襯度由X射線吸收和消光決定，這導致幾乎無散射的射線照相。在搖擺曲線的斜率最大處，即在-1/2和+1/2DW位置處，折射襯度最高。一種基于DEI的圖像處理技術(shù)使用這些點從這些圖像對中提取折射和表觀吸收(apparentabsorption)的襯度分量。以下段落將描述對該用于從圖像對中提取折射和表觀吸收的襯度分量的技術(shù)。對于給定的反射和束能，在將分析器晶體設置為表示+/-1/2DW角度時，搖擺曲線的斜率是相對一致的，并且將其表示為由下式所表達的二項臺勞級數(shù)近似如果將分析器晶體設置在搖擺曲線的低角度側(cè)(-1/2DW)，那么可以通過下式表示所得的圖像強度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>可以通過下式表示將分析器晶體設置在高角度位置(+1/2DW)所采集的圖像記錄強度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>這些等式可以用于求得在Z方向上所觀測到的角度中的表觀吸收(/J和折射(A《)所造成的強度變化，可以求解，通過下式表示A《和<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>可以將這些等式在逐像素基礎上應用于高和低角度圖像，以便將兩個襯度成分分離為已知的DEI表觀吸收圖像和折射圖像。然而，非常值得注意的一點是用于生成DEI表觀吸收和折射圖像的每個單點搖擺曲線圖像都是有用的。如上所述，當前DEI系統(tǒng)包括用于生成X射線束的同步加速器。許多年來，基于同步加速器的DEI系統(tǒng)已經(jīng)提供了令人印象深刻的結(jié)果。然而，同步加速器是龐大并且昂貴的設備，并且不論是對于醫(yī)學或者還是工業(yè)應用都不實用。假定襯度顯著增加并且劑量顯著減少，其對于增大DEI系統(tǒng)對廣泛臨床使用的可用性將是有益的。臨床DEI成像器的發(fā)展對于婦女健康和醫(yī)學成像具有重要意義，這一般出于下列原因(l)已經(jīng)表明DEI對于乳癌檢測和特性化最重要的特征可產(chǎn)生非常高的襯度；(2)DEI的物理性質(zhì)允許相比于單獨使用吸收而言可在更高能量的X射線下成像；以及(3)DEI無需顯著吸收光子就可以產(chǎn)生襯度的能力減少了電離，并且因此減少了所吸收的射線劑量。此夕卜，最近40年已經(jīng)對屏-片(screen-film)乳房X射線照相術(shù)進行了廣泛研究，并且由于許多大的隨機篩查試驗，已知將乳癌死亡率減少了大約18-30%。在過去幾年中，乳癌死亡率開始下降，很可能是部分由于該成像檢測的廣泛使用。然而，標準的屏-片乳房X射線照相術(shù)既不是完全靈敏的也不是高度專用的。密集乳房組織和乳房腫瘤的擴散轉(zhuǎn)移往往降低屏片乳房X射線照相的靈敏度。對于具有密集乳房的婦女，因為正在發(fā)展的病變吸收光子的能力并不比周圍脂肪組織吸收光子的能力更大，所以很難看到，從而幾乎不能生成能夠可視化的襯度。大約10%到20%通過自檢或者體檢所檢測到的乳癌通過屏-片乳房X射線照相是不可見的。另外，當通過乳房X射線照相術(shù)和活組織切片檢査檢測到病變時，僅5%到40%的病變證實是惡性的。此外，大約30%的乳癌在回顧先前的乳房乂射線照片中是可見的。當前的DEI和DEI成像處理技術(shù)主要基于傳統(tǒng)的成像理論，并且至少部分依靠X射線吸收以生成圖像。因此，使用這些技術(shù)成像的對象將吸收放射線。在關(guān)注射線劑量的醫(yī)學成像應用中，不期望這種放射線暴露，并且這種推論設置了相當大的工程限制，使得臨床和工業(yè)轉(zhuǎn)化變得極有挑戰(zhàn)性。因此，期望提供生成高質(zhì)量圖像并且較少依靠吸收而生成具有等同診斷質(zhì)量和特征可視化的DEI和DEI技術(shù)。因此，根據(jù)所期望的與DEI和DEI系統(tǒng)有關(guān)的改進，存在對用于對對象的圖像進行檢測的改進的DEI和D正系統(tǒng)以及相關(guān)方法的需求。
發(fā)明內(nèi)容在這里所描述的發(fā)明主題包括用于使用具有多色能量分布的X射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個方面，在這里所描述的發(fā)明主題可以包括用于檢測對象圖像的方法。該方法可以包括生成具有多色能量分布的第一X射線束。并且，該方法可以包括將單個單色器晶體定位在預定位置，以直接截取第一x射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二x射線束。并且，可以將對象定位在第二x射線束的路徑中，使得第二x射線束透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射X射線束?？梢詫⑼干鋁射線束以一入射角指向分析器晶體。并且，可以從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。根據(jù)另一個方面，根據(jù)所描述的發(fā)明主題的方法可以生成具有多色能量分布的第一x射線束。并且，可以阻擋第一x射線束的一部分，使得第一x射線束成為準直的扇形束?？梢詫紊骶w定位在預定位置以截取準直的扇形束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二x射線束。方法可以包括將對象定位在第二X射線束的路徑中，使得第二X射線束透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射x射線束。并且，方法可以包括將透射x射線束以一入射角指向分析器晶體。方法還可以包括從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。根據(jù)另一個方面，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的方法可以包括通過從x射線點源生成在不同方向扇形散開的多個x射線束生成具有多色能量分布的第一x射線束。方法還可以包括將單色器晶體定位在預定位置，以截取第一x射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二x射線束。并且，方法可以包括將對象定位在第二X射線束的路徑中，使得第二X射線束透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射X射線束?？梢詫⑼干鋁射線束以一入射角指向分析器晶體。并且，方法可以包括從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。根據(jù)另一個方面，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的方法可以包括生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一x射線束。方法還可以包括將單色器晶體定位在預定位置，以截取第一x射線束，從而產(chǎn)生具有第一和第二特征發(fā)射線的第二x射線束。并且，方法可以包括有選擇地阻擋第二x射線束的第一和第二特征發(fā)射線之一，并且允許第二X射線束的第一和第二特征發(fā)射線中未被阻擋一個通過?？梢詫ο蠖ㄎ辉诘诙射線束的第一和第二特征發(fā)射線未被阻擋的一個的路徑中，使得第二x射線束未被阻擋的特征線透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射X射線束。方法可以包括將透射X射線束以一入射角指向分析器晶體。并且，方法可以包括從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。根據(jù)另一個方面，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的方法可以包括生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一x射線束?？梢詫紊骶w定位在預定位置，以截取第一x射線束，從而生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第二x射線束。并且，方法可以包括將對象定位在第二x射線束的第一和第二特征發(fā)射線的路徑中，使得第二x射線的第一和第二特征發(fā)射線透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射X射線束?？梢詫⑼干鋁射線束以一入射角指向分析器晶體。并且，方法可以包括從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。根據(jù)本公開，提供了使用具有多色能量分布的x射線束檢測對象圖像的新穎系統(tǒng)和方法。因此，本公開的目的在于提供使用具有多色能量分布的x射線束檢測對象圖像的新穎系統(tǒng)和方法。通過在這里所描述的發(fā)明主題，至少整體或者部分實現(xiàn)由本公開可顯而易見的該目的以及其它目的?，F(xiàn)在，將參照附圖對在此所描述的發(fā)明主題的優(yōu)選實施例進行描述，在附圖中圖1A到圖1C是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的DEI系統(tǒng)的示意圖、頂部透視圖和上側(cè)面示意圖，該DEI系統(tǒng)包括單個單色器晶體并且可用于產(chǎn)生對象的圖像；圖1D和1E是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖1A到圖1C中所示的DEI系統(tǒng)在不同運行模式下的示意圖2是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的基于陰極/陽極管設計的X射線管的示意圖3是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖1A到圖1E的DEI系統(tǒng)的示意俯視圖4是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖1A到圖1E的DEI系統(tǒng)對對象成像的示例性過程的流程圖5是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖1A到圖1E和圖3中所示的DEI系統(tǒng)的分析器晶體的側(cè)視圖6A和圖6B分別是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的DEI系統(tǒng)的示意圖和頂部透視圖，該DEI系統(tǒng)包括不匹配的單色器晶體并且可用于生成對象的圖像；圖7是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例使用圖6A和圖6B的DEI系統(tǒng)對對象成像的示例性過程的流程圖8到圖10是鍺[333]和硅[333]晶體在不同波長處的Dumond曲線圖11是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖6A和圖6B中所示的DEI系統(tǒng)的鍺單色器晶體和硅單色器晶體的側(cè)視圖12是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的DEI系統(tǒng)的示意圖，該DEI系統(tǒng)包括誤匹配的單色器晶體并且可用于生成對象的圖像；圖13到圖16是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的X射線管和單色器倉的示例性設置的示意圖，該單色器倉具有在支架上的單個單色器晶體；圖17是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的X射線管的X射線束出口部分的圖像；圖18是圖17中所示的X射線管的X射線束出口部分的另一個圖像；圖19是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的鋁濾波器和準直器的圖像；圖20是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的在X射線管一端上的屏蔽帽的圖像，該屏蔽帽用于防止X射線束從X射線管端部不期望的發(fā)射；圖21是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的屏蔽帽的圖像，可拆開并且切割該屏蔽帽但為了配合X射線管的端部而不能彎曲；圖22是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的另一部分屏蔽的圖像，該另一部分屏蔽位于接近X射線管端部的位置，用于防止X射線束從X射線管側(cè)面不期望的發(fā)射，；圖23是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的單色器倉的圖像，該單色器倉包括用于防止X射線束從單色器倉不期望的發(fā)射的鉛屏蔽；圖24是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖23的單色器倉的圖像，該單色器倉包括用于防止X射線束從單色器倉不期望的發(fā)射的鉛屏蔽；圖25是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的X射線管和單色器倉的圖像，該X射線管和單色器倉位于相對于彼此的操作位置；圖26是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的單色器倉的內(nèi)部組件的正視圖的圖像；圖27是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的示例性DEI系統(tǒng)的頂部透視圖28是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的示例性單色器晶體的示意圖，包括側(cè)視圖、俯視圖以及正視圖29是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的單色器晶體的透視圖，其示出了內(nèi)側(cè)/外側(cè)區(qū)域以及旋轉(zhuǎn)角度x和0;圖30是使用硅[lll]、[333]、[444]和[555]晶體衍射平面的國家同步加速器光源X15A箱中的單色束通量的曲線圖31是說明了FWHM的減少增大了搖擺曲線的斜率的曲線圖32是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的使用同步加速器X射線束的DEI系統(tǒng)的實驗裝備的示意圖；圖33是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的示例性鋁過濾散熱器的圖像；圖34是通過電熱調(diào)節(jié)器在24小時周期上所測量的溫度曲線圖35是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的示例性改進的第二單色器底座和支撐板的俯視圖像，其具有用于降低溫度的水冷卻線；圖36是18keV系統(tǒng)穩(wěn)定性測試的曲線圖，其示出了在一段時間上的分析器峰位；圖37是在18keV穩(wěn)定性測試期間國家同步加速器光源(NSLS)X射線環(huán)電流的曲線圖38是40keV系統(tǒng)穩(wěn)定性測試的曲線圖，其示出了在一段時間上的分析器峰位；圖39是在40keV穩(wěn)定性測試期間NSLS的X射線環(huán)電流的曲線圖40A到圖40C是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的在18keV下獲得的示例性CD模板(CDphantom)的圖像；圖41A到圖41C是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的在30keV下所獲得的示例性CD模板的圖像；圖42A到圖42C是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的系統(tǒng)和方法所獲得的峰位分析器晶體位置中在30keV、布拉格[333]下獲得的三個不同區(qū)域的MISTY模板的圖像；圖43是在乳房中吸收、不相干散射和相干散射的貢獻相對能量的曲線圖44是在傳統(tǒng)的放射線照相術(shù)系統(tǒng)上成像的示例性乳房樣本的圖像；圖45A到圖45F是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)、分別在束能18keV、25keV、30keV、40keV、50keV禾卩60keV下相同樣本的同步加速器放射線照片；圖46A到圖46F是分別使用MIR束能18keV、25keV、30keV、40keV、50keV和60keV的乳房樣本的圖像；圖47A到圖47F是分別對于束能量18keV、25keV、30keV、40keV、50keV和60keV的平均乳腺劑量和分布的曲線圖48是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的與用于MIR的能量對比的X射線束能量的曲線圖49是指示使用MIR的纖維直徑估計的圖像；圖50是說明了采用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)所獲得的尼龍纖維折射分布的曲線圖51是MIR折射擬合直徑校準的曲線圖52A到圖52C是采用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)所獲得的乳癌樣本的MIR折射圖像；圖53是通過根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的DEI系統(tǒng)所獲得的局部乳癌腫塊和毛刺體MIR組的圖像；圖54A到圖54E是與傳統(tǒng)放射線照片相比、采用DEI的纖維可視化的圖像；圖55A到圖55C是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的計算機仿真軟件仿真的DEI系統(tǒng)的示意圖56是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的耦合到DEI單色器晶體的對數(shù)螺旋聚焦元件的透視圖57是示出具有在焦散處的源的對數(shù)螺旋元件的聚焦效果的透視圖58A和圖58B分別是用于實驗研究的特性系統(tǒng)的俯視圖和正視圖59是直接X射線到電荷轉(zhuǎn)換檢測器的示意圖60A和圖60B是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題分別通過基于同步加速器的系統(tǒng)和基于X射線管的系統(tǒng)針對相同尼龍纖維模板生成的圖像；圖61是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)針對圖44和圖45A到圖45F中所示相同乳房樣本產(chǎn)生的同步加速器折射圖像；圖62A和圖62B是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的分別使用X射線管和同步加速器所獲得的乳房組織樣本相同區(qū)域的圖像；圖63是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的使用X射線管所獲得的乳癌乳房切除樣本的圖像。具體實施例方式這里所描述的發(fā)明主題包括用于使用具有多色能量分布的X射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法。具體而言，這里所描述的發(fā)明主題公開了用于檢測對象圖像的改進的DEI和DEI系統(tǒng)以及相關(guān)方法。根據(jù)一個方面，這里所描述的發(fā)明主題可以包括用于檢測對象圖像的方法。該方法可以包括產(chǎn)生具有多色能量分布的第一X射線束。并且，該方法可以包括將單色器晶體定位在預定位置，以直接截取第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束。并且，可以將對象定位在第二X射線束的路徑中，使得第二X射線束透射穿過對象并且經(jīng)由該對象發(fā)射為透射X射線束。可以將透射X射線束以一入射角指向分析器晶體。并且，可以由從分析器晶體衍射的束檢測對象的圖像。例如，因為這些系統(tǒng)和方法可以提供在醫(yī)學應用中極低的劑量、快速掃描時間、高分辨率以及相對較低的運行和建造成本，所以它們具有優(yōu)勢。并且，例如，可以將這些系統(tǒng)構(gòu)建成緊湊單元，并且這些系統(tǒng)可以很容易在臨床和工業(yè)應用中使用。使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的DEI的成像處理技術(shù)可以使用在搖擺曲線的對稱點處獲得的圖像，以生成對象表觀吸收圖像和折射圖像。DEI的表觀吸收圖像類似于傳統(tǒng)的放射線照片圖像，但是由于散射抑制而表現(xiàn)出更大的襯度。DEI折射圖像可以描述由大比例折射率特征所造成的小光束偏轉(zhuǎn)的大小。DEI消光圖像在搖擺曲線上的多個點處生成，其中，襯度的主要機制是由于被對象散射的微弧度量級的光子。另一種基于DEI的成像處理技術(shù)稱為多圖像放射線照相術(shù)(MIR)，其使用在搖擺曲線上的多個點以生成表現(xiàn)對象的X射線吸收、折射和超小角度散射的定量圖像。根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的系統(tǒng)和方法可以在分析器搖擺曲線上的任何點處生成圖像，并且因此可以用于生成(l)在任何分析器位置處的單個圖像DEI;(2)DEI表觀吸收和折射圖像；(3)MIR吸收、折射和散射圖像；以及(4)質(zhì)量密度圖像。生成對于這些處理以及任何其它基于DEI的處理技術(shù)所需的原始圖像數(shù)據(jù)的能力對于所有基于DEI的處理技術(shù)都是有用的。另外，這里所描述的系統(tǒng)和方法適于在X射線斷層攝影術(shù)中使用，并且可以提供在任何基于DEI的X射線斷層攝影術(shù)算法中使用的原始數(shù)據(jù)。光子與物質(zhì)的相互作用本節(jié)概括了X射線生成、光子學以及光子與物質(zhì)相互作用。此外，本節(jié)對X射線吸收、折射和散射的物理機制以及它們?nèi)绾闻cDEI相關(guān)以及DEI進行了解釋。還討論了能量沉積、劑量測量以及放射線曝光的相關(guān)健康影響的話題。在放射線照相術(shù)中一個最重要的基本物理相互作用是光電效應。將該理論應用到X射線成像有助于解釋在傳統(tǒng)的放射線照相術(shù)中如何獲得襯度。通過對象，諸如乳房組織的x射線能夠撞擊電子，并且將其能量提升到該軌道的結(jié)合能之上的級別。如果出現(xiàn)這種情況，電子將具有足夠的能量克服原子核的吸引力，并且使原子剩下具有等于入射光子的能量減去電子結(jié)合能的總能量。在生物學組織中，入射x射線可以導致直接或者間接的自由基形成，其能夠與DNA和其它細胞結(jié)構(gòu)相互作用，導致突變和其它有害效果。該相互作用的積極方面在于將X射線光子的能量轉(zhuǎn)移到電子，這意味著它將不遇到成像系統(tǒng)的膠片或者檢測器。通過對象透射的X射線量的降低稱為X射線衰減，并且在傳統(tǒng)成像中，該過程的主要組分是通過經(jīng)由光電效應的吸收。每單位質(zhì)量發(fā)生光電吸收的概率與"/￡3成比例，其中，Z是原子序數(shù)而￡是入射光子的能量。對于醫(yī)學成像而言，通常將該式化簡為反映光束能量的影響，使得光電吸收的概率與1/￡3成比例。由于傳統(tǒng)放射線照相術(shù)中的襯度是基于吸收的，所以吸收襯度在更高能級上將迅速降低。該趨勢的例外出現(xiàn)在原子的K吸收限處，即每種元素所特有的特性能量。當入射光子能量恰好低于K吸收能量或者K限時，光電相互作用的概率將出現(xiàn)顯著增大。由于光電吸收隨著更高原子序數(shù)和更低光束能量而增大，所以對乳房組織成像極具挑戰(zhàn)性。軟組織中的大多數(shù)基本元素由氫、碳、氮和氧組成，所有這些元素具有相對較低的原子序數(shù)以及低于lkeV的吸收限。組成乳房軟組織的基本元素相對較低的平均原子序數(shù)和相對較低的吸收限使得確定良性和惡性特征之間的差異極具挑戰(zhàn)性，尤其是在疾病的早期階段。傳統(tǒng)X射線生成的固有物理相互作用是軔致輻射(bremsstrahlung)，這是"破壞性放射線"的德語詞。通過電壓對在成像系統(tǒng)中所使用的非相對論速度的電子進行加速，并且電子具有通過下式定義的動能-/CE=丄/wv22當發(fā)射到諸如X射線管陽極的金屬中的電子穿過密集的原子核并且迅速減速時，該電子能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子可以釋放從O到其總KE范圍的能量，其能量損失取決于正在通過的電子與原子核的距離。導致低能量釋放的偏轉(zhuǎn)比導致高能量釋放的偏轉(zhuǎn)具有高得多的概率。在高電勢下加速并且與原子核發(fā)生強烈相互作用而導致速度顯著下降的電子能夠?qū)е箩尫盘幱谀芰孔VX射線波段內(nèi)的光子。從診斷X射線管生成的主X射線源來自軔致輻射放射線。已加速的電子與原子相互作用能夠主要基于對象的原子屬性生成另一種類型的X射線，稱為特征X射線。如果已加速的電子遭遇到原子軌道內(nèi)的電子，其部分能量可能轉(zhuǎn)移，并且將受碰撞的電子提升到更高能級。如果所轉(zhuǎn)移的能量等于或者大于受碰撞電子的結(jié)合能，那么就可能發(fā)生該電子的發(fā)射。如果出現(xiàn)發(fā)射這些電子之一的相互作用，來自高能級的電子將下降以填充該能隙。由于這些電子從高能級到較低能級，所以能級變化將伴隨著能量釋放。從第二能級躍遷到第一能級(11=2到n-l)的電子稱為&X射線。從第三個能級躍遷到第一能級(n-3到n-l)化分為i^X射線?；谠撾娮优鲎材軌虬l(fā)生大量躍遷，但是產(chǎn)生特征X射線的相互作用僅由更低原子能級中的躍遷生成。X射線靶的能量輸出譜將取決于所使用的金屬的屬性。確定具體成像應用所需的平均能量對于選擇靶而言是重要的。對于利用單色X射線的應用，由靶產(chǎn)生的特征X射線尤其重要?？紤]到X射線吸收，當X射線光子遭遇到物質(zhì)時，相互作用導致入射X射線的衰減，一部分X射線被吸收而一部分X射線被透射。X射線衰減是基于對象的電子密度和平均原子序數(shù)的光子強度損失。當光子穿過物質(zhì)時，還將發(fā)生X射線散射并且導致強度損失，但是該分量在傳統(tǒng)的放射線照相術(shù)中很難測量。當光子穿過具有厚度X的對象時所吸收的光子數(shù)量的量通過與入射光束(/。)的光子數(shù)量相比透射了多少光子(/,)來確定。光子通過物質(zhì)時衰減的程度是可以測量得到的材料屬性，并且將其稱為具有單位1的衰減系數(shù)U)。線性衰減系數(shù)中的差異允許X射線圖像襯度，最高襯度在高和低衰減區(qū)域之間。線性吸收系數(shù)與所穿過的材料的密度成比例，并且通常將表列值表示為/z/p。該值稱為質(zhì)量吸收系數(shù)，并且與材料的物理狀態(tài)(固體、液體或者氣體)無關(guān)。WillebrordSnell首先發(fā)現(xiàn)了光從一種介質(zhì)傳送到另一種介質(zhì)時的折射，并且己知定義該過程的定律為Snell定律。通過下式從數(shù)學上定義該關(guān)系",sin(0)=w2sin(02)其中，入射介質(zhì)是介質(zhì)l，并且折射介質(zhì)是介質(zhì)2。電磁波從一種介質(zhì)傳送到另一種介質(zhì)的過程與可見光通過介質(zhì)類似，均具有取決于折射率差異的偏轉(zhuǎn)。使用可見光的經(jīng)典例子，從一種折射率行進到具有更高折射率的介質(zhì)的光將被折射。該例子通常用于示范可見光的折射，但是該定律也適用于X射線。然而，對于X射線而言，復折射率的實部小于單位l，并且可以通過下式將其表示為w=U當使用高能量X射線以及具有低平均原子序數(shù)的材料時，通過下式表示5的近似Aa、其中，n是采樣材料每單位體積的電子數(shù)量，^;是典型的電子半徑，并且義是X射線波長。使用這些式子，可以顯示對于具有不同折射率的兩個區(qū)域之間的線性界面，入射光子將以由下式近似的角度A0發(fā)生偏轉(zhuǎn)當光子遭遇到對象時，它們主要經(jīng)歷三種事件它們可以通過而無任何相互作用、它們可以經(jīng)由光電效應被吸收，或者它們可以經(jīng)歷散射事件。在其最一般的定義中，散射是在對與另一個對象相互作用而言次要的光子路徑中的角度偏移。光子的特性、光子在其中傳播的介質(zhì)、以及它遭遇到的對象的屬性對相互作用的結(jié)果產(chǎn)生深刻影響。沒有能量損失或者轉(zhuǎn)移而發(fā)生的相互作用是彈性的，并且在入射光子中沒有發(fā)生相關(guān)能量損失的X射線相互作用稱為彈性散射，或者相干散射。在相干散射事件中，主要X射線光子的能量首先被完全吸收，并且隨后通過單個原子的電子重新發(fā)射。在相互作用中不存在凈能量損失，但是光子重新發(fā)射的方向完全是任意的。對于醫(yī)學成像，相干散射相互作用遠沒有稱為不相干散射的具有能量損失而產(chǎn)生的光電相互作用或者散射事件顯著。在診斷成像中使用的能量范圍中，最有影響并且通常難以解決的散射相互作用是非相干散射。該效應已知為康普頓(Compton)散射?？灯疹D散射相互作用可以描述為X射線光子和原子外層能級中電子之間的碰撞。約束外層電子的能量是最小的，并且將在光子和電子之間相互作用中所有的能量損失作為動能轉(zhuǎn)移給電子。該能量轉(zhuǎn)移導致具有能量降低或者波長增大的光子，并且導致受碰撞電子從原子中射出。能量和動量在碰撞中是守恒的，因此散射光子的能量和角度偏移將取決于轉(zhuǎn)移給電子的能量的量。通過下式提供用于對波長中的變化進行描述的康普頓散射公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage40</formula>其中，義是入射光子波長，而A'是散射后的光子波長。典型地，高能量X射線光子傳遞少量能量，使得散射角度相對于光子的初始軌跡很小。相反地，低能量X射線光子的散射本質(zhì)上更加各向同性。傳統(tǒng)放射線照相術(shù)中的問題在于當在診斷成像中所使用的較低能量X射線各向同性地散射時，將檢測到的那些光子被指向前方。當與用于生成圖像的期望光子相比較時，這些散射光子能夠具有相似的能量和方向。能量和方向上的相似性使得難以通過防散射格柵和能量濾波器去除它們。由于該原因，康普頓散射由于模糊了所得到的圖像而降低了分辨率和襯度。獨創(chuàng)性的方法已經(jīng)用于減少康普段散射對放射線照相的影響，但是沒有任何一種傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)完全成功地消除該影響。通過用于對對象或病人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行可視化的電磁輻射使得使用電離輻射的成像系統(tǒng)的發(fā)展和應用成為可能并構(gòu)建了基礎。電離輻射定義為具有足夠使原子失去電子并且變成離子的能量的輻射。X射線成像是最普遍使用的電離成像形式，并且其它解剖學和功能性成像形式利用電離輻射獲得診斷信息。使用電離輻射不可避免的結(jié)果是與其使用相關(guān)的射線劑量，并且理解如何測量劑量以及相關(guān)的健康影響是必要的。由于使用了其它測量系統(tǒng)，放射線曝光的定量已經(jīng)發(fā)展和變化從而產(chǎn)生出許多單位和方法。射線劑量定義為對受體或?qū)ο笃毓饣蛘哂墒荏w或?qū)ο笪盏姆派渚€的量。倫琴是用于測量x射線或者伽馬放射線在空氣中產(chǎn)生的電離的曝光的單位。以術(shù)語"倫琴"確定曝光包括當通過體積元素中空氣的光子所釋放的所有電子完全停止在空氣中、通過該體積元素中空氣的質(zhì)量進行劃分時，確定在空氣中產(chǎn)生的具有一個符號的所有離子的電荷總和。1倫琴(R)定位為由每千克空氣X射線或者伽馬射線產(chǎn)生的2.58xl0"庫侖電荷。倫琴還定義為在標準溫度和壓力下在lcc干燥空氣中產(chǎn)生1esu(2.08"0-9離子對)電荷的X和/或伽馬放射線的量。倫琴的使用限于對X和伽馬放射線進行測量，并且更重要的，它不是對所吸收的射線劑量的測量。它的使用在醫(yī)學成像設備中不是普遍的，但是因為空氣電離的測量仍然廣泛用于其它領(lǐng)域，所以它的使用持續(xù)存在。對于生物成像應用更加有用的放射線測量考慮了由受體或者對象吸收的放射線的劑量，將其用拉德(rad)表示。拉德等于由1克組織吸收的100爾格(erg)(1爾格=10_7焦耳)的能量。國際采用的吸收放射線的單位是格雷(gray)并且等于100拉德。拉德或者格雷不是對總能量的測量，它是對每克組織吸收多少射線劑量的測量。為了確定傳送了多少總能量，必須知道所曝光組織的量。拉德和格雷都提供了對所吸收劑量的測量，但是它仍然僅僅是對組織中殘留能量量的測量。除了確定特定效果類型的放射線之外，被曝光的組織的類型也影響總體效果。某些類型的組織比其它組織對放射線更加敏感，一些最敏感的組織對諸如造血干細胞、腸上皮細胞和精子細胞的細胞進行快速劃分。通過將受輻射類型組織的相等劑量與它們的加權(quán)因子乘積相加來計算已知為有效劑量的術(shù)語，通過下式表示有效劑量=1;(等效劑量><組織權(quán)重因子)生物系統(tǒng)依賴分子和結(jié)構(gòu)的超復雜系統(tǒng)實現(xiàn)生命所必須的功能。電離輻射能夠破壞細胞工作，這將導致細胞喪失功能或者死亡。通過化學鍵和相互作用以適當定義的順序在身體中聯(lián)合的分子，通常由酶和其它生物結(jié)構(gòu)輔助。從電離釋放的能量能夠破壞化學鍵，潛在地改變這些分子的形狀和功能。對于細胞的影響取決于細胞哪一部分受到破壞以及在給定時間量內(nèi)發(fā)生了多少事件。細胞最敏感和最重要的成分之一是它的DNA(脫氧核糖核酸)，其涉及細胞復制、轉(zhuǎn)錄和后續(xù)轉(zhuǎn)譯。如果發(fā)生在DNA中的電離事件導致電子射出，那么可以在DNA中形成電荷。以該方式發(fā)生的相互作用稱為直接作用，其中電離事件直接發(fā)生在DNA中或者來自相鄰分子。將來自X射線的大約2/3的自由基生成劃分為間接作用，當射出的電子撞擊水分子時出現(xiàn)該間接作用。這將對水分子進行電離，并且可以通過一系列步驟導致自由基的產(chǎn)生。一旦生成自由基，它就能夠非常強烈地與其它分子相互反應，以恢復穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)。如果自由基與DNA分子相互作用，那么它可能產(chǎn)生不作為的錯誤，該錯誤將造成臨時機能紊亂或者使細胞不穩(wěn)定，最終導致細胞死亡。過量的輻射曝光能夠?qū)е录毎劳觯梢詫⑵浔硎境蓛煞N基本形式。電離能夠?qū)⒓毎δ芷茐牡皆摷毎辉倬S持其自身的程度，導致細胞死亡。還能夠發(fā)生有絲分裂抑制，這允許細胞起作用但是不再復制。對于影響細胞水平上的效應可以擴大到器官、系統(tǒng)或者有機體水平。對整個身體100格雷的射線劑量能夠?qū)е略?4到48小時內(nèi)死亡。對于整個身體2.5至5格雷劑量能夠在幾周內(nèi)導致死亡。對于器官和其它身體部位的局部輻射曝光能夠?qū)е陆裹c細胞死亡和功能紊亂，其具有由組織類型的敏感性部分確定的損害影響。細胞死亡僅僅是曝光于電離輻射的一個結(jié)果，DNA的改變能夠?qū)е翫NA藍圖中的錯誤。癌癥的發(fā)展是DNA損害對體細胞的可能結(jié)果。DNA中的錯誤能夠?qū)е录毎{(diào)控中的缺陷，這將導致癌癥不受控制的增殖和發(fā)展。生殖細胞DNA中錯誤的誘變能夠?qū)е逻z傳缺陷，而該遺傳缺陷可能幾代內(nèi)也不顯現(xiàn)出來。DEI和DEI系統(tǒng)以及相關(guān)方法根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的一個實施例的DEI系統(tǒng)可以包括用于排除由X射線管發(fā)射的特定X射線的單個單色器晶體。圖1A到圖1C是DEI系統(tǒng)的示意圖、頂部透視圖和上側(cè)示意圖，該DEI系統(tǒng)一般由附圖標記100表示。根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例，該DEI系統(tǒng)包括單個單色器晶體并且可用于生成對象O的圖像。此外，圖1D和圖1E是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的DEI系統(tǒng)100在不同運行模式下的示意圖。參考圖1A和圖1B，一般指定為IOO的DEI系統(tǒng)可以包括X射線管XT，其可用于生成一般表示為XB的多色X射線束，或者從X射線管XT的點源在不同方向上扇形展開的多個X射線束。X射線束XB可以包括具有不同能量的光子。在一個例子中，X射線管XT是鎢X射線管，其具有可以從其中發(fā)射X射線束XB的點源。圖2是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的基于固定X射線管設計的X射線管XT的示意圖。參考圖2，X射線管XT包括配置為產(chǎn)生一般表示為EB的電子束的陰極C。陰極C由鉤制成。將高電壓施加在陰極C與陽極A之間，這在X射線管XT的真空內(nèi)部V產(chǎn)生高電勢差?？梢詫㈦妷弘妱萁?jīng)由陽極連接ANC施加到陽極A。X射線管XT可以包括配置為加熱陰極C的燈絲F。可以通過燈絲連接FC將燈絲F連接到電源。真空內(nèi)部V限定在X射線管外殼XTH內(nèi)。通過加熱陰極C可以從陰極C熱射出電子。靜電聚焦杯EFC圍繞在電子射出點周圍，其有助于將電子束朝向陽極A聚焦。此外，從陰極C發(fā)射的電子穿過真空內(nèi)部V聚焦到陽極A，其穿過缺口的速度由施加在電路上的電壓來確定。從陰極C射出的電子可以指向并且入射到陽極A的鎢靶T上。作為電子在靶T上碰撞的結(jié)果，生成X射線束XB。X射線束XB經(jīng)由X射線窗口XW射出真空內(nèi)部V。X射線束XB可以包括特征發(fā)射線和軔致輻射放射線。一個示例的X射線發(fā)生器是可購自德國Ahrensburg的GEInspectionTechnologies的ISOVOLTTITAN160。其它示例性X射線管包括COMETMXR-160系列X射線管，例如，MXR-160HP/20X射線管，其可購自瑞士Flamatt的CometAG。其它示例性X射線管可以包括使用除了鎢之外包括鉬、鐵和銅在內(nèi)的陽極的那些X射線管。其它合適類型的靶包括六硼化鋇(bariumhexaboride)耙和釤耙。六硼化鋇耙可以產(chǎn)生大約30keV的X射線。釤靶的&l線大約在40keV。在一個例子中，X射線管的陽極可以是從其中發(fā)射X射線束的旋轉(zhuǎn)陽極。在另一個例子中，X射線管的陽極可以是從其中發(fā)射X射線束的固定陽極。再次參考圖1A和圖1B，準直器C1定位為用于阻擋超出單色器晶體MC的角度接收窗口之外的一部分X射線束XB。系統(tǒng)100還可以包括設置在X射線管XT和單色器晶體MC之間的額外的準直器，用于阻擋超出單色器晶體MC的角度接收窗口之外的一部分X射線束XB。準直器可以限定出狹縫或孔，一部分X射線束XB可以通過該狹縫或孔傳輸?shù)絾紊骶wMC。此外，準直器可以由諸如石墨的任何適于阻擋X射線束的材料制成。X射線管XT和準直器CI之間的距離X可以是大約100毫米(mm)。單色器晶體MC可以配置為選擇入射在其上的預定能量的部分X射線束XB。在一個例子中，單色器晶體MC是硅[333]單色器晶體，其適于排除不具有期望能量的X射線束XB的大多數(shù)光子。對于鎢X射線管的情況，存在由硅單色器晶體反射的束能量范圍。在該情況下，X射線束的特征發(fā)射線是59.13keV(&l)和57.983keV(ATa2)，以及落入單色器晶體窄角度接收窗口的軔致輻射放射線。軔致輻射放射線的亮度比兩個《。發(fā)射線小幾個數(shù)量級。X射線束XB由單色器晶體MC在幾個不同方向上散射。準直器C2定位為阻擋超出分析器晶體AC的角度接收窗口之外的一部分X射線束XB。準直器C2可以限定有狹縫或孔，一部分X射線束XB可以通過該狹縫或孔傳輸?shù)椒治銎骶wAC用于由分析器晶體AC截取。在一個例子中，單色器晶體MC和分析器晶體AC之間的距離Y可以是大約500mm?？梢孕D(zhuǎn)分析器晶體AC，以測量在特定方向上傳播的放射線的量。晶體系統(tǒng)的角度敏感函數(shù)稱為本征搖擺曲線，并且該屬性用于生成圖像折射襯度。如果X射線光子朝向搖擺曲線的峰位偏轉(zhuǎn)，其反射率和強度將增大。如果對象特征造成光子向搖擺曲線下方偏轉(zhuǎn)或者離開峰位反射率位置，將造成強度降低。樣本或?qū)ο罂梢栽诳諝庵谐上窕蛘呓氲街T如水的耦合介質(zhì)中。使用耦合介質(zhì)可減少空氣與待成像的對象之間的折射率梯度，從而允許入射X射線傳入樣本中而不在空氣-對象界面處產(chǎn)生顯著的折射。這對于大多數(shù)對象不是必須的，但是這是DEI方法的一個應用，并且可以用于改善對象的內(nèi)部襯度。在一個例子中，單色器晶體MC是在一個維度上較窄的對稱晶體。對稱晶體的晶面(latticeplane)(用于衍射X射線束的原子層)平行于晶體表面。對稱晶體保持了入射束的發(fā)散度和大小。比較而言，非對稱晶體改變了入射束的發(fā)散度和大小。在單色器晶體MC是對稱晶體的例子中，可以通過使用對稱晶體掃描樣對象以及檢測器實現(xiàn)大成像域(例如，大約100mm乘100mm的成像域)的二維成像。對稱晶體相對于非對稱晶體的一個示例性優(yōu)點在于非對稱晶體需要大的單色器晶體以制備成像束(例如，選擇和準直的X射線)，這對大晶體的完整性設定了嚴格的限制。此外，非對稱晶體的大小隨著X射線束能量的增加而增加，因此使大約59.13keV的X射線不切實際。相比而言，例如，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題所使用的對稱單色器晶體可以利用59.13keV的X射線，該對稱單色器晶體具有大約30mm長度的適度大小的晶體。再次參考圖1A和圖1B，可以通過掃描平臺ST將對象O定位在X射線束XB的路徑中以對對象O進行成像。如通過箭頭A所指示的，可以垂直于X射線束XB的方向?qū)ο驩進行掃描。在對對象0進行掃描期間，X射線束XB可以穿過對象O，并且可以由分析器晶體AC進行分析，該分析器晶體AC可以是與單色器晶體MC匹配的硅[333]晶體。入射到分析器晶體AC上的X射線束XB經(jīng)過衍射由數(shù)字檢測器(或者圖像感光板)DD截取。數(shù)字檢測器DD可以對所截取的X射線束XB進行檢測，并且生成表示所截取X射線束的電信號。在一個例子中，可以利用線源掃描系統(tǒng)。在一個例子中，掃描系統(tǒng)可具有對象與檢測器之間1:1相關(guān)性。該電信號可以傳送給用于圖像分析及顯示給操作者的計算機C。由電信號表示的圖像可以包括來自所得圖像中/U和&2能量的貢獻。在一個例子中，感興趣的能量是具有59.319keV的&l能量。在該例子中，可以通過圖像處理去除由&2能量產(chǎn)生的圖像特征。如果由X射線束的&2部分所產(chǎn)生的特征低于所期望的分辨率相當差距，則可以一起使用二者并且減少所需的總成像時間。對于高分辨率應用場合，^2能量部分可以造成陰影效應并且可以通過圖像處理去除。計算機C可以配置為生成吸收圖像，顯示折射效果的圖像以及描述超小角度散射的圖像，下面將更詳細描述這幾種類型。具體參考圖1B，單色器晶體MC可以將X射線束XB作為扇形束傳播。該扇形束可以由準直器進行校準，以屏蔽不期望的X射線，導致清晰的DEI圖像和低受體劑量。與二維束相比，扇形束更容易控制以屏蔽不期望的X射線。參考圖1C，示出了在從源S到檢測器DD之間的的示例性距離，其中來自(圖1A和1B中所示的)X射線管XT的X射線經(jīng)過了單色器晶體MC、對象O、分析器晶體AC。根據(jù)應用的需要，可以將組件設置在相對于彼此適當?shù)钠渌嚯x處。在該例子中，DEI系統(tǒng)IOO配置為用于乳房X射線照相?，F(xiàn)在參考圖1D和圖1E，如上所述，這些附圖示出了不同運行模式下的DEI系統(tǒng)IOO。X射線束的特征發(fā)射線&lKl和《。2K2通過X射線管XT生成。發(fā)射線A;iKl和&2K2源于相同的點源PS。如上所述，單色器晶體MC排除了不具有期望能量的X射線束的大多數(shù)光子。在該情況下，如圖所示，發(fā)射線&1Kl和&2K2以及軔致輻射放射線通過單色器晶體MC并且再次指向分析器晶體AC。準直器C2定位在發(fā)射線&1Kl和&2K2的路徑中。準直器C2限定有可調(diào)節(jié)的狹縫，發(fā)射線可以通過該狹縫有選擇地傳送到分析器晶體AC。在圖1D所示的第一運行模式中，對于距點源PS大約400mm的距離，將狹縫調(diào)節(jié)為縫隙X0.6mm，并且定位狹縫，使得發(fā)射線&1Kl通過準直器C2而&2K2被阻擋。這樣，準直器C2排除除了來自發(fā)射線X。1K1的X射線之外的所有X射線以及非常窄范圍的軔致輻射放射線。在該模式中，該束沒有分散，并且因此以相同的掃描速度在相反方向上對對象0和檢測器DD進行掃描。該模式產(chǎn)生最大可能平面外(out-of-plane)分辨率(DEI襯度的方向)，但是以從X射線束中去除部分X射線為代價，從而不得不增加曝光時間。用于對象O的虛擬點源表示為VPS。現(xiàn)在參考圖1D，在第二運行模式中，發(fā)射線《。1Kl和AT。2K2以及具有鄰近能量的軔致輻射放射線通過準直器C2。對于距點源PS大約400mm的距離，將準直器C2的狹縫調(diào)節(jié)為縫隙X2.0mm，并且定位狹縫，使得發(fā)射線&1Kl和&2K2以及軔致輻射放射線通過準直器C2。在該模式中，考慮了束分散。為了避免圖像模糊，可以以相同的角速度對對象O和檢測器DD進行掃描。通過源-對象距離和源-檢測器距離(其中，距離沿著束路徑取得)可以確定檢測器DD以及其上放置有對象O的采樣平臺的相對掃描速度。該模式中的束分散能夠?qū)е赂偷钠矫嫱夥直媛?，但是該模式具有通過更多X射線并且因此允許更快曝光時間的優(yōu)點。用于檢測器DD的虛擬點源表示為DVPS。圓形部分Cl和C2分別以用于對象0和檢測器DD的虛擬點源為中心。此外，在使用第二種模式的一個實施例中，可以采集具有與&線不同的X射線能量的軔致輻射放射線。因此，在該實施例中，系統(tǒng)在X射線能量上是可調(diào)的，并且不限于特征發(fā)射能量。通過改變單色器晶體和分析器晶體的入射角度可以實現(xiàn)該功能。在一個例子中，通過將入射角度改變?yōu)?1.4度、遵循布拉格定律、并且用鋁濾片代替銅濾片可以實現(xiàn)該功能。在該例子中，成像可以出現(xiàn)在30keVX射線能量處。低于鎢發(fā)射線能量的X射線能量可以用于相對較薄的對象。在一個例子中，銅濾片可以配置為去除大約19keV軔致輻射放射線以減少或者消除不想要的晶體反射和諧波。不采用該過濾，圖像質(zhì)量可能下降。圖3是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例示出圖1A到圖1E的DEI系統(tǒng)100的示意的俯視圖。參考圖3，X射線束XB通過X射線管XT的源生成。準直器Cl和C2阻擋來自X射線管XT源的X射線束XB傳送到分析器晶體AC的部分擴散到大約5.7度的角度。穿過準直器Cl和C2的部分X射線束XB是穿過準直器中狹縫的部分X射線束。系統(tǒng)100可以包括分別是右和左分析器碘化鈉檢測器的Dl和D2，以及分別是右和左單色器碘化鈉檢測器的D3和D4。檢測器Dl到D4配置為用于分析器校準。這些檢測器用于測量發(fā)射自單色器晶體MC或者分析器晶體AC的衍射X射線束的強度。為了系統(tǒng)校準，檢測器D1和D2放置在分析器晶體AC之后的X射線束XB中。如果分析器晶體沒有調(diào)整到所需的角度，那么由檢測器D1和D2測量的強度將顯示該情況，并且可以對系統(tǒng)進行調(diào)整。對于檢測器在單色器晶體MC之后的X射線束XB中，情況也是相同的。另外，檢測器D1到D4可以用于實時測量X射線束XB，以及調(diào)整分析器晶體、Dl和D2、5C(chi)(圍繞沿著X射線束路徑的軸測量的角度)或者調(diào)整單色器晶體、5C、D3和D4。使用這些檢測器對分析器晶體AC和單色器晶體MC進行設置、測量和調(diào)整對于成功采集DEI圖像是重要的。圖4是示出根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的使用圖1A到圖IE中所示的DEI系統(tǒng)100對對象O成像的示例性過程的流程圖。參考圖4，在方框400中，可以生成具有多色能量分布的第一X射線束。例如，由X射線管XT產(chǎn)生的X射線束XB可以具有多色能量分布。此外，例如，X射線管XT可以設置為具有至少50kW功率以生成X射線束?；蛘撸?，對于某些醫(yī)學應用、研究和開發(fā)、小動物成像等，可以將X射線管XT的功率設置為小于50kW(例如大約30kW)。使用更少功率的優(yōu)點在于減少成本。第一X射線束可以具有從大約10keV到大約60keV范圍的束能量。在一個例子中，可以通過同步加速器生成第一X射線束。在方框402中，可以將單色器晶體MC定位在預定位置以截取第一X射線束，從而生成具有預定能級的第二X射線束。例如，可以將單色器晶體MC的表面定位在X射線束XB的路徑中以截取該束。如上所述，單色器晶體MC可適于排除不具有期望能量的X射線束XB的大多數(shù)光子。因此，可以產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束。在一個例子中，可以將單色器晶體MC的表面定位為與入射到單色器晶體MC該表面上的X射線束XB的路徑成大約5度和20度之間的角度。在該例子中，這些角度可用于[333]反射。或者，其它合適的角度也可以用于定位單色器晶體MC的表面。在另一個例子中，可以將單色器晶體MC的表面定位為與入射到單色器晶體MC該表面上的X射線束XB的路徑成大約1度和約20度之間的角度。在另一個例子中，可以將單色器晶體MC的表面定位為與入射到單色器晶體MC該表面上的X射線束XB的路徑成大約1度和約20度之間的角度。如果使用[333]和[111]反射，對于10到70keV的能量范圍，角度范圍可以在大約1度和大約40度之間。在方框404中，可以將對象O放置在第二X射線束的路徑中，第二X射線束穿過對象O傳輸并且從對象O發(fā)射出透射束。例如，可以將對象O放置在掃描平臺ST上，以將對象O移動到X射線束的路徑中。在方框406中，可以將透射X射線束以一入射角指向分析器晶體AC。例如，分析器晶體AC可以定位在透射X射線束的路徑中，并且處于用于截取入射角的X射線束的角度。分析器晶體AC截取的至少部分射線束可以衍射到檢測器DD。在方框408中，可以從分析器晶體AC的衍射束中檢測對象O的圖像。例如，檢測器DD可以檢測來自分析器晶體AC的衍射束?？梢酝ㄟ^下列示例性檢測器其中之一檢測該衍射束配置為數(shù)字化檢測圖像的檢測器；X射線照片膠片；以及圖像板(imageplate)。在一個例子中，可以從處于晶體分析器搖擺曲線的峰位和/或接近晶體分析器搖擺曲線的峰位的晶體分析器所衍射的束中檢測該對象的圖像。所檢測的圖像可以經(jīng)由呈現(xiàn)給用戶的計算機C進行處理并且呈現(xiàn)給用戶。在檢測對象圖像的另一個例子中，可以從位于第一角度位置的分析器晶體AC所發(fā)射的第一衍射束中檢測對象O的第一角度圖像?？梢栽诜治銎骶wAC的低搖擺曲線角度設定處檢測對象O的第一角度圖像。此外，可以從位于第二角度位置的分析器晶體AC所發(fā)射的第二衍射束中檢測對象O的第二角度圖像?？梢栽诜治銎骶wAC的高搖擺曲線角度設定處檢測對象0的第二角度圖像?？梢酝ㄟ^計算機C組合第一和第二角度圖像，以得到折射圖像。此外，計算機C可以從折射圖像中推導出對象O的質(zhì)量密度圖像。該質(zhì)量密度圖像可以經(jīng)由計算機C的顯示器呈現(xiàn)給用戶。圖5是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的對圖1A到圖IE和圖3中所示的DEI系統(tǒng)100的分析器晶體AC的側(cè)視圖。參考圖5，示出了特征發(fā)射線&1和《。2從分析器晶體AC表面的衍射。多種X射線能量的調(diào)節(jié)可以導致改善的X射線通量。在另一個實施例中，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的DEI系統(tǒng)可以包括用于排除從X射線管發(fā)射的特定X射線的不匹配晶體設計。在該設計中，可以在單色器處消除X射線束的&2發(fā)射線。圖6A和圖6B分別是一般由附圖標記600表示的DEI系統(tǒng)的示意圖和頂部透視圖。根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例，該DEI系統(tǒng)包括不匹配的單色器晶體并且可用于生成對象O的圖像。參考圖6A和圖6B，DEI系統(tǒng)600包括可用于產(chǎn)生X射線束XB的X射線管XT。將準直器Cl定位為阻擋超出第一單色器晶體MC1的角度接收窗口之外的部分X射線束XB。X射線束XB未被阻擋的部分可以截取第一單色器晶體MC1，第一單色器晶體MC1將未被阻擋的部分折射到由第二單色器晶體MC2進行截取的方向。利用布拉格定律將第一單色器晶體MC1調(diào)整到特定角度，以選擇非常窄范圍的光子能量用于產(chǎn)生指向第二單色器晶體MC2的衍射單色束。由于來自X射線管XT的X射線束XB的發(fā)散，第一單色器晶體MC1可以對可以包括特征發(fā)射線^1和A:。2以及鄰近能量的軔致輻射發(fā)射線在內(nèi)的能量范圍進行衍射。第二單色器晶體MC2的作用在于將該束重新指向平行于入射束的方向，并且與分析器晶體AC校準。當針對特定能量調(diào)整該系統(tǒng)時，首先校準第一單色器晶體，并且隨后調(diào)整第二晶體以找到該束的位置。采用第二單色器晶體MC2校準時，對分析器晶體AC進行掃描，以找到該束在晶體上的位置。搖擺該晶體以找到束位置類似于掃描無線電調(diào)頻盤以找到特定的臺，當分析器的角度位置與第二單色器晶體精確校準時，將產(chǎn)生強度的急劇上升。一旦校準了分析器晶體AC，則該系統(tǒng)就被調(diào)整并且準備好使用。第一和第二單色器晶體MC1和MC2可以分別配置為排除由X射線管發(fā)射的特定X射線的不匹配晶體設計。單色器晶體MC1和MC2可用于消除X射線束XB的，這可以通過利用針對不同晶體的能量角度接收來實現(xiàn)。在一個例子中，單色器晶體MC1和MC2可以分別是鍺[333]和硅[333]單色器晶體。圖7是示出根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的使用圖6A和圖6B中所示的DEI系統(tǒng)600對對象O成像的示例性過程的流程圖。參考圖7，在方框700中，可以生成具有多色能量分布的第一X射線束。例如，由X射線管XT生成的X射線束XB可以具有多色能量分布。此外，例如，可以將X射線管XT設置為至少50kW功率以生成X射線束。第一X射線束可以具有從大約10keV到大約60keV范圍的束能量。在一個例子中，可以通過同歩加速器生成第一X射線束。在方框702中，可以將單色器晶體MC1定位在預定位置以截取第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束。例如，可以將單色器晶體MC1的表面定位在X射線束XB的路徑以截取該束。如上所述，單色器晶體MC1可適于排除不具有期望能量的X射線束XB的大多數(shù)光子。因此，可以生成具有預定能級的第二X射線束。在一個例子中，可以將單色器晶體MC1的表面定位為與入射到單色器晶體MC1表面上的X射線束XB的路徑成大約5度到20度之間的角度。在方框704中，可以定位單色器晶體MC2，以截取第二X射線束并且將第二X射線束指向分析器晶體AC。在一個例子中，可以定位第二單色器晶體MC2，使得第二X射線束指向沿著與穿過準直器Cl的部分X射線束XB路徑平行的路徑。在另一個例子中，單色器晶體MC1和MC2可以是不匹配的。在另一個例子中，可以選擇單色器晶體MC1和MC2以排除預定部分的X射線束XB。在另一個例子中，單色器晶體MC1和MC2可以是鍺[333]和硅[333]單色器晶體其中之一。在方框706中，可以將對象O定位在第二X射線束的路徑中，使得第二X射線束穿過對象O傳輸并且從對象O發(fā)射出透射束。例如，可以將對象O放置在掃描平臺上，以將對象O移動到X射線束的路徑中。在方框708中，可以將透射的X射線束以一入射角指向分析器晶體AC。例如，可以將分析器晶體AC定位在透射X射線束的路徑中，并且定位在用于截取入射角度的X射線束的角度。截取自分析器晶體AC的至少部分束可以衍射到檢測器DD。在方框710中，可以從分析器晶體AC衍射的束中檢測對象O的圖像。例如，檢測器DD可以檢測來自分析器晶體AC的衍射束。可以通過下列示例性檢測器其中之一檢測該衍射束配置為數(shù)字化檢測圖像的檢測器；X射線照片膠片；以及圖像板。在一個例子中，可以從處于晶體分析器搖擺曲線的峰位和域接近晶體分析器搖擺曲線峰位的晶體分析器衍射的束中檢測對象的圖像。在該例子中，峰位可以出現(xiàn)在搖擺曲線的大約一半達爾文寬度內(nèi)。所檢測的圖像可以經(jīng)由呈現(xiàn)給用戶的計算機C進行處理，并且呈現(xiàn)給用戶。在檢測對象圖像的另一個例子中，可以從位于第一角度位置的分析器晶體AC所發(fā)射的第一衍射束中檢測對象O的第一角度圖像?？梢栽诜治銎骶wAC的低搖擺曲線角度設定處檢測對象O的第一角度圖像。此外，可以從位于第二角度位置處的分析器晶體AC所發(fā)射的第二衍射束中檢測對象O的第二角度圖像。可以在分析器晶體AC的高搖擺曲線角度設定處檢測對象O的第二角度圖像。通過計算機C可以組合第一和第二角度圖像，以得到折射圖像。此外，計算機c可以從折射圖像推導出對象o的質(zhì)量密度圖像。該質(zhì)量密度圖像可以經(jīng)由計算機c的顯示器呈現(xiàn)給用戶。圖8到圖10是鍺[333]和硅[333]晶體在不同波長時的Dumond曲線圖。具體而言，圖8是鍺[333]和硅[333]晶體在對應于鎢的&l和/:。2波長范圍內(nèi)的Dumond曲線圖。圖9是鍺[333]和硅[333]晶體在對應于鎢的《。1波長范圍內(nèi)的Dumond曲線圖。在對應于鎢的&1波長(59.319keV)處，存在鍺[333]和硅[333]的完全重疊，從而表明當&1能量在第一截取晶體(即鍺單色器晶體)和第二截取晶體(即硅單色器晶體)上衍射時沒有排除&1能量。然而，在更高波長處，存在將為給定角度處的每個晶體所接受的波長的分離。參考圖10，在對應于鎢的&2(57.982keV)波長處，在鍺[333]和硅[333]的波長接收中不存在重疊。將其應用于參照圖6A和圖6B中所示例子描述的基于鎢的源，可以以平行幾何方式定位該鍺和硅單色器晶體，以實現(xiàn)幾乎無損失地反射&1波長并完全排除&2波長。圖11是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的圖6A和圖6B中所示的DEI系統(tǒng)600的鍺單色器晶體MC1和硅單色器晶體MC2的側(cè)視圖。參考圖ll，示出了以平行幾何方式定位的單色器晶體MC1和MC2，以提供對于鴇X射線管幾乎無損失地反射&1波長以及完全排除&2波長。再次參考圖6A和圖6B，穿過單色器晶體MC1和MC2的部分X射線束XB在幾個不同方向上散射。準直器C2可以包括狹縫或者孔，其定位為阻擋超出分析器晶體AC的角度接收窗口之外的部分X射線束XB。對象O可以通過掃描平臺ST定位在X射線束XB的路徑中以用于成像。在對象O的掃描期間，X射線束XB可以穿過對象O，并且可以由分析器晶體AC進行分析，該分析器晶體AC可以是與單色器晶體MC2匹配的硅[333]晶體。入射到分析器晶體AC上的X射線束XB可以發(fā)生衍射以由數(shù)字檢測器DD截取。數(shù)字檢測器DD可以對所截取的X射線束XB進行檢測，并且生成表示所截取的X射線束的電信號以傳送給計算機C。計算機C可以分析該信號表示，并且將對象O的圖像顯示給操作者。具體而言，計算機C可以配置為生成吸收圖像，示出折射效果的圖像，以及描述超小角度散射的圖像，下面將更加詳細地描述這些類型。圖12是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的一般由附圖標記1200表示的DEI系統(tǒng)的示意圖，該DEI系統(tǒng)包括不匹配的單色器晶體，并且可用于產(chǎn)生對象O的圖像。參考圖12，DEI系統(tǒng)1200可以包括用于生成一般指向箭頭A所指示的方向的X射線束XB的鎢X射線管XT。鈹(Be)窗口BW可以定位在X射線管XT的束出射端以截取X射線束XB。Be窗口BW的作用包括濾除低能量X射線并且密封X射線管XT的真空內(nèi)部。Be窗口BW可以保持在配置為聯(lián)結(jié)到束出射端BE的外殼H1中。鋁(A1)濾片AF可以定位在Be窗口BW的下游位置以截取穿過Be窗口BE的X射線束XB。Al濾片AF可以保持在配置為聯(lián)結(jié)到Be窗口BW的外殼H1的外殼H2中。Al濾片AF用于衰減不期望的較低能量的X射線。單色器倉(monochromatortank)MT可以設置在Al濾片AF的下游位置以截取穿過Al濾片AF的X射線束XB。單色器倉MT可以分別包括不匹配的第一和第二單色器晶體MCI和MC2，以及一對各自限定有X射線束XB可以穿過其中的狹縫的準直器CI和C2。單色器倉MT可以包括分別用于X射線束XB入射和出射的端El和E2。準直器CI和C2可以對部分X射線束XB進行準直。第一和第二單色器晶體MCI和MC2可以分別配置為不匹配的晶體設計以濾除X射線管發(fā)射的特定X射線。單色器晶體MC1和MC2可以用于消除X射線束XB的K。2發(fā)射線。在一個例子中，單色器晶體MC1和MC2可以分別是鍺[333]和硅[333]單色器晶體。單色器倉MT可以安裝用于旋轉(zhuǎn)這里所述的單色器晶體MCI和MC2以選擇X射線束XB的能量的機械裝置。系統(tǒng)1200可以包括另一準直器C3、離子室IC以及定位在單色器倉MT下游的快門組件SA。在單色器倉MT的出射端E2上，至少一部分X射線束XB可以穿過限定在準直器C3中的狹縫，該準直器C3定位在單色器倉MT的下游，用于準直X射線束以及阻擋部分X射線束XB。利用穿過離子室的X射線光子能夠電離并且產(chǎn)生電壓的原理，離子室IC用于測量X射線通量?？扉T組件SA可用于有選擇地阻擋和通過X射線束XB，從而提供對象O對X射線束XB有選擇的曝光。對象O可以由在成像期間在X射線束XB的路徑上掃描的掃描平臺組件SSA保持。在對象O掃描期間，X射線束XB可以穿過對象O，并且可以通過分析器晶體AC進行分析，該分析器晶體AC可以是與第二單色器晶體MC2匹配的硅[333]晶體。如這里所述，可以將分析器晶體AC相對于單色器晶體MC2旋轉(zhuǎn)到合適的角度。入射到分析器晶體AC上的X射線束XB可以發(fā)生衍射以由可移動的數(shù)字檢測器DD截取。數(shù)字檢測器DD可以檢測所截取的X射線束XB，并且生成表示所截取X射線束的電信號以傳送給計算機C。計算機C可以分析該信號表示，并且將對象O的圖像顯示給操作者。具體而言，計算機C可以配置為生成吸收圖像以及顯示折射效果的圖像，下面將更加詳細地描述這些類型。還可以根據(jù)DEI技術(shù)修改DEI系統(tǒng)1200以顯示表示超小角度散射效果的圖像。桌子T可以包括花崗巖頂部GT，在該頂部的上表面上定位有單色器倉MT、準直器C3、離子室IC、以及快門組件SA。如以下將更詳細描述的，桌子T可以包括多個桌腿L,每個桌腿L包括設置在底端和地面F之間的橡皮墊RP，以減輕震動從而穩(wěn)定系統(tǒng)1200。桌子T可以包括配置為在垂直方向上上下移動分析器晶體AC的正切臂TA。圖13到圖16是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的X射線管XT和單色器倉MT的示例性設置的示意圖，該單色器倉MT具有放置在一般標記為SC的支架上的單個單色器晶體MC。具體而言，圖13是該示例性設置的側(cè)視的示意圖。參考圖13，SC包括彼此互相連接的多個平臺PL和桿RD用于相對于單色器倉MT定位X射線管XT(其一部分定位在由附圖標記XT表示的孔內(nèi))。X射線管XT和單色器倉MT可以相對于彼此精確定位，使得發(fā)射自X射線管XT的X射線束XB可以通過孔徑Al進入單色器倉MT并且使得X射線束XB落入單色器晶體MC的角度接收窗口內(nèi)。從單色器晶體MC衍射的X射線束XB可以通過孔徑A2射出單色器倉MT。除非特別說明，圖13到圖16中由數(shù)字表示的距離是以英寸為單位。圖14是圖13中所示的示例性設置的俯視的示意圖。參考圖14，X射線束XB所示為形成從X射線管XT內(nèi)的點P擴散的扇形。圖15和圖16分別是圖13和圖14中所示的示例性設置的另一側(cè)視示意圖和另一俯視示意圖。參考圖15和圖16，為了說明屏蔽S，分別示出了不帶側(cè)板和頂板的設置。屏蔽S可用于防止X射線束XB在不期望的方向上發(fā)射。額外的屏蔽可用于保護。此外，可以在臨床設備中按所需提供合適的屏蔽。圖17到圖26是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的DEI系統(tǒng)的示例性部分的圖像。具體而言，參考圖17，示出了X射線管XT的X射線束出射部分的圖像。X射線束從X射線管XT中射出并且通過Be窗口BW，該Be窗口BW聯(lián)結(jié)到X射線管XT并且定位為截取X射線束。Be窗口BW裝配有兩層內(nèi)部鉛(Pb)屏蔽PS。圖18是圖17中所示的X射線管XT的X射線束出射部分的另一圖像。在該圖像中，Al濾片AF和準直器CI聯(lián)結(jié)到X射線管XT，并且定位為截取X射線束。Al濾片AF的厚度大約是2mm。準直器CI包括用于通過X射線束的狹縫SL。在該例子中，準直器C1由鉭(Ta)制成并且厚度大約是1/8英寸。在一個例子中，該狹縫的大小略微大于X射線管的斑點大小。在一個例子中，狹縫是1.0mm并且X射線管的斑點大小是0.4mm。狹縫可以提供垂直準直的扇形束。圖19是Al濾片AF、準直器CI和另一個準直器C2的圖像。在該圖像中，為了說明的目的，對組件進行分解。在組裝狀態(tài)下，可以將組件彼此相鄰地組裝在一起。圖20是在X射線管XT端部上用于防止X射線束從X射線管XT端部不期望的發(fā)射的屏蔽帽SI的圖像。屏蔽帽SI是1/8英寸鉛片，該屏蔽帽SI切割并且彎曲成帽的形狀以適配X射線管XT的端部。圖21是拆下并且切割但是沒有彎曲以適配X射線管XT的端部的屏蔽帽SI的圖像。圖22是為了防止X射線束從X射線管XT側(cè)面不期望的發(fā)射而定位在接近X射線管XT的端部的另一部分屏蔽S2的圖像。屏蔽S2是1/16英寸鉛片，該屏蔽S2切割并且彎曲成適配X射線管XT的側(cè)面的形狀。1/8英寸的鉛片可以以IOOO倍因子減小150keV的X射線。圖23是包括用于防止X射線束從單色器倉MT不期望的發(fā)射的鉛屏蔽S3的單色器倉MT的圖像。屏蔽S3是大約1/4英寸厚的鉛片，并且包括用于發(fā)射X射線束所需部分的狹縫SL。從X射線管發(fā)射的X射線束經(jīng)由屏蔽S3的狹縫SL進入單色器倉MT。圖24是包括用于防止X射線束從單色器倉MT不期望的發(fā)射的鉛屏蔽S4的單色器倉MT的圖像。屏蔽S4是大約l/2英寸厚的鉛片，并且包括用于發(fā)射X射線束所需部分的狹縫SL。從X射線管發(fā)射的X射線束經(jīng)由屏蔽S4的狹縫SL射出單色器倉MT。圖25是X射線管XT和單色器倉MT在相對于彼此的運行位置的圖像。圖26是單色器倉MT的內(nèi)部組件的前視的圖像。特別是，示出了單色器晶體MC。此外，屏蔽S定位在單色器倉MT的側(cè)面。圖27是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的一般由附圖標記2700表示的示例性DEI系統(tǒng)的頂部透視圖。參考圖27，DEI系統(tǒng)2700可以包括X射線管XT，其具有用于產(chǎn)生多個X射線束XB的鎢陽極。準直器C1可以定位為阻擋超出單色器晶體MC的角度接收窗口的部分X射線束XB。在該例子中，單色器晶體MC是硅晶體。準直器C2可以定位為阻擋超出分析器晶體AC的角度接收窗口的部分X射線束XB。穿過準直器C2的部分X射線束XB可以由銅濾片F(xiàn)TR截取，該銅濾片F(xiàn)TR配置為熱絕緣并且等效于衰減由X射線管XT產(chǎn)生的20keV軔致輻射X射線。對于給定的布拉格角，可能存在不想要的能夠穿過單色器的晶體反射。使用大約5.7度布拉格角以選擇59.13eV[333]反射的一個例子也是允許19.71keV[lll]X射線通過的角度。如果這些X射線在單色器晶體MC上衍射，它們將導致模糊、圖像瑕疵，并且因此降低整體圖像質(zhì)量。銅濾片F(xiàn)TR用于衰減更低能量的X射線，特別是19.71keV軔致輻射以及發(fā)射自X射線束XB并且在單色器晶體MC上衍射的X射線光子。分析器晶體AC可以定位為截取至少部分穿過濾片F(xiàn)TR的X射線束XB。此外，通過掃描平臺ST可以將對象定位在X射線束XB的路徑中以對對象成像。在對象O的掃描期間，X射線束XB可以穿過對象O并且可由分析器晶體AC進行分析，該分析器晶體AC可以是與單色器晶體MC匹配的硅[333]晶體。入射到分析器晶體AC上的X射線束XB可以衍射以由數(shù)字檢測器DD截取。數(shù)字檢測器DD可以檢測所截取的X射線束XB，并且生成表示所截取的X射線束的電信號。該電信號可以傳送給用于圖像分析并且顯示給操作者的計算機。計算機可以配置為生成吸收圖像以及顯示折射效果的圖像，下面將更詳細地描述其類型。圖28是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的示例性單色器晶體MC的包括側(cè)視圖、俯視圖和正視圖在內(nèi)的示意圖。參考圖28，單色器晶體MC的側(cè)視圖、俯視圖和正視圖分別標記為SV、TV和FV。在圖中示出了單色器晶體MC的尺寸，并且其尺寸可以是大約士0.5mm?；蛘撸瑔紊骶w可以具有部分由成像應用確定的其它合適的尺寸。單色器晶體MC的表面取向可以是平行于晶體大表面的晶面的表面方向。當制造時，可以標記其它更小正交表面的取向用于參考。示例性單色器晶體可以是A類型的鍺[lll]單色器晶體和A類型的硅[111]單色器晶體。單色器晶體MC可以包括限定在晶體頂部中一般標記為C的應變消除切口。切口C的寬度是大約1/16英寸厚?；蛘?，寬度可以是任何其它合適的尺寸。切口C去除了用于附著的部分晶體并且允許分析器晶體AC的剩余部分和單色器晶體MC應變消除。如果在分析器晶體AC的成像部分或者單色器晶體MC中產(chǎn)生了任何應力或者應變，將改變衍射屬性并且不利地影響系統(tǒng)性能。使用DEI以及DEI系統(tǒng)的成像過程和質(zhì)量控制使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的以不匹配晶體設計配置的DEI系統(tǒng)的圖像采集可以從針對給定實驗選擇合適的束能量開始。在一個例子中，可以從大約10keV到大約60keV之間的范圍中選擇束能量。選擇用于成像的特定能量可以通過使用布拉格定律以計算針對所需波長的合適角度來實現(xiàn)。在一個例子中，單色器中的第一晶體可以僅具有一個軸上的移動，其可以調(diào)整到特定的角度以濾除除了所選擇的束能量之外的來自入射X射線束的所有能量。表1示出了第一單色器晶體為了獲得18keV到60keV之間的圖像的示例性角度。這些用于硅、使用布拉格定律h2&in(。計算的角度限定了當X射線束在單色器晶體MC上衍射時的入射角e和衍射角0。將檢測器放置在角度20處，其為在第一晶體中用于選擇X射線束能量的布拉格角的兩倍。<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表1:用于獲得圖像的第一單色器晶體的硅[333]反射的示例性角度以不匹配晶體設計配置的DEI系統(tǒng)包括應該被調(diào)整并且仔細校準的三個晶體，包括單色器中的兩個晶體以及分析器晶體。例如，DEI系統(tǒng)600包括可以調(diào)整和校準的單色器晶體MC1和MC2以及分析器晶體AC。第一晶體(例如，圖6A和圖6B中所示的單色器晶體MC1)和分析器晶體(例如，圖6A和圖6B中所示的分析器晶體AC)可以調(diào)整到針對每種能量計算的角度(P角度)。例如，為了將系統(tǒng)調(diào)整到25keV，第一單色器晶體和分析器晶體可以設置為13.72度。數(shù)字檢測器組件可以設置為分析器晶體角度的兩倍，在該例子中，其為27.44度。第二單色器晶體(例如，圖6A和圖6B中所示的單色器晶體MC2)可以在稱為X角度的水平方向上調(diào)整。如果沒有這些晶體之間的水平校準，圖像中可能存在從左到右的強度轉(zhuǎn)移。兩個離子室可用于測量從單色器和分析器發(fā)射的通量，其劃分成內(nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)域。如果從源到檢測器組件觀察X射線束，則內(nèi)側(cè)區(qū)域在右邊而外側(cè)區(qū)域在左邊?？梢詫?nèi)側(cè)和外側(cè)區(qū)域進行采樣，以確定對準搖擺曲線的峰位，如果沒有對準，可以調(diào)整x角度。圖29是示出了內(nèi)側(cè)/外側(cè)區(qū)域以及旋轉(zhuǎn)的x和^角的單色器晶體的透視圖。DEI系統(tǒng)所應用的射線劑量可以以多種方式進行調(diào)整。例如，可以通過改變鋁濾片厚度和/或在X射線束的路徑中放置吸收器，調(diào)整射線劑量。如果需要，也可以通過將第二單色器晶體調(diào)離搖擺曲線的峰位，從而急劇降低衍射強度來減少射線劑量。在一個例子中，x射線管可由同步加速器替代，在該情況下，第一單色器晶體上的入射通量由同步加速器的環(huán)電流確定。采樣吋間可以通過入射通量以及以步進/秒測量的采樣平臺的平移速率來確定。通過調(diào)整劑量可以增大或者減小以步驟/秒測量的掃描速度。當使用噪聲量是固定的圖像板時，掃描速度不是關(guān)鍵因素，但是當使用積分數(shù)字檢測器時，由于噪聲量部分由采集時間確定，所以必須考慮掃描速度。當使用數(shù)字檢測器時，應該調(diào)整DEI系統(tǒng)，使得掃描速度盡可能接近最大。一旦針對合適的能量和射線劑量調(diào)整了DEI或者DEI系統(tǒng)，就可以將待成像的對象放置在采樣平臺上并且進行對準。在一個例子中，X射線束的最大寬度是120mm，其在物理上限制了所得圖像的寬度。使用具有小于120mm寬度的數(shù)字檢測器或者圖像板進一步限制了視場。在一個例子中，采樣平臺具有大約200mm的最大垂直位移。然而，對于采樣高度沒有物理上的限制。為了對對象的特定區(qū)域進行成像，必須確定該區(qū)域是否位于系統(tǒng)的200mm的范圍內(nèi)。X射線束的位置可以是固定的，因此感興趣的對象垂直區(qū)域可以通過其相對于束的位置來確定。在DEI系統(tǒng)中使用的晶體被認為在晶體給定區(qū)域上衍射光子的能力是一致的，但是晶體的結(jié)構(gòu)使得存在增加或減小強度的微小區(qū)域。由于對象將要通過具有固定尺寸的束進行掃描，所以這些"毛刺(glitch)"可能出現(xiàn)在圖像的垂直維度上。術(shù)語"毛剌"通常應用于這些垂直線，但是這些影響是可預期的并且應該認為是系統(tǒng)已知且可預期的特性。關(guān)于系統(tǒng)性能特性的實驗在構(gòu)建包括如這里所描述的X射線管的DEI和DEI系統(tǒng)之前，為了測試的目的，使用同步加速器作為X射線源實施實驗。作為初始示范，模擬基于鉬和鴇的X射線源，計算使用18keV和59keV的X射線的成像時間和通量需求。此外，對于系統(tǒng)配置作出若干假設，例如像素尺寸和每像素光子數(shù)量。由于這些值可以按需要縮放，所以在該例子中將使用100微米像素尺寸、每像素1000個光子，穿過5cm的組織(水)?？梢酝ㄟ^將每像素所需的光子數(shù)量除以光子穿過對象的衰減來計算每IOO平方微米像素所需的光子數(shù)量，在該情況下，對象是5cm的水。^s^"=麵舒/綠-1000光子/，素=!.6x!05光子/ioo平方微米像素e_/w6.4xl0_;>^翻r=!000光—=,/像素=^00^f5"象素=2.9xl(r3光子/100平方微米像素這樣，對于18keV的X射線源，對于每100平方微米像素而言，將需要大約1.6><105個入射光子。59keV的X射線的衰減遠小于18keV，這導致每100平方微米像素需要減少的2.9><103個入射光子。使用發(fā)射線源將X射線通量入射到立體角在DEI和DEI系統(tǒng)中使用的晶體光學系統(tǒng)用作高度選擇性的角度凹口濾波器(angularnotchfilter),其將消除來自X射線束的不具有合適能量或角發(fā)散的光子。對于基于X射線管的源，期望光子或多或少照射到所有立體角中。為了確定通量需求，必須基于由檢測器所對的立體角和X射線晶體光學計算通量。任何X射線管將具有多色能量分布，并且晶體系統(tǒng)將選擇由布拉格定律所限定的一條發(fā)射線。采用完整晶體，用于給定反射的峰位反射率將非常接近于l，這使得積分反射率接近布拉格法線方向中的本征反射寬度或者達爾文寬度。假定使用布拉格[333]反射的硅晶體，18keV和59keV的達爾文寬度如下18keVSi[333]達爾文寬度=2.9x10-6弧度，并且59.3keVSi[333]達爾文寬度=0.83x10-6弧度已知在平行于晶體晶面方向上傳播的X射線為布拉格平行，并且在布拉格平行方向上的角度接收不是由晶體而是由檢測器分辨率設定的。如果待成像的對象距離X射線源1米并且需要100微米的空間分辨率，那么布拉格平行接收角度是100微弧度。對于100微弧度的布拉格平行接收角度而言，在18keV和59keV上每立體弧度所需的光子數(shù)目如下Af所需一_1.6x10光子/像素_一f)55x10""W";/fr汰^l麼^附—Mxl0—6弧度x100x10—6弧度/像素—0.55X"尤于/旦體弧度yv所需一_2.9xl()3光子/像素_=35xl013，^/TVtt:^lJ^W窗—0.83x10—弧度x100x10—6弧度/像素3'5XlU尤于,旦體弧度X射線管通量基于X射線管的源可以具有它們X射線譜的兩個成分，特征發(fā)射線和籾致輻射。DEI和DEI系統(tǒng)的晶體光學允許僅選擇一個極窄的能量帶，其應該集中于管靶的特征發(fā)射線。在該情況下，鉬K。1(17.478keV)和鎢K。1(59.319keV)可用于確定來自每個源的這些發(fā)射線的通量。生成多個電壓和電流設置下的鉬和鎢X射線管的蒙特卡洛仿真，以確定在現(xiàn)實成像條件下可以產(chǎn)生的通量。對于使用具有10kW功率、75kV加速電壓的鉬靶而言，發(fā)射到K。1中的通量如下=1.7x10"光子/立體弧度/秒使用具有50kW功率、150kV加速電壓的鎢靶的K。1發(fā)射如下,=1.56x10"光子/立體弧度/秒估計圖像采集時間如果將分析器調(diào)離到距離峰位位置(80%)的值，可以獲得包含折射襯度和某個消光襯度的一個曝光。這些計算假定DEI系統(tǒng)具有單個單色器晶體以及分析器晶體。該仿真的幾何設置與在國家同步加速器光源(NSLS)X15A束線(位于紐約Upton的BrookhavenNationalLaboratory)—致，使用線源X射線，其中，通過該束對對象進行掃描。對于高度10cm的對象以及100微米(0.1mm)像素尺寸，將需要1000條掃描線。A^^^(光子/立體弧度)n雙tes(光子/立體弧度)對于75kV、10kW鉬靶的情況(大約18keV):Hsec)=通他暑、兀"^乂，狐，^0.8(離調(diào)損失)xl(DE頂像)xlO00(掃描線)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage63</formula>對于150kV、50kW鴇耙情況(大約59.3keV):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage63</formula>對于在搖擺曲線上最大反射率為80%的點處的單個圖像，使用上述參數(shù)的鉬靶所需的時間是大約2.2小時。對于鎢管而言，使用相同反射率所需的時間是大約4.6分鐘。通過諸如每像素所需光子的成像變量以及改變對象與源之間的距離，可以進一步降低成像時間?；谠吹綄ο缶嚯x1000mm、使用布拉格[333]反射所計算的數(shù)據(jù)，可以使用其它反射和距離對估計成像時間進行估計。存在可以用于DEI和DEI的兩種晶體反射，布拉格[333]和布拉格[111]反射。DEI和DEI中的折射和消光襯度大部分由分析器反射率曲線的斜率確定，對于給定的角度變化，更大的斜率提供了更大襯度。在折射和消光襯度方面，布拉格[333]反射優(yōu)于布拉格[lll]反射，但是來自[333]反射的衍射通量大約小于[111]反射一個量級。圖30是示出使用硅[111]、[333]、[444]和[555]晶體衍射平面的NSLSX15A箱內(nèi)單色器束通量的曲線圖。IO倍增加通量可以以因子IO減少成像時間，使[lll]反射有利于特定應用。通過減少從源到對象的距離可以實現(xiàn)成像時間的進一步減少，如這里所述，使用1000mm距離計算成像時間。從源到成像對象的光子強度正比于l/r2。如果對象距離從1000mm減少到500mm，那么強度可以增加4倍。存在可以規(guī)定源-物距離的許多因素，其中最顯著的一個因素是對象尺寸。取決于應用需要，可以將分析器/檢測器組件移動到距離源更近或者更遠。隨著能量增加，分析器搖擺曲線的半高全寬(FWHM)變窄(例如，在18keV3.86微弧度，在60keV1.25微弧度)。在下表2中示出了搖擺曲線寬度相對于能量的例子。特別地，下表2示出了[333]分析器搖擺曲線在18、30和60keV下測量和理論的FWHM。[333]雙布拉格單色器調(diào)整到布拉格峰位。<table>tableseeoriginaldocumentpage63</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表2[333]分析器搖擺曲線在18、30和60keV處測量和理論的FWHMFWMH的減少增大了搖擺曲線的斜率，還增大了折射和消光襯度。圖31是示出FWHM的減少增大了搖擺曲線的斜率的曲線圖。如下表3所示，使用對于50kW、布拉格[333]反射、以及源到對象距離1000mm的通量計算，可以估計出對于各種距離和晶體反射所需的成像時間。特別是，表3示出了基于晶體反射和源-對象距離所估計的成像吋間。晶體反射源到對象所估計的成像時間<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>7表3基于晶體反射和源-對象距離所估計的成像時間基于同步加速器的DEI和DEI實驗如上所述，DEI和DEI系統(tǒng)實驗使用同步加速器實施。具體而言，如這里所述將XSLSX-15A束線用于DEI和DEI實驗。這里所描述的用于實驗的同歩加速器X射線源可以由根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的用于產(chǎn)生DEI或者DEI圖像的X射線管來替代。NSLS的X射線環(huán)是2.8GeV同步加速器，其能夠產(chǎn)生從10至60keV的高通量X射線。圖32是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的使用同步加速器X射線束的DEI系統(tǒng)的實驗裝置的示意圖，該DEI系統(tǒng)一般標記為3200。參考圖32，發(fā)射自同步加速器的X射線束XB高度準直為具有大約0.2毫弧度的垂直發(fā)散。長度為16.3米的束線管(未示出)將實驗箱連接到同步加速器X射線環(huán)。高強度多色X射線束XB進入實驗箱，并且通過使用雙晶體單色器倉MT轉(zhuǎn)化成單色。單色器倉MT包括兩個單色器晶體MC1和MC2(每個150mm寬x90mm寬xlOmm高)，該兩個單色器晶體經(jīng)由水冷以減少熱負荷。射出單色器倉MT的X射線束XB是單色的。隨后，單色X射線束通過離子室IC和高速快門組件SA行進到采樣平臺組件SSA，產(chǎn)生具有最大尺寸為寬120mm且高3mm的線源X射線束。束位置固定時，使用由步進電機驅(qū)動的平移平臺將組件SSA上的樣本對象O移動穿過X射線束。通過將檢測器Dl(在放射線照相術(shù)結(jié)構(gòu)中)直接放置在束路徑中的樣本對象O之后，以去除分析器晶體AC的任何影響，可以獲得傳統(tǒng)的放射線照相。該結(jié)構(gòu)中獲得的圖像類似于傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)中吸收是主要襯度機制，但是當與使用傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)所獲得的圖像進行比較時，同步加速器放射線照相已經(jīng)表現(xiàn)出具有更好的襯度。在此提供的實驗期間所獲得的傳統(tǒng)放射線照片將用于與DEI圖像進行比較。通過將(DEI結(jié)構(gòu)中的)檢測器D2以兩倍于所計算的布拉格角的角度放置在分析器晶體AC之后，可以獲得DEI圖像。在上表l中給出了用于在18-60keV范圍內(nèi)成像的角度總結(jié)。使用線源X射線必須在與用于DEI的樣本方向相反的方向以及與用于獲得同步加速器放射線照片的方向相同的方向上移動檢測器。在該實驗中，使用FujiBAS2500圖像板讀取器獲得DEI圖像，該讀取器使用FujiHRV圖像板(可購自Connecticut斯坦福的FujiMedicalSystem)。該板大約厚0.5mrn，并由涂覆有與有機粘結(jié)劑粘合的光激勵磷(BaFBR:Eu"的彈性塑料板組成。使用FUJIBAS2500在50微米分辨率和16比特灰度級上對圖像進行掃描。此外，在另一個實驗中，將數(shù)字檢測器添加到系統(tǒng)，以實現(xiàn)實際上或者可能無法使用圖像板的DEI應用，包括衍射增強的計算機X線斷層攝影術(shù)和多圖像放射線照相術(shù)(MIR)?？梢允褂玫氖纠詸z測器包括Shad-o-Box2048(可購自CaliforniaSantaClara的Rad-iconImagingCorp)，其具有50x100mm有效面積和12比特輸出。該檢測器利用具有48微米像素間隔的1024X2048像素的光電二極管陣列，該陣列與Gd202S閃爍屏幕直接接觸。另一個示例性檢測器包括PhotonicScienceVHR-150X射線照相機(可購自英國EastSussex的Robersbridge)，其具有120mmx80mm的FOV和30微米的像素尺寸。無論是在放射線照相術(shù)還是DEI結(jié)構(gòu)中，都可以以相同的方式將這這些示例性檢測器安裝為圖像板。在放射束中不放置對象而從分析器晶體搖擺曲線上獲得圖像可以生成本征搖擺曲線，其表示單色器和分析器晶體在不同級別的分析器反射率上的巻積。吸收、折射、或者超小角度散射均不能改變本征搖擺曲線，這使得它成為非常好的參考點。當將對象放置在放射束中時，逐像素基礎上搖擺曲線的變化可用于確定哪個x射線交互作用導致給定像素中的襯度。由于搖擺曲線是單色器和分析器的巻積，并且是三角的，所以在ERA方法中使用的模型將搖擺曲線建模為近似的高斯分布。通過下式提供用于該模型的公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>其中，^是線性吸收系數(shù)，《是消光系數(shù)，t是對象厚度，《是折射角，并且q是高斯散射分布。MIR是ERA方法更加精確的版本。MIR解決了許多現(xiàn)有處理技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且實現(xiàn)更加完整地描述圖像襯度分量。如上所述，使用MIR技術(shù)處理的圖像不僅可以生成吸收和折射圖像，還可以生成超小角度散射圖像。MIR還表現(xiàn)出可以校正在DEI表觀吸收和折射圖像中出現(xiàn)的實質(zhì)錯誤，并且MIR對噪聲更加強健。由于使用ERA方法，MIR使用分析器晶體搖擺曲線生成表示對象的吸收、折射和超小角度散射的圖像。如果本征搖擺曲線是基線，那么由于光子吸收降低了總體強度，所以可以將曲線下方區(qū)域的下降變化解釋為只有吸收。對于純粹折射的結(jié)果，搖擺曲線的質(zhì)心將移位，但是搖擺曲線的寬度將保持恒定。導致超小角度散射的相互作用將在搖擺曲線的角度分布上對光子進行散射，這將導致曲線變寬。假定光子沒有散射到搖擺曲線的接收窗口之外，散射效果將不影響曲線下方的區(qū)域，而僅僅影響曲線的形狀。如果假定搖擺曲線本質(zhì)上是高斯的，那么曲線的方差代表所存在散射的量。搖擺曲線的寬度隨著能量增加而減小，這使得必須修改采樣過程以解決該變化。在18keV處，搖擺曲線FMHW是3.64微弧度，并且在60keV處減小到1.11微弧度。隨著搖擺曲線變窄，折射襯度明顯的角度范圍將減小。為了對此進行補償，可以減小角度采樣范圍和增量。由于60keV搖擺曲線增大的斜率在每微弧度強度內(nèi)產(chǎn)生了更大的變化，所以它是有益的。當使用諸如x射線管的通量限制x源時，可以最大化這些屬性，以生成對于給定通量的最大折射。DEI系統(tǒng)穩(wěn)定性使用分析器晶體將角度變化轉(zhuǎn)換成強度實現(xiàn)了超常的襯度，但是該技術(shù)中的假設是分析器晶體搖擺曲線位置在時間上保持恒定。實際上，情況并非如此，并且采用這種窄搖擺曲線寬度，即使分析器峰位上小的變化都能夠在所獲得的圖像中產(chǎn)生明顯的錯誤。處理算法的應用，例如DEI表觀吸收和折射圖像、MIR和MIR-CT需要高度的系統(tǒng)穩(wěn)定性。實現(xiàn)確定乳房組織中吸收、折射和散射參數(shù)的目標需要對XSLSX-15A束線進行系統(tǒng)工程分析，以排除造成不穩(wěn)定的因素。該情況下DEI系統(tǒng)的穩(wěn)定性將定義為在擴展的時間段上保持分析器晶體搖擺曲線的恒定峰位的能力。為了回顧，多色X射線束入射到單色器內(nèi)的第一晶體上，使用布拉格定律將其調(diào)整到特定角度以選擇單個光子能量。隨后，所衍射的單色束遭遇到第二單色器晶體，第二單色器晶體的作用是將該束重新指向平行于入射束的方向，并且對準分析器晶體。當針對特定能量調(diào)整系統(tǒng)時，首先對第一單色器晶體進行校準，并且隨后對第二晶體進行調(diào)整以找到該束的位置。不斷地使用氦注滿單色器倉，以減少臭氧產(chǎn)生，臭氧能夠快速氧化并且損壞倉中的關(guān)鍵部件。采用校準的第二單色器晶體，掃描分析器，以找到束在晶體上的位置。搖擺晶體以找到束位置類似于對無線電調(diào)諧盤進行掃描以找到特定的臺，當分析器的角度位置與第二單色器晶體精確對準時，生成急劇的強度上升。一旦校準了分析器，系統(tǒng)就已調(diào)整并且準備好使用?？梢栽斐蒁EI系統(tǒng)飄移的因素分成三類震動的、機械的和熱的。由于即使晶體上微小的震動也可以造成角度的微小變化，導致襯度變化，所以DEI系統(tǒng)的光學部分對震動敏感。在NSLSX-15A束線處使用大的花崗巖板，以減輕來自外部環(huán)境的震動。使用示波器監(jiān)視分析器后X射線束的測量表明大約有2-3%的強度變化，其歸因于在束線處來自外部驅(qū)動風扇和泵的震動。多個電機可用于校準晶體，平移采樣平臺和檢測器組件。皮卡電機(Picomotor)驅(qū)動可用于第一單色器晶體、第二單色器晶體、以及分析器晶體以調(diào)整0角。第二單色器晶體和分析器晶體使用第二皮卡電機以調(diào)整5C角。這些驅(qū)動電機中的任何不穩(wěn)定會造成在系統(tǒng)校準中的主要偏差，并且機械漂移最初被認為是DEI系統(tǒng)不穩(wěn)定的主要原因。用于驅(qū)動采樣平臺和檢測器組件的電機對于圖像質(zhì)量是重要的，但是它們不對X射線束的穩(wěn)定性有貢獻。對系統(tǒng)不穩(wěn)定性的第三個貢獻者是熱，其來自從入射X射線束以及系統(tǒng)驅(qū)動電機和放大器生成的熱量。雖然己知系統(tǒng)中的熱變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性具有某些影響，但是并不認為它是主要不穩(wěn)定因素。當進行嚴格的觀測時，熱變化和系統(tǒng)不穩(wěn)定性之間的聯(lián)系變得顯而易見，分析器中的漂移是相對一致和周期性的。在該例子中，在DEI系統(tǒng)中僅有一個變量是周期性的，并且其為通過打開和關(guān)閉主X射線快門所生成和損失的熱量。隔離不穩(wěn)定來源所進行的實驗測試和觀測，指出硅晶體結(jié)構(gòu)的膨脹和壓縮是漂移的主要來源。可以使用布拉格定律(義-2Jsin(60)找到這些實驗觀測的簡單解釋?？紤]設置為給定角度以衍射所需能量的一個晶體，晶格結(jié)構(gòu)的間距d中的任何變化會改變衍射束的角度。從單色器晶體中的X射線束產(chǎn)生的熱量能夠造成硅晶體根據(jù)其線性膨脹系數(shù)膨脹，Ad/d=3xlO"AT(。C)。使用布拉格定律并對d求解，獲得下列公式-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage68</formula>對上式求導，得到:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage68</formula>代入d并且重新推導處到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage68</formula>可以將其重新推導為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage69</formula>將硅線性膨脹系數(shù)替代^的，得到下式對于18keV和40keV分別使用布拉格角19.2和8.4度，可以預料看到對于18keV每攝氏度1.05微弧度以及對于40keV每攝氏度0.44微弧度的角度變化。使用該計算作為漂移的理論解釋，可以預料看到隨著束能量增加，整個束線穩(wěn)定性增加和分析器漂移減少。初始分析器穩(wěn)定性測試表明系統(tǒng)高度不穩(wěn)定，獲得峰位分析器位置的穩(wěn)定性的時間平均小于60秒。雖然這對于單一圖像掃描是可接受的，但是對于MIR和任何CT應用是不可接受的。通過從冷啟動開始連續(xù)12小時的操作測量分析器位置變化的多個偏移估計在50和IOO微弧度之間?？紤]到溫度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，將對所有系統(tǒng)組件進行全面評估，以確定可以減輕或者消除哪個熱源。經(jīng)歷大的溫度變化的一個系統(tǒng)組件是鋁濾片組件，其作用在于衰減不想要的低能量X射線。當暴露于同步加速器白光束時，這些0.5毫米厚的鋁片被迅速加熱，并且當白光束截止時，迅速冷卻。鋁濾片組件接近鄰近單色器倉中的熱敏感晶體使得其成為不穩(wěn)定的主要來源。需要散熱器以消除由濾片產(chǎn)生的熱量，并且與鋁濾片組件熱絕緣。圖33是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的示例性鋁濾片散熱器的圖像。參考圖33,示出了鋁濾片插入端和冷卻水輸入/輸出管?？稍谙到y(tǒng)中配置銅濾片組件，以隔離由鋁濾片產(chǎn)生的熱量，并且將該熱量傳送給循環(huán)的、高流動性的冷卻水管道。還可以減小鋁濾片的尺寸，以限制輻射表面面積并且增大與銅散熱器的接觸。在水冷卻濾片組件灌注之后獲得的穩(wěn)定性測試表明總系統(tǒng)偏移減小大約一個數(shù)量級，在12小時連續(xù)操作偏移測量中，從冷啟動開始平均經(jīng)歷負6微弧度。在添加水冷卻濾片散熱器之后整個系統(tǒng)偏移的急劇減少清楚的表明對于分析器和單色器晶體保持恒溫環(huán)境的重要性。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，應該預期對改變其它來源也可進一步減少熱量。對于每個系統(tǒng)組件和外部環(huán)境中周期變化可進行系統(tǒng)分析，以隔離熱偏移的其他來源。為了減少熱量，可以將放大器和控制系統(tǒng)從實驗箱中移出。還可以移除驅(qū)動電機。然而，在本實驗中，不能移除控制采樣平臺和檢測器組件的驅(qū)動電機。另外，可以關(guān)閉箱門，以維持恒定的周圍空氣溫度。分析器晶體溫度、周圍空氣溫度以及重力冷卻水溫度的12小時測量沒有表明任何實質(zhì)的溫度變化。連續(xù)實驗表明在第二單色器晶體的鋁基座內(nèi)存在明顯的溫度變化，該鋁基座與第二單色器晶體直接接觸并且被其加熱。第二單色器晶體的作用在于衍射來自第一單色器晶體的單色X射線束，并且將該束與分析器晶體水平較準。理論上，X射線與晶體的相互作用是彈性的，因此應該沒有熱量產(chǎn)生。這與第一單色器晶體的情況不同，因為第一晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)吸收了大量高強度多色的同步加速器白光束。為了減少震動，將重力驅(qū)動水冷卻系統(tǒng)安裝到該系統(tǒng)中，以消除來自第一單色器晶體的過量熱量。對于第二單色器晶體而言，不要求主動冷卻，但是在24小時周期上所獲得的溫度測量表明一些修改也是必要的。將電熱調(diào)節(jié)器放置在鋁支撐板上，并且在典型的24小時工作周期內(nèi)每5秒對溫度進行測量。圖34是示出在24小時周期內(nèi)由電熱調(diào)節(jié)器測量的溫度的曲線圖。支撐板的溫度在該束導通和截止的周期內(nèi)增加了大約L3。C。同步加速器儲存環(huán)路電流隨著時間緩慢減少，并且必須切斷并重新填充，這在溫度曲線圖中是明顯的。在12小時連續(xù)工作之后，關(guān)閉束線，以確定溫度返回基線需要花費多長時間。數(shù)據(jù)分析表明在第二晶體上存在大量熱量，從而證明對于支撐板改進為主動水冷卻是必要的。在圖34的曲線圖中使用了正?；€操作如何影響晶體溫度的文字進行注釋。在確定了具有熱不穩(wěn)定性的來源之后，將銅支撐板設置為具有用于水流動和熱交換的內(nèi)部管道。圖35是具有用于降低溫度的水冷卻管的示例性改進的第二單色器基座和支撐板的俯視圖。大約2000小時的束線工作之后，測量和估計使用改進的單色器的1000小時的束線穩(wěn)定性預測趨勢。如所預測的，保持光學穩(wěn)定性的壓倒性因素是溫度。溫度的絕對值沒有溫度隨時間的變化重要。如果保持恒溫環(huán)境，那么系統(tǒng)達到平衡，并且單色器和分析器晶體中有很少或者沒有漂移。由于存儲環(huán)路內(nèi)的環(huán)電流緩慢降低但是隨著時間可預湖lj，所以NSLS的成像提出了獨特的問題。入射在第一單色器晶體上的x射線的強度將與環(huán)電流成比例減少，造成第一晶體的溫度隨著時間降低。如果沒有將主動反饋控制設置在晶體系統(tǒng)上，那么第一分析器晶體可以隨著時間收縮，緩慢改變d間距和衍射能量。第一晶體上的布拉格角的變化將改變光束在第二晶體上的位置，減少發(fā)射自第二晶體的衍射單色光子通量。這將減少入射到分析器晶體上的X射線束的強度，并且改變X射線束的位置，導致分析器漂移。在束線冷啟動期間，其中X射線快門關(guān)閉并且所有束線分量在室溫下至少24小時，最清楚地表明了分析器漂移的影響。進行一系列具有確定系統(tǒng)花費多長時間到達平衡的實際目的的穩(wěn)定性測試，以測試分析器在啟動之后第一個100分鐘內(nèi)如何漂移。通過在使能X射線快門并且將分析器位置復位到零之后立即對系統(tǒng)進行校準來實現(xiàn)分析器的短期穩(wěn)定性測試。隨后，在-10到10微弧度范圍上以0.2微弧度的0增量每IOO秒對分析器進行掃描。隨后，對每條搖擺曲線進行分析，以確定每個搖擺曲線的重心，將其記錄為峰位位置并且沿著它相應的分析器位置進行記錄。一旦系統(tǒng)進行了初始調(diào)節(jié)并且初始化實驗，將不在做出進一步的調(diào)節(jié)或調(diào)整。選擇兩種光子能量，18keV和40keV用于測試，并且將所有其它束線參數(shù)和鋁過濾設置為在正常成像條件下所使用的級別。高能量X射線遠比低能量X射線具有穿透性，因此需要更多的前單色器濾片，以將通量降低到所需級別并且衰減在多色同步加速器白光束中出現(xiàn)的更低能量的X射線。增加濾片數(shù)量提高了X射線進入同步加速器之前發(fā)生的吸收量，從而降低了第一單色器晶體上的熱負荷。采用增加水冷散熱器以消除從濾片組件中發(fā)生的X射線吸收所生成的熱量，晶體經(jīng)歷更少的來自同步加速器白束的熱效應。減少在更高能量下每攝氏度的角度變化以及通過增加濾片減少同步加速器的熱負荷的組合導致穩(wěn)定性隨著束能量增大而成比例增大。從束線的冷啟動開始進行的穩(wěn)定性實驗證實了分析器漂移緊隨環(huán)形電路的減少這一效果。電流理論假設高強度的入射同步加速器白光束幾乎立即深度加熱第一單色器晶體，快速到達最大溫度。由于環(huán)電流隨時間消耗，所以溫度緩慢下降，導致漂移。系統(tǒng)最終加熱周圍環(huán)境空氣和系統(tǒng)組件，導致每單位時間漂移量趨于穩(wěn)定。在40keV上過濾數(shù)量的增加有助于減少熱負荷影響，減少系統(tǒng)到達熱平衡的時間量。一旦束線連續(xù)工作5到7小時，每個晶體上熱負荷的影響就最小化，并且束線變成具有很少或沒有分析器漂移的超穩(wěn)定束線。圖36到圖39是穩(wěn)定性測試結(jié)果的曲線圖。具體而言，圖36是18keV系統(tǒng)穩(wěn)定性測試的曲線圖，其示出了在一段時間內(nèi)的分析器的峰位位置。圖37是在18keV穩(wěn)定性測試期間NSLS的X射線環(huán)電流的曲線圖。圖38是40keV系統(tǒng)穩(wěn)定性測試的曲線圖，其示出了在一段時間內(nèi)的分析器的峰位位置。圖39是在40keV穩(wěn)定性測試期間NSLS的X射線環(huán)電流的曲線圖。該實驗的結(jié)果證實可以通過將晶體保持在光學恒溫中來控制光學中的漂移，這可以通過使用精確加熱系統(tǒng)以維持恒定溫度在基于同步加速器和非同步加速器的DEI系統(tǒng)上實現(xiàn)。通過系統(tǒng)工程分析，可以將分析器/單色器不穩(wěn)定性的問題從基本限制減小到微小干擾。采用更多改進，可以完全消除該問題，實現(xiàn)了完全利用所有基于計算X射線斷層攝影的DEI和MIR方法。分析乳房X射線照相模板以確定DEI和DEI的最優(yōu)成像參數(shù)的讀者研究如上所述，DEI是從X射線吸收、折射和超小角度散射(消光襯度)中獲得襯度的放射線照相技術(shù)。DEI是從X射線吸收和折射中獲得襯度的類似的放射線照相技術(shù)。傳統(tǒng)的放射線照相系統(tǒng)，二維的或者CT，基于X射線穿過物質(zhì)的衰減來產(chǎn)生圖像。由于X射線吸收基于電子密度和平均原子序數(shù)，所以襯度是基于對象或病人中的衰減差異來獲得的。X射線光子與物質(zhì)的相互作用相比于僅僅從入射束去除的光子數(shù)量可以提供更多的結(jié)構(gòu)信息。DEI將硅分析器晶體合并到X射線束的路徑中以作為高度靈敏的角度濾波器，從而有助于X射線折射和超小角度散射的測量。具有由于對象的屬性或者其本地環(huán)境所造成的正常吸收襯度的對象可具有高折射和超小角度散射襯度。假定乳房組織中感興趣的結(jié)構(gòu)通常具有低吸收襯度，DEI在乳房成像方面具有巨大的潛力，尤其是在疾病早期。當與傳統(tǒng)的乳房X射線照相術(shù)相比時，惡性乳房組織的DEI研究已經(jīng)表明在乳房腫瘤中毛刺體(spiculation)的可視化方面有大幅度提高。乳房中主要感興趣的診斷結(jié)構(gòu)包括鈣化、腫塊和纖維，所有這些鈣化、腫塊和纖維與周圍脂肪和腺體組織比較而言，具有明顯的折射和散射特征。為了正確研究用于乳房x射線照相的DEI應用，必須優(yōu)化獨特的系統(tǒng)參數(shù)和配置，以檢測乳房成像診斷上重要的特征。該研究的總體要點在于確定使用吸收、折射和超小角度散射拒絕(消光)可以獲得的放射線劑量的潛在減少。為了設計和構(gòu)造用于臨床的乳房X射線照相術(shù)系統(tǒng)，必須指定的主要DEI成像要素是束能量、分析器晶體反射、以及在分析器晶體搖擺曲線上的位置。使用NSLSX-15A束線上進行該研究的實驗。為了理解要分析的參數(shù)，按次序?qū)ο到y(tǒng)進行簡要說明。用于這些實驗的X射線源是NSLS的X射線環(huán)路，是2.8GeV同步加速器，能夠產(chǎn)生從10至60keV的高通量X射線。雙晶體硅單色器用于選擇入射X射線束的特定能量。DEI圖像通過將調(diào)整為選擇特定角度的硅分析器晶體放置在對象之后來獲得。分析器是具有IO'5弧度數(shù)量級分辨率的角度濾波器，其有助于測量X射線折射和超小角度散射。將分析器調(diào)整到其反射率曲線上的不同位置可以選擇X射線分布中的離散角度，并且一些位置為對象和病變檢測提供了有用信息。存在可以在DEI中使用的多個晶體反射，例如布拉格[111]和布拉格[333]反射。DEI折射襯度隨著分析器晶體搖擺曲線的斜率而增大，布拉格[333〗反射具有遠大于布拉格[lll]反射的斜率。布拉格[333]反射可以提供更好的襯度，但是在布拉格[333]反射中可由晶體從入射多色X射線束中選擇的X射線光子的數(shù)量大約比布拉格[l1l]反射小一個數(shù)量級。確定這些反射之間可視化方面的相對差異是基于臨床的DEI系統(tǒng)設計中的重要因素。X射線管可以使用陰極/陽極結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生X射線，輸出頻譜和幅度是陽極材料、電壓和安培數(shù)的函數(shù)。乳房X射線照相術(shù)系統(tǒng)可以包括具有鉬耙的X射線源，其在從28到32kVp范圍電壓下產(chǎn)生X射線束。該結(jié)構(gòu)生成多色發(fā)散X射線束，其具有集中在鉬18keV的K。的能量譜?；谖盏腦射線系統(tǒng)設置到這些相對較低能量的X射線以對軟組織成像。雖然18keVX射線提供了軟組織中更大的襯度，但是一個缺點是與較低能量X射線相關(guān)聯(lián)地增加了病人吸收射線劑量。與傳統(tǒng)的乳房X射線照相術(shù)相比，一些先前的DEI乳房成像研究是基于X射線能量。雖然這些技術(shù)可以潛在用于測量X射線的吸收，但是沒有充分體現(xiàn)折射和超小角度散射的額外DEI襯度機制的優(yōu)勢。存在可應用于DEI的多種圖像處理技術(shù)，包括生成表觀吸收和折射圖像。另一種正在開展的基于DEI的圖像處理方法是MIR，其對襯度分量具有更加精確和詳細的分離。使用MIR的初步研究已經(jīng)證實該方法能夠在低光子計數(shù)水平上運行，并且可與傳統(tǒng)X射線源的一起使用。幾個研究DEI的工作小組正處于將DEI方法應用到CT的過程中，這將DEI的額外襯度機制與CT的空間分辨能力相結(jié)合。雖然該研究聚焦在二維成像，但是用于二維成像的系統(tǒng)參數(shù)還可以應用于基于同步加速器和非同步加速器的CT應用中。將要在這里描述的實驗包括在標準乳房X射線照相模板成像期間采集參數(shù)的謹慎變化。為該研究所獲得的圖像表示以每個系統(tǒng)配置獲取的不具有任何二級圖像處理的原始圖像數(shù)據(jù)。為了有助于理想DEI乳房X射線照相術(shù)單元的詳細說明，專家讀者對所有實驗條件下已知模板特征的可見性進行評價。從工程和醫(yī)學前景出發(fā)，一個最重要的系統(tǒng)參數(shù)是束能量。為了理解DEI系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)可視化如何作為能量的函數(shù)而變化，選擇下列能量用于該研究18keV、25keV、30keV和40keV。通過將單色器調(diào)整到用于所需波長的合適的布拉格角來實現(xiàn)從入射同步加速器束中選擇所需的能量。為了獲得診斷上有價值的信息，在分析期間可以使用在分析器晶體搖擺曲線上三個有代表性的點。-1/2達爾文寬度(DW)、峰位、以及+1/2DW位置可以選擇用于每個束能量/晶體反射組合?？梢垣@得相應的同步加速器X射線照片以用于比較。在該實驗中使用標準化乳房成像模板(phantom)，以模擬乳房組織和乳癌的結(jié)構(gòu)特性。最初的工作使用實際乳房組織樣本，但是出現(xiàn)在生物組織中的變化以及惡性特征的主觀評價使得對于該研究而言更加適合使用模板。由于根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的DEI系統(tǒng)能夠由多種機制獲得襯度，所以選擇具有彼此適應特征的模板。在該實驗中，選擇由透明合成樹脂(Lucite)制成的對比-細節(jié)(CD)模板(可購自加拿大OntarioToronto的SunnybrookandWomen'sResearchInstitute),該透明合成樹月旨具有機械力口工到表面中具有可變直徑和深度的一系列圓形凹痕。直徑和深度的變化產(chǎn)生用于評價襯度和空間分辨率的梯度。較深的凹痕導致增大的衰減差異，并且因此導致增大的襯度。凹痕的圓形邊緣提供了有助于x射線折射的界面。已知半徑和高度，對每個圓柱體的體積進行計算，以確定總可見體積。圖40A到圖40C和圖41A到圖41C是分別在18keV和30keV所采集的示例性CD模板的圖像。具體而言，圖40A到圖40C分別示出了18keV同步加速器放射線照片的圖像、在+1/2達爾文寬度(DW)分析器晶體位置所獲得的18keV的DEI圖像、以及在峰位分析器晶體位置所獲得的18keV的DEI圖像。在DEI例子中使用的晶體反射是布拉格[333]反射。圖41A到圖41C分別示出了30keV同步加速器放射線照片的圖像、在-1/2達爾文寬度(DW)分析器晶體位置獲得的30keV的DEI圖像、以及在峰位分析器晶體位置獲得的30keV的DEI圖像。在DEI例子中使用的晶體反射是布拉格[333]反射。與18keV同步加速器放射線照片相比較，30keV同步加速器放射線照片中襯度降低。第二種模板可用于該實驗。該第二種模板是為國際數(shù)字乳房X射線照相術(shù)發(fā)展組(IDMDG)設計，以測試數(shù)字乳房X射線照相術(shù)系統(tǒng)。特別是，該模板是為數(shù)字乳房X射線照相術(shù)成像屏幕檢驗(DMIST)而開發(fā)的，并且已知為MISTY(可購自SunnybrookandWomen'sResearchInstitute)。MISTY模板包含可以對乳房X射線照相圖像質(zhì)量進行量化的多個區(qū)域。在結(jié)構(gòu)上，該模板由具有汞增強覆蓋物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，該汞增強覆蓋物包含可用于對系統(tǒng)襯度和分辨率進行量化的一些高分辨率細節(jié)。三個選自MISTY模板的區(qū)域?qū)⒂糜谠搶嶒?。圖42A到圖42C是在30keV、布拉格[333]、峰位分析器晶體位置獲得的MISTY模板中三個不同區(qū)域的圖像。具體而言，圖42A是一系列線對簇(linepaircluster)的圖像，每簇包含4條線，線之間的距離減少直到不能再分辨它們?yōu)橹?。圖42B是一系列星形簇的圖像，其模擬了乳房組織中的鈣化。使用一列具有7個簇、每個簇包含6個星，每個星形簇具有帶缺失點的一個星。隨著分辨率和襯度降低，星不再可見，并且僅顯示為斑點。在該實驗中可以反演該鈣化模擬。圖42C是梯級光楔(stepwedge)的圖像。該梯級光楔用于測量吸收襯度。梯級光楔包括6個精確限定的界面。在該實驗中，使用FujiBAS2500圖像板讀取器和FujiHRV圖像板采集DEI圖像。如上所述，圖像板是大約0.5mm厚的彈性塑料片，其上涂覆以有機粘結(jié)劑結(jié)合的光激勵磷。此外，使用50pm像素尺寸和16位灰度級別掃描所有圖像。用于圖像采集的表面射線劑量基于能量不同而變化，但是相同的表面射線劑量用于每個能量設置的放射線照片和DEI圖像。3.0mGy的表面射線劑量用于30keV下采集的圖像，1.5mGy的表面射線劑量用于25keV下采集的圖像，以及0.2mGy的表面射線劑量用于40keV下采集的圖像。兩個研究讀者分析該實驗中CD和MISTY模板圖像結(jié)果。結(jié)合大多數(shù)DEI配置之間巨大差異使用標準化模板表明兩個讀者足以實現(xiàn)合適水平的統(tǒng)計能力。一位是專業(yè)乳房成像者和一位是參與研究的醫(yī)學物理學家。為了最優(yōu)化觀測環(huán)境，在專門設計的暗室中使用具有峰位強度500cd/i^的5百萬像素CRT監(jiān)視器進行該讀者研究。允許讀者調(diào)整每個圖像的灰度級別，并且提供放大鏡以實現(xiàn)最大化觀看。對病變的整個周圍實現(xiàn)可視化的能力在乳房X射線照相術(shù)中具有診斷意義，例如可視化具有良好外圍邊界的良性纖維性瘤與具有或不具有毛剌體的不良定義邊界的潛在惡性腫塊之間的差異。另外，鈣化和它們形態(tài)的可視化可以觀察到深層的病變。將反映診斷應用對臨床乳房X射線照相術(shù)的問題結(jié)合到讀者研究設計中，將任務劃分為不同的恰當信任級別。在確定哪個因素給出最高性能中，為讀者使用建立了8個性能測量1、在CD模板中可以看到完整周圍的圓圈體積；2、在CD模板中可見至少一半周圍的圓圈體積；3、在CD模板中可見周圍任何部分的圓圈體積；4、在MISTY模板中觀測到的線對組的數(shù)目；5、在MISTY模板的鈣化模擬中可見的星的數(shù)目；6、所有點在MISTY模板的鈣化模擬中可見的最后一個簇號；7、在MISTY模板的鈣化模擬中可見的規(guī)格的數(shù)目；以及8、在MISTY模板梯級光楔中清楚限定的部件的數(shù)目。為了有助于圖像中數(shù)據(jù)的代碼化，將具有相應性能任務的每個模板的曲線圖描述提供給每個讀者以便評價圖像。對于CD模板，要求讀者指出在圖像的每個行和列中可見的圓圈。為了評定MISTY模板線對區(qū)域，要求讀者確定所有四條線都清晰可見的最高簇。對鈣化模擬的評價包括首先對可以見到的星的總數(shù)的進行計數(shù)，隨后，對29個可能點之外的每個簇中可見的星點的數(shù)目進行計數(shù)。另外，要求讀者對可以見到的斑點總數(shù)進行計數(shù)。對于感興趣的梯級光楔區(qū)域，要求讀者對6個界面中可以清楚見到的界面進行標記。對于每個進行評價的讀者，圖像呈現(xiàn)的次序是隨機的。變化的多種方式分析用于適合所有8個結(jié)果。分析中所包括的是束能量、晶體反射、曲線位置和讀取器之間的所有相互作用。將Box-Cox變換應用于一些結(jié)果，以確保常態(tài)假設的有效性。由于在比較所有因素時考慮了多個結(jié)果，所以使用Bonferroni檢測以通過將0.05/8(0.00625)設置為顯著水平來調(diào)整整個類型l的誤差。在該顯著水平上，使用Tukey測試，以比較所有因素組合之間性能的差異。CD模板結(jié)果對于周圍任何部分可見的圓圈的體積，在兩個讀者(p-值-0.0185)之間和不同的能級(p-值-0.0176)之間不存在顯著差異。然而，晶體反射和搖擺曲線位置以及它們的相互作用是顯著的(所有三個p-值O.OOl)。Tukey檢測分析表明采用布拉格[333]反射可以看到更多體積。放射線照片具有最小可見體積，并且在-l/2DW、+1/20百和峰位分析器晶體位置之間幾乎沒有差異。當結(jié)果是至少一半周圍可見的圓圈的體積時，在p-值小于0.001情況下所有因素的主要影響是顯著的。Tukey檢測分析表明25keV表現(xiàn)得最好，并且25keV和30keV比18keV和40keV產(chǎn)生更可見的體積。該數(shù)據(jù)表明在晶體反射和分析器位置(p-值O.001)之間存在顯著的相互作用。雖然沒有足夠證據(jù)支持布拉格[333]反射和峰位分析器位置的組合比布拉格[333]、+1/2DW和布拉格[333]、-1/2DW位置的組合表現(xiàn)得更好，但是布拉格[333]反射和峰位分析器位置的組合產(chǎn)生了最可見的體積。同步加速器放射線照片產(chǎn)生最不可見的體積。對于整個周圍可見的圓圈的體積，讀者、束能量和搖擺曲線位置的主要影響僅僅在p-值分別小于0.001、等于0.0027、以及小于0.001情況下是顯著的。Tukey檢測分析沒有找到束能量中所有級別之間的差異，但是數(shù)據(jù)中的趨勢表明25keV比30keV表現(xiàn)得更好，并且后者比40keV和18keV表現(xiàn)得更好。對于其它性能測量，同步加速器反射線照相產(chǎn)生最不可見的體積。MISTY模板對線對組的分析表明束能量、晶體反射和分析器搖擺曲線位置的主要影響在所有p-值小于0.001的情況下是顯著的。此外，在晶體反射和搖擺曲線位置之間表現(xiàn)出顯著的相互作用(p-值O.OOl)。該數(shù)據(jù)表明18keV、布拉格[333]、在峰位分析器位置或者25kev、布拉格[333]、在峰位或者+1/2DW分析器位置的組合表現(xiàn)得很好。對于線對區(qū)域的最佳性能是30keV、布拉格[333]、+1/20"\￥搖擺曲線位置。偽影(artifacts)出現(xiàn)在許多星形簇圖像中，該星形簇圖像通過使用設計用于使具有高度準直的X射線束的系統(tǒng)中的X射線發(fā)散的模板來生成。完整給出的數(shù)據(jù)證實了傳統(tǒng)模板的整個結(jié)構(gòu)設計如何影響可視化。對可見星數(shù)目的分析表明僅僅在p-值為0.0026的情況下束能量是顯著的。檢測結(jié)果表明25keV是最好的選擇，但是與30keV沒有明顯差異。對于所有點可見的最后一個簇號，所有這些因素都不是顯著的。來自可見斑點數(shù)目的數(shù)據(jù)表明最好的組合是18keV和布拉格[lll]、18keV和布拉格[333]、以及30keV和布拉格[111]或[333]反射。對于梯級光楔區(qū)域，在束能量不同級別和不同搖擺曲線位置之間出現(xiàn)顯著差異。該數(shù)據(jù)表明雖然18keV、25keV和30keV的束能量大致是等同的，但是所有都比在40keV采集的圖像表現(xiàn)得更好。用于搖擺曲線位置的性能結(jié)果表明-l/2DW、峰位和+l/2DW位置是等效的，并且等于同步加速器反射線照片的性能。對所有性能測量的分析表明最優(yōu)的DEI系統(tǒng)配置是25或30keV，使用-1/2DW或者峰位分析器晶體位置的布拉格[333]反射。表4到表6示出了讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)。具體而言，表4示出了關(guān)于X射線束能量的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)。表5示出了關(guān)于晶體反射的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)。下表6示出了根據(jù)搖擺曲線位置分組的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)。<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表4關(guān)于X射線束能量的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表5關(guān)于晶體反射的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表6根據(jù)搖擺曲線位置分組的讀者研究數(shù)據(jù)的總結(jié)。關(guān)于束能量，對于兩種模板的讀者研究數(shù)據(jù)表明大于18keV的能量對于DEI是最優(yōu)的。由于吸收襯度按照1/ES減少，所以對于傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)而言，軟組織吸收襯度隨著能量增加迅速減少。讀者研究結(jié)果表明對于更高的束能量而言，由于吸收損失的信息可通過來自DEI特定襯度的信息進行補償。對于主要是折射的結(jié)構(gòu)，DEI靈敏度與1/E成比例，具有在40keV或者更高能量下采集軟組織圖像的潛力。對消光有貢獻的散射光子的消除與能量無關(guān)，但是散射強度將隨著能量增大而減少。由于據(jù)信乳房組織內(nèi)大多數(shù)關(guān)鍵診斷結(jié)構(gòu)具有明顯的折射和散射特性，所以通過避免吸收并聚焦在折射和超小角度散射襯度可以有助于在更高能量下成像。布拉格[333]反射的可視化的增強在CD模板中是明顯的，特別是在更高的性能級別上。布拉格[333]反射在大多數(shù)性能測量中是優(yōu)異的，但是該反射和布拉格[111]之間的差異小于預期的差異。雖然這可能表明布拉格[111]反射在給定通量的工程考慮下是可接受的，但是更可能的解釋是模板的設計不適合用于測量基于X射線折射和消光的襯度機制。相同的推理可以應用于分析器晶體位置，其中，峰位分析器位置在大多數(shù)性能測量中優(yōu)異的。當未偏離的光子強度最高時，吸收襯度和分辨率將達到最高，其在分析器搖擺曲線的峰位上。消光效應也會在峰位位置發(fā)揮作用，因為將光子散射到搖擺曲線尾部的結(jié)構(gòu)將被消除，導致超出一般的襯度。由于這些模板設計為檢測基于X射線吸收的成像系統(tǒng)，可以預料峰位位置將在該類型研究中表現(xiàn)得最好。折射襯度不出現(xiàn)在搖擺曲線的峰位上，并且-1/2DW和+1/2DW的一般等價或者降低的性能表明在模板中不存在的結(jié)構(gòu)是高折射的。該研究設計為深入了解每個系統(tǒng)組件對圖像質(zhì)量而不是對最有用的圖像處理方法的影響。作為收窄整個成像參數(shù)空間的第一步驟，分析每個配置下的原始數(shù)據(jù)比處理DEI圖像對更適于產(chǎn)生表觀吸收和折射圖像。最鼓舞人心的結(jié)果之一是使用可高達40keV的更高能量的X射線的能力。在更高能量下光電效應的快速降低對應于病人所吸收的光子數(shù)量的減少，導致放射線劑量的急劇減少。對于到達檢測器表面的相同數(shù)量的光子(107ph/cm2)，在18keV下經(jīng)過5cm水的表面吸收劑量是3.3mGy，在30keV下是0.045mGy，以及在40keV下是0.016mGy。這表明30keV與18keV相比具有73倍的射線劑量減少，以及40keV與18keV相比具有206倍的射線劑量減少。由于吸收是隨著組織厚度而增加的，所以射線劑量的減少對于更厚的樣本甚至更大。使用多圖像放射線照片的乳癌襯度機制分析使用DEI和MIR技術(shù)的乳房成像研究已經(jīng)證實與傳統(tǒng)乳房X射線照相術(shù)相比在可視化上的改進。特別是，使用DEI技術(shù)分析乳癌原纖維中潛在的襯度機制的研究證實了X射線消光在圖像襯度方面發(fā)揮了很大作用。此外，對乳癌毛刺體的研究證實與相應的放射線照片相比DEI峰位圖像具有8至33倍的增強。MIR通過增加表示對象超小角度散射的圖像實現(xiàn)更加完整和嚴格地評價這些特性。該研究致力于擴展X射線源的可用能量范圍并且減少或者消除對X射線吸收的需求。由于軟組織中的吸收襯度隨著光子能量增加而迅速減少，所以乳房組織中潛在的X射線襯度機制成為基于非同步加速器的DEI系統(tǒng)中的關(guān)鍵。使用更高能量X射線通過增加到達檢測器的入射光子的數(shù)量提高了DEI系統(tǒng)的效率，并且減少X射線吸收也降低了表面和吸收放射線劑量。然而，如果吸收是乳房組織可視化的關(guān)鍵襯度機制，那么任何DEI系統(tǒng)可以使用與傳統(tǒng)X射線系統(tǒng)類似范圍內(nèi)的更低能量的X射線。該實驗比較了18keV和60keV下的系統(tǒng)特征。為了評價乳房組織中取決于能量的吸收、折射和散射，將具有特性特征的4個乳房組織樣本在多個X射線能量下成像，并且使用MIR進行處理，以分離各自的襯度分量。在本研究中使用的能量范圍基于傳統(tǒng)鉬和鎢X射線管中使用的能量來確定，分別是18keV和60keV。還選擇25keV、30keV、40keV和50keV的束能量，以跟蹤對于每種MIR襯度機制襯度的降低。在一個實驗中，選擇3個乳癌樣本用于在NSLSX-15A束線下成像。使用NSLSX-15A束線獲得MIR圖像組和同步加速器放射線照片。使用光子科學(PhotonicScience)VHR-150X射線照相機進行圖像采集，其具有120mmx80mm的FOV以及30微米像素尺寸。與X射線折射和散射相關(guān)的光電效應的迅速降低使得保持恒定的表面射線劑量極具挑戰(zhàn)性。例如，使用為18keV下X射線吸收優(yōu)化的表面射線劑量所采集的圖像將在諸如60keV的更高束能量下由于光子吸收減少而嚴重地過度曝光。通過將單色器調(diào)整到將用于MIR成像的能量范圍的中間，即40keV，并且選擇表面射線劑量以使平均曝光是大約一半檢測器動態(tài)范圍，來找到平衡。選擇350mrad的表面射線劑量用于在18keV、25keV、30keV和40keV下MIR和放射線照片成像。在50keV和60keV下使用的表面射線劑量由于來自彎曲磁X射線源的光子通量在那些能量下明顯降低而減少，其中在50keV下表面射線劑量是20mrad，在60keV下是4mrad。分析器晶體搖擺曲線的半高全寬(FWHM)隨著能量增加而減少。折射襯度在搖擺曲線的肩部占主要地位，需要針對每種能量略微修改采樣參數(shù)。無論搖擺曲線寬度如何，對于每個MIR組采集21個圖像，并且在更高能量下減小角度范圍和e增量以針對FWHM的減小進行調(diào)整。圖43是示出乳房中吸收、不相干散射和相干散射的貢獻相對于能量的曲線圖。選擇4個乳房樣本用于在NSLS上成像。在18keV和25keV下獲得的MIR圖像是在距離峰位-5至5微弧度范圍上，每0.5微弧度進行采樣得到的。對于30keV和40keV下的MIR成像，采樣范圍減少到±4微弧度，并具有0.4微弧度的^增量。在50keV下使用土3微弧度的角度范圍，并具有0.3微弧度的e增量，以及對于在60keV下的MIR成像，使用±2微弧度的角度范圍，并具有0.2微弧度的6增量。在每種能量和射線劑量下采集相應的同步加速器放射線照片。另外，使用通用電子傳感照相機(GeneralElectricSenographe)2000D(可購自ConnecticutFarifield的通用電子公司)對乳房樣本進行成像。每個能量下用于單個圖像的射線劑量使用熱致發(fā)光(thermolumiscent)檢測器進行測量，以確定平均腺體射線劑量、通過該采樣的分布、以及生成該圖像所需的通量。為了與傳統(tǒng)技術(shù)進行比較，圖44是在傳統(tǒng)放射線照相術(shù)系統(tǒng)上成像的示例性乳房樣本的圖像。使用具有100微米像素分辨率的GE電子傳感照相機2000D在空氣中對該樣本進行成像。圖45A到圖45F是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)分別在束能量18keV、25keV、30keV、40keV、50keV和60keV下相同樣本的同步加速器放射線照片。以與用于在NSLS成像的壓縮級別可以相比較的壓縮級別在空氣中采集這些圖像。圖46A到圖46F是分別使用18keV、25keV、30keV、40keV、50keV和60keV的MIR束能量的乳房樣本的圖像。圖46A是在18keV下使用具有土5微弧度、0.5微弧度的0增量的采樣參數(shù)的MIR的乳房樣本圖像。圖46B是在25keV下使用具有±5微弧度、0.5微弧度的0增量的采樣參數(shù)的MIR的乳房樣本圖像。圖46C是在30keV下使用具有土4微弧度、0.4微弧度的e增量的采樣參數(shù)的MIR的乳房樣本圖像。圖46D是在40keV下使用具有±4微弧度、0.4微弧度的0增量的采樣參數(shù)的MIR的乳房樣本圖像。圖46E是在50keV下使用具有±3微弧度、0.3微弧度的0增量MIR的采樣參數(shù)的乳房樣本圖像。圖46F是在60keV下使用具有土2微弧度、0.2微弧度的0增量的采樣參數(shù)的MIR的乳房樣本圖像。使用熱致發(fā)光檢測器測量平均腺體射線劑量和分布。圖47A到圖47F是分別示出18keV、25keV、30keV、40keV、50keV和60keV的束能量的平均腺體射線劑量和分布的曲線圖。圖48是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題示出X射線束能量相對于用于MIR的能量的曲線圖。使用在每種能量下獲得的放射量測定數(shù)據(jù)，計算用于采集MIR組的每個放射線照片和分量的通量并呈現(xiàn)在圖中。以上實驗結(jié)果證實使用MIR的乳房成像如何在寬范圍能量上進行。如果僅考慮吸收，可以預料軟組織中的襯度隨著能量增加而顯著下降，在40keV或者以上能量下幾乎沒有吸收襯度。每個能量下的同步加速器放射線照片顯示了襯度的減少，尤其是在60keV下，在軟組織中基本上是零吸收襯度?；谑褂勉f源的傳統(tǒng)X射線管的圖像采集時間可高達10,000秒，這遠遠超出了臨床成像所需的時間窗口。鉬X射線管具有固定的陽極，其限制了熱耗散并且在工程上明顯限制了每單位時間可以生成的通量。鎢X射線管具有大的旋轉(zhuǎn)陽極，并且可以耐受非常高的電壓和安培數(shù)。雖然鎢X射線管在通量和熱耗散方面具有許多優(yōu)點，但是由鎢生成的特征X射線太高以至于不能在軟組織中生成吸收襯度。然而，該實驗證實折射和散射的MIR特定襯度機制可以在不需要X射線吸收的情況下生成極好的軟組織襯度。在更高能量下光子的減少在放射劑量分布曲線中是明顯的，其中18keV和60keV處的分布之間存在顯著差異。在18keV下，由于組織中的吸收，存在較大的通量下降。通量下降隨著能量增加而減少，光子的最高透過出現(xiàn)在50keV和60keV處。吸收的減少轉(zhuǎn)化為能量的增加，這在圖48所示出的通量測量中明顯的。為了校準用于實驗的擬合算法，選擇具有已知直徑和折射率的多個尼龍單纖維和透明合成樹脂棒用于分析。選擇更小的尼龍纖維以對乳癌毛刺體的直徑和幾何尺寸進行近似。使用40keVX射線束能量和350mrad表面射線劑量采集每個樣本及相應的同步加速器放射線照片。對于MIR，選擇具有0.4微弧度e增量的土4微弧度角度分布，生成21幅圖像。使用MIR方法處理這些圖像，以生成表示從X射線吸收、折射和散射所產(chǎn)生的襯度圖像。從二維圖像中提取三維信息是一個巨大的挑戰(zhàn)，尤其是對于非均勻的對象而言。乳癌毛剌體本質(zhì)上是圓柱形的，考慮到它們的材料特性，允許做出近似。為了提取關(guān)于乳癌毛刺體的信息，首先必須設計和校準分析方法?？梢允褂煤线m的基于MIR的分析方法以來確定尼龍和透明合成樹脂以及乳癌毛刺體的直徑和折射率。使用這兩個關(guān)鍵特性，可以對纖維和毛刺體的許多其它方面進行分析和建模。雖然在MIR圖像中存在三個襯度分量，但是對于臨床成像系統(tǒng)而言，折射圖像將最有可能是最重要的。如果使用更高能量的X射線進行成像，吸收圖像與折射圖像相比將很差。由于搖擺曲線尾部上通量的較大減少，散射圖像也將扮演次于折射圖像的角色。計算和比較多個乳癌樣本的折射率可以在一定程度上確保生成折射襯度的材料特性是一致的并且不是不規(guī)則的。使用具有不同直徑的尼龍和透明合成樹脂進行方法的校準。使用MIR在40keV下以-4至4微弧度的采樣范圍和0.4微弧度的P增量對直徑200微米、360微米和560微米的尼龍纖維進行成像。選擇這些小纖維以對臨床上明顯的毛剌體的幾何尺寸和直徑進行近似。選擇具有13，000微米和19，000微米直徑的較大透明合成樹脂棒評價用于更大直徑對象的算法。圖49是示出使用MIR估計纖維直徑的圖像。尼龍纖維是弱吸收的，因此是用于評價DEI和MIR襯度的理想模板材料。圖49中的模板設計用于使用減小直徑的尼龍纖維測量MIR和DEI的襯度和分辨率。直徑越小，成像的挑戰(zhàn)性越大。諸如尼龍纖維和乳癌毛刺體的圓柱形對象表現(xiàn)出如圖50所示的特性折射分布，圖50示出尼龍纖維折射分布的曲線圖。折射在棒的邊緣最高，在中間為零。如果假定對象是圓柱形的，那么可以使用來自MIR或DEI折射圖像的折射特征推斷出直徑。采用已知直徑的圓柱體，可以推斷出纖維或者小纖維的折射率。下表7和表8包括尼龍和透明合成樹脂的直徑和折射指數(shù)信息。<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表7MIR直徑校準<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>表8MIR折射指數(shù)校準圖51是示出MIR折射擬合直徑校準的曲線圖。對具有已知尺寸的纖維進行成像，并且使用算法計算折射率和直徑。由于乳癌中可見的毛刺體具有與尼龍纖維相似的特性，因此將尼龍模板用于系統(tǒng)校準。在該實驗中，將用于提取尼龍和透明合成樹脂纖維直徑和折射率的相同方法應用于3個單獨乳癌樣本的5個感興趣區(qū)域。圖52A到圖52C是乳癌樣本的MIR折射圖像。下表9示出了所計算的毛刺體直徑和折射率。<table>tableseeoriginaldocumentpage86</column></row><table>圖9小纖維折射指數(shù)圖53是通過根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的DEI系統(tǒng)所獲得的局部乳癌腫塊和毛刺體的MIR組圖像。圖54A到圖54E是示出與傳統(tǒng)的放射線相片相比采用DEI的小纖維可視化的圖像。具體而言，圖54A是包含浸潤性小葉癌的乳房組織樣本的傳統(tǒng)放射線照片的圖像。樣本經(jīng)過了組織學評價，以確認lcm白色框中的小纖維對應于延伸自腫瘤表面的腫瘤指狀物。圖54B是示出圖54A中的lcm白色框所指定區(qū)域的展開的傳統(tǒng)放射線照片圖像。圖54C到圖54E是示出圖54A中的lcm白色框所指定區(qū)域的展開的DEI圖像。在這些展開圖中，很明顯DEI圖像中的組織襯度高于傳統(tǒng)放射線照片，在傳統(tǒng)放射線照片中，感興趣的結(jié)構(gòu)勉強可見。為了量化DEI的改進襯度，沿著如圖54B到圖54E中的垂直白色線所示的圖像輪廓計算小纖維的襯度測量。對于組織樣本的其它區(qū)域，進行重復計算。統(tǒng)計分析顯示DEI折射圖像具有高于傳統(tǒng)放射線照片8到14倍的襯度，而峰位圖像具有高于放射線照片12到33倍的襯度。X射線折射和散射成像的基本物理學仍處于研究的早期階段，特別是當與100多年歷史的基于吸收的X射線成像相比時。對于給定的內(nèi)部不均勻的生物組織，對大致圓柱形的乳癌毛刺體的分析提供了可與多個組織樣本進行可靠比較的診斷上有用的特征。使用在空氣中成像的多個標準化均勻圓柱體實現(xiàn)了基于折射的擬合算法的精確校準。由于生物組織的非均勻特性，使用用于分析生物組織的該算法可將誤差引入計算中，但是乳房組織的特性和診斷應用減少了這些誤差在絕對計算中的重要性。傳統(tǒng)乳房X射線照相術(shù)的基本問題是難于可視化沉浸在脂肪組織的高度吸收背景中的低襯度對象。腫瘤病變的大小和密度隨著時間增加，最終變得足夠大和密集以至于從背景中突出并且變成使用傳統(tǒng)方法就可見到。由于乳癌死亡率與病變的大小和進展直接相關(guān)，所以減少惡性病變的生成與檢測之間的時間是所有新的乳房成像形式的目標。通過利用多個X射線襯度機制之間的差異以有助于區(qū)分良性與惡性結(jié)構(gòu)，DEI和MIR在傳統(tǒng)放射線照相術(shù)上做出了改進。脂肪組織可具有與小的惡性病變類似的X射線衰減，但是它們不具有相同的折射特征。脂肪組織具有非常小的折射和散射襯度，但是乳癌病變小的圓柱形毛刺體具有大的折射和散射特征。在40keV下，軟組織中的吸收襯度最小，進一步增加了感興趣病變和背景組織之間的整體襯度梯度。毛刺體折射襯度的進一步增益來自它們的幾何形狀，該幾何形狀對于X射線的折射是理想的。對于入射在圓柱形對象上的準直x射線束，在圓柱體的頂部和底部的折射襯度最大，在中間具有最小折射襯度。隨著圓柱體直徑減少，即使在吸收襯度消隱在背景中之后，由于對象的幾何形狀沒有改變，所以仍可保持折射襯度。在多個乳癌樣本上獲得的折射率值表明材料特性是類似的，并且應該在大多數(shù)類似的癌癥樣本中觀測到襯度的增大。確定乳房組織中增強可視化的基本襯度機制是設計基于非同步加速器的DEI/MIR系統(tǒng)中極為重要的步驟。該研究表明折射和散射的MIR特定襯度機制在結(jié)構(gòu)可視化上發(fā)揮了主要作用，進一步減少了病變可視化對X射線吸收的依賴。X射線吸收的減少轉(zhuǎn)化為病人所吸收的射線劑量的減少，考慮到用于傳統(tǒng)乳房X射線照相術(shù)所需的相對較高的射線劑量，這是極其有益的。在這些實驗中使用尼龍指出了其可潛在用于未來的建模和仿真實驗。使用類似的幾何現(xiàn)狀、直徑和折射率，尼龍單纖維絲可以深入了解為什么這些診斷上重要的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生高襯度。計算機仿真為了檢測DEI設計，開發(fā)了計算機仿真軟件?；谠?、晶體、對象和檢測器的特定設置以及規(guī)格，所開發(fā)的軟件使用光線追蹤，以計算病人的射線劑量并且跟蹤經(jīng)過DEI系統(tǒng)的X射線影響。因為晶體光學消除X射線在不期望的方向上傳播，所以DEI的主要可能性障礙是獲得足夠數(shù)量的到達檢測器平面的光子。下面，在表10和11中分別提供了對一個設計仿真的系統(tǒng)參數(shù)規(guī)格和結(jié)果列表。<table>tableseeoriginaldocumentpage88</column></row><table>最小出射角(take-offangle)l度電子斑點尺寸12mmx0.8mmW靶的Est通量435Kal光子/mA-s⑥150kVp所需電荷120mA-秒所需能量400mA@150kVp圖像尺寸20cmx25cm成像時間6秒表10系統(tǒng)參數(shù)規(guī)格5cm乳房壓縮檢測器上的通量564光子/像素平均腺體射線劑量0.004mGy*lOcm乳房壓縮檢測器上的通量200光子/像素平均腺體射線劑量0.012mGy**最壞情況估計，其假定所有衰減導致組織中的能量沉積表ll系統(tǒng)參數(shù)結(jié)果圖55A到圖55C根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的使用計算機仿真軟件進行仿真的DEI系統(tǒng)的示意圖，該DEI系統(tǒng)一般由附圖標記5500表示。具體而言，圖55A到圖55C是DEI系統(tǒng)的透視圖、側(cè)視圖和俯視圖。參考圖55A到圖55C，通過具有線源的X射線管XT生成X射線束。在一個仿真中，將X射線管XT仿真為SiemensDURAAkronBX射線管(可購自Malvern,Pennsylvania的SiemensMedicalSolutionsUSA，Inc.)。SiemensX射線管包括鎢靶，因此它產(chǎn)生59.3keV的K"lX射線。所以，將X射線管仿真為產(chǎn)生59.3keV的K"1X射線。對于DEI需要強大的管，以獲得克服在束遭遇病人之前晶體光學系統(tǒng)中的損失所需要的通量。SiemensX射線管具有旋轉(zhuǎn)陽極，其消耗熱量并且允許管在高功率(60kW)運轉(zhuǎn)。仿真的DEI系統(tǒng)使用管上的線源端口。圖56是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的實施例的耦合到DEI單色器晶體5602的對數(shù)螺旋(log-spiral)聚焦部件5600的透視圖。參考圖56，部件5600可以是配置為增加光子通量的彎曲衍射晶體。部件5600為X射線源提供了大的靶區(qū)域，其可以實現(xiàn)高功率，并且聚焦發(fā)射的放射線以形成細的虛擬線源。虛擬線源可以較小并且很亮。此外，彎曲衍射晶體5600具有是對數(shù)螺旋的一部分的表面。圖57是示出在焦散處具有源的對數(shù)螺旋部件的聚焦效果的透視圖。表面形狀使布拉格衍射部件表現(xiàn)為聚焦設備。對數(shù)螺旋部件具有下列特性(1)它收集從強度最大的固定出射角度上的大耙區(qū)域發(fā)射的光線；(2)它將束單色化；以及(3)它將放射線聚焦以形成高強度虛擬線源。圖58A和圖58B分別是用于實驗研究的特性系統(tǒng)的俯視圖和正視圖。參考圖58A和圖58B，該附圖示出了對數(shù)螺旋部件對放射線進行聚焦以形成高強度虛擬線源。DEI系統(tǒng)5500包括三個晶體前單色器、單色器和分析器。所有三個晶體都是硅并且調(diào)整為[440]反射級。通過沿著該方向切片可以制作大的晶體。這些晶體容易獲得。對于檢測器D，將DEI系統(tǒng)5500仿真中的掃描協(xié)議設置為6秒。在一個例子中，檢測器D可以是單線設備，其每圖像線讀出一次。在另一個例子中，檢測器D可以是全視場設備，其與對象O通過X射線束的運動同步掃描。在單線檢測器或者全視場檢測器中，一次獲得一條線或者一條帶的圖像數(shù)據(jù)。在另一個例子中，檢測器D可以是直接X射線到電荷轉(zhuǎn)換檢測器，其允許使用厚吸收體，以實現(xiàn)更高能量下的效率而無明顯的空間分辨率損失。圖59是一般標記為5900的直接X射線到電荷轉(zhuǎn)換檢測器的示意圖。檢測器5卯0可以在諸如由鉤X射線管產(chǎn)生的高X射線能量下提供良好的空間分辨率和阻擋能力(stoppingpower)?？梢圆捎弥T如CZT、Ibl2或者Hgl2的具有更高Z和密度的檢測器材料，以改善高能量性能。仿真結(jié)果表明在檢測器上的通量大約是每像素600光子，其為傳統(tǒng)乳房X射線照片的大約1/3到1/9。因此，仿真結(jié)果表明仿真MIR系統(tǒng)的噪聲水平大于傳統(tǒng)乳房X射線照片大約1.7到3倍。然而，在低噪聲水平上，折射襯度可高于傳統(tǒng)乳房X射線照片8到33倍。此外，對于該仿真的DEI系統(tǒng)，平均腺體射線劑量大約是0.004mGy，其低于5cm壓縮上的傳統(tǒng)乳房X射線照片大約250到750倍。在10cm壓縮下，在MIR中所吸收的射線劑量將是0.019mGy，其低于相同壓縮下傳統(tǒng)乳房X射線照片數(shù)千倍。示例性成像結(jié)果如上所述，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題，同步加速器和X射線管是用于生成DEI圖像的兩種合適類型的X射線源。為了比較的目的，圖60A和圖60B是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的由基于同步加速器的系統(tǒng)和基于X射線管的系統(tǒng)分別產(chǎn)生的相同尼龍小纖維模板的圖像。圖60A的圖像由同步加速器產(chǎn)生，其中生成60keV的射線束，并且使用4.0mrad射線劑量在分析器搖擺曲線+0.4微弧度位置處采集。圖60B的圖像在使用0.4mrad射線劑量以及160kV和6.2mA的管設定的分析器搖擺曲線+0.4微弧度位置處產(chǎn)生。成像尼龍纖維具有560微米(頂部纖維)、360微米(中間纖維)和200微米(底部纖維)的直徑。尼龍纖維是非常弱吸收的，因此這些圖像示出了為了觀察這種弱吸收材料而使用折射成像的優(yōu)點的例子。具體而言，例如，應該注意到這些結(jié)果表明根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的使用160kV電壓的X射線管可以獲得軟組織的圖像。圖61是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的技術(shù)的圖44和圖45A到圖45F中所示的相同乳房樣本的同步加速器折射圖像。在該例子中，束能量是60keV，具有4mrad射線劑量為了比較的目的，圖62A和圖62B是根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的分別使用X射線管和同步加速器所獲得的相同區(qū)域的乳房組織樣本的圖像。使用具有0.4mrad射線劑量的X射線管獲得圖62A中所示的圖像。使用在分析器位置+0.4微弧度、350mrad射線劑量、40keV同步加速器獲得圖62B中所示的圖像。該乳房組織樣本浸入4.5cm的水中。圖63是使用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的X射線管所獲得的乳癌乳房切除樣本的圖像。通過使用0.4mrad射線劑量的7.0cm、全層、最低限度壓縮的乳房獲得該圖像。小于或者等于大約0.5mrad可應用于其它對象或者組織以獲得合適的圖像。該圖像示出了在小于傳統(tǒng)乳房X射線照片幾百倍射線劑量的全層乳房組織中的診斷特征。因為這里所描述的發(fā)明主題可以獲得高厚度軟組織對象的圖像，所以它是有優(yōu)勢的。先前的基于同步加速器的設備不能獲得這種圖像。此外，例如，這里所描述的發(fā)明主題可用于獲得這種高質(zhì)量圖像，同時將非常低的射線劑量應用到諸如軟組織對象的對象。這里所描述的發(fā)明主題可以使用比傳統(tǒng)放射線照相術(shù)更高的X射線束以獲得高質(zhì)量圖像，因此出于病人安全考慮，這里所描述的發(fā)明主題可以使用更低的劑量。示例性應用根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的系統(tǒng)和方法可以應用于多種醫(yī)學應用。如上所述，這里所描述的系統(tǒng)和方法可以應用于乳房成像。此外，例如，這里所描述的系統(tǒng)和方法可以應用于軟骨成像、神經(jīng)成像、心臟成像、血管成像(具有和不具有襯度)、肺部(肺)成像、骨成像、泌尿生殖器成像、胃與腸成像、一般的軟組織成像、造血系統(tǒng)成像、以及內(nèi)分泌系統(tǒng)成像。除了成像時間和劑量之外，使用更高能量X射線的主要進步是可以成像的對象的厚度。對于諸如乳房成像的應用，所描述的系統(tǒng)允許以臨床現(xiàn)實的成像時間對全層乳房組織進行成像。對于身體的其它區(qū)域，例如頭部、頸部、手足、腹部和骨盆，也可實現(xiàn)相同的效果。沒有x射線吸收的限制，使用具有更高能量X射線的DEI急劇增加了X射線的穿透能力。對于軟組織，入射到對象上的X射線光子僅一小部分被吸收，這極大地增加了從X射線管發(fā)射的光子到達檢測器的效率。關(guān)于肺部成像，如這里所描述的DEI技術(shù)可以產(chǎn)生在肺中極好的襯度，并且可以著重用于診斷諸如肺炎的肺部狀態(tài)。肺中的液體聚集產(chǎn)生了使用DEI可以輕易檢測到的顯著的密度梯度。正常肺部組織和具有腫瘤的組織之間的密度梯度、周圍組織的特性、以及幾何形狀差異可以很大，這產(chǎn)生良好的襯度。此外，這里所描述的DEI技術(shù)可以應用于肺癌篩查和診斷。關(guān)于骨成像，這里所描述的DEI技術(shù)一般可以產(chǎn)生極好的骨圖像。DEI的高折射和消光襯度特別有利于骨內(nèi)骨折和損傷的可視化。此外，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的系統(tǒng)和方法可以應用于多種檢測和工業(yè)應用。例如，本系統(tǒng)和方法可以應用于諸如禽肉檢査的肉類檢查。例如，本系統(tǒng)和方法可以用于觀測肉類中需要篩查和/或移除的鋒利骨頭、羽毛、以及其它低襯度對象。這里所描述的系統(tǒng)和方法可以應用于這種篩査。這里所描述的系統(tǒng)和方法還可以應用于制造業(yè)檢查。例如，本系統(tǒng)和方法可以用于檢查諸如在航空產(chǎn)品中的焊接。這里所描述的DEI技術(shù)可用于檢査經(jīng)歷嚴重磨損和撕裂的、諸如噴氣機渦輪葉片的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件。此外，例如，這里所描述的系統(tǒng)和方法可以用于檢查電路板和其它電子產(chǎn)品。在另一個例子中，這里所描述的系統(tǒng)和方法可以用于諸如鋼帶和踏板完整性檢查的檢查。此外，根據(jù)這里所描述的發(fā)明主題的系統(tǒng)和方法可以用于安全檢査目的。例如，本系統(tǒng)和方法可以用于機場和港口的檢查。這里所描述的DEI技術(shù)可用于檢査塑料和低吸收襯度對象，諸如塑料小刀、使用傳統(tǒng)X射線難以檢測的復合槍、以及塑料爆炸物。為了對例如用于機場行李檢査的更大的對象進行成像，可以增大X射線管和檢測器之間的距離，以允許束發(fā)散。必須使用更大的分析器晶體以接收更大的扇形束。所描述的設備提供了一種機制，這種機制可以轉(zhuǎn)化到計算機X射線斷層攝影術(shù)成像系統(tǒng)或者DEI-CT中。類似第三代傳統(tǒng)計算機X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)的DEI-CT系統(tǒng)將使用相同的但是為了圍繞中心點旋轉(zhuǎn)進行修改的裝置?？商鎿Q地，系統(tǒng)可以保持固定，并且對象、樣本或者病人將在束中旋轉(zhuǎn)。該設計的CEI-CT系統(tǒng)將產(chǎn)生表示X射線吸收、折射和超小角度散射拒絕(消光)的圖像，但是將在三個方向中對它們進行分解。應該理解，可以改變這里所描述的發(fā)明主題的各個細節(jié)，而不脫離這里所描述的發(fā)明主題的范圍。此外，如通過其后所提供的權(quán)利要求對這里所描述的發(fā)明主題所定義的那樣，前述說明僅僅是為了說明的目的，而不是為了限制的目的。權(quán)利要求1、一種用于檢測對象的圖像的方法，所述方法包括生成具有多色能量分布的第一X射線束；將單個單色器晶體定位在預定位置以直接截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束；將對象定位在所述第二X射線束的路徑，使得所述第二X射線束透射穿過所述對象并且從所述對象發(fā)射出透射X射線束；將所述透射X射線束以一入射角指向分析器晶體；以及從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測所述對象的圖像。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括使用X射線管生成所述第一X射線束。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的旋轉(zhuǎn)陽極生成所述第一X射線束。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的固定陽極生成所述第一X射線束。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬耙其中之一。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成具有特征X射線能量的X射線束，所述特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，生成具有特征X射線能量的X射線束包括生成具有大約50keV至大約70keV的特征X射線能量的X射線束。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成來自X射線點源在不同方向扇形散開的多個X射線束。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，定位所述單色器晶體包括將所述單色器晶體的表面定位為與入射到所述單色器晶體的所述表面上的所述第一X射線束的路徑成大約1度和40度之間的角度。11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述單色器晶體與所述分析器晶體在取向和晶面上匹配。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述單色器晶體是對稱晶體。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述單色器晶體是硅晶體。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述硅晶體具有[333]反射。15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分析器晶體是布拉格型分析器。16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對象是軟組織對象。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述軟組織對象是乳房組織。18、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二X射線束將小于或者等于大約0.5mrad的放射線劑量施加到所述對象。19、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測所述對象的圖像包括在檢測器上接收所述衍射束。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述檢測器配置為產(chǎn)生所述對象的數(shù)字化圖像。21、根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述檢測器是放射線照相膠片。22、根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述檢測器是圖像板。23、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測所述對象的所述圖像包括從處于和接近所述分析器晶體的搖擺曲線的峰位的一個所述分析器晶體衍射的所述衍射束檢測所述對象的所述圖像。24、根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括從所檢測的圖像中得到所述對象的衍射增強圖像、吸收圖像、折射圖像、散射圖像以及質(zhì)量密度圖像中的至少一個。25、根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，處于和接近所述峰位的所述一個出現(xiàn)在所述搖擺曲線的達爾文寬度的大約一半內(nèi)。26、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測所述對象的所述圖像包括從發(fā)射自定位于第一角度位置的所述分析器晶體的第一衍射束檢測所述對象的第一角度圖像；從發(fā)射自定位于第二角度位置的所述分析器晶體的第二衍射束檢測所述對象的第二角度圖像；將所述第一和第二角度圖像合并，以得到折射圖像；以及從所述折射圖像得到所述對象的質(zhì)量密度圖像。27、根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，檢測所述第一角度圖像包括檢測來自處于所述分析器晶體的低搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第一角度圖像，并且其中，檢測所述第二角度圖像包括檢測來自處于所述分析器晶體的高搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第二角度圖像。28、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在所述第二X射線束透射穿過所述對象之前阻擋所述第二X射線束的一部分，從而阻擋X射線束的預定特征線。29、根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，阻擋所述第二X射線束的所述部分包括將準直器定位在所述單色器晶體和所述對象之間，從而阻擋所述X射線束的所述預定特征線。30、根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述預定特征發(fā)射線是特征發(fā)射線Kal。31、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在由所述單色器晶體截取所述第一X射線束之前，阻擋所述第一X射線束超出所述單色器晶體的角度接收窗口之外的部分。32、根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，阻擋所述第一X射線束的所述部分包括將準直器定位在所述第一X射線束的路徑中。33、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述單色器晶體是第一單色器晶體，并且其中，所述方法包括定位第二單色器晶體，以截取所述第二X射線束并且將所述第二X射線束指向所述分析器晶體。34、根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，定位所述第二單色器晶體包括將所述第二單色器晶體定位為使得所述第二X射線束指向的路徑平行于所述第一x射線束的路徑。35、根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述第一和第二單色器晶體是不匹配的。36、根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，選擇所述第一和第二單色器晶體用于排除所述第一X射線束的預定部分。37、根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述第一和第二單色器晶體是鍺和硅單色器晶體其中之一。38、根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述第一和第二單色器晶體是鍺[333]和硅[333]單色器晶體其中之一。39、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括調(diào)整由所述第二X射線束施加到所述對象的放射線劑量。40、一種用于檢測對象的圖像的系統(tǒng)，所述方法包括X射線源，其配置為生成具有多色能量分布的第一X射線束；單個單色器晶體，其定位在預定位置以直接截取所述第一X射線束，并且其中，可以產(chǎn)生透射穿過對象的具有預定能級的第二X射線束；分析器晶體，定位為截取以一角度入射到所述分析器晶體上的透射X射線束；以及圖像檢測器，其配置為從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。41、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源是X射線管。42、根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括旋轉(zhuǎn)陽極。43、根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括固定陽極。44、根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。45、根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。46、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有特征X射線能量的X射線束，所述特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。47、根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有大約50keV至大約70keV的特征X射線能量的X射線束。48、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成來自X射線點源在不同方向扇形散開的多個X射線束。49、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體的表面定位為與入射到所述單色器晶體的所述表面上的所述第一X射線束的路徑成大約1度和40度之間的角度。50、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體與所述分析器晶體在取向和晶面上匹配。51、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體是對稱晶體。52、根據(jù)權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體是硅晶體。53、根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中，所述硅晶體具有[333]反射。54、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述分析器晶體是布拉格型分析器。55、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述對象是軟組織對象。56、根據(jù)權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中，所述軟組織對象是乳房組織。57、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述第二X射線束將小于或者等于大約0.5mrad的放射線劑量施加到所述對象。58、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，包括，其中所述檢測器配置為接收所述衍射束。59、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為產(chǎn)生所述對象的數(shù)字化圖像。60、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器是放射線照相膠片。61、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器是圖像板。62、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為從處于和接近所述分析器晶體的搖擺曲線的峰位的一個所述分析器晶體衍射的所述衍射束檢測所述對象的所述圖像。63、根據(jù)權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，包括計算機，其配置為從所檢測的圖像中得到所述對象的衍射增強圖像、吸收圖像、折射圖像、散射圖像、和質(zhì)量密度圖像中的至少一個。64、根據(jù)權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，其中，處于和接近所述峰位的^f述一個出現(xiàn)在所述搖擺曲線的達爾文寬度的大約一半內(nèi)。65、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為從發(fā)射自定位于第一角度位置的所述分析器晶體的第一衍射束檢測所述對象的第一角度圖像；以及配置為從發(fā)射自定位于第二角度位置的所述分析器晶體的第二衍射束檢測所述對象的第二角度圖像；以及所述系統(tǒng)包括計算機，該計算機配置為將所述第一和第二角度圖像合并，以得到折射圖像，并且配置為從所述折射圖像得到所述對象的質(zhì)量密度圖像。66、根據(jù)權(quán)利要求65所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為檢測來自處于所述分析器晶體的低搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第一角度圖像，并且配置為檢測來自處于所述分析器晶體的高搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第二角度圖像。67、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，包括準直器，該準直器定位為在所述第二X射線束透射穿過所述對象之前阻擋所述第二X射線束的一部分，從而阻擋所述X射線束的預定特征線。68、根據(jù)權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，其中，所述預定特征發(fā)射線是特征發(fā)射線Kal。69、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，包括準直器，該準直器定位為在由所述單色器晶體截取所述第一X射線束之前，阻擋所述第一X射線束超出所述單色器晶體的角度接收窗口之外的部分。70、根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體是第一單色器晶體，并且其中，所述系統(tǒng)包括第二單色器晶體，該第二單色器晶體定位為截取所述第二X射線束并且將所述第二X射線束指向所述分t斤器晶體。71、根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，將所述第二單色器晶體定位為使得所述第二X射線束指向的路徑平行于所述第一X射線束的路徑。72、根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二單色器晶體是不匹配的。73、根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，選擇所述第一和第二單色器晶體用于排除所述第一X射線束的預定部分。74、根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二單色器晶體是鍺和硅單色器晶體其中之一。75、根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，所述第一和第二單色器晶體是鍺[333]和硅[333]單色器晶體其中之一。76、一種用于檢測對象的圖像的方法，所述方法包括生成具有多色能量分布的第一X射線束；阻擋所述第一X射線束的一部分，使得所述第一X射線束是準直的扇形束；將單色器晶體定位在預定位置以截取所述準直的扇形束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束；將對象定位在所述第二X射線束的路徑中，使得所述第二X射線束透射穿過所述對象并且從所述對象發(fā)射出透射X射線束；將所述透射X射線束以一入射角指向分析器晶體；以及從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測所述對象的圖像。77、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括使用X射線管生成所述第一X射線束。78、根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的旋轉(zhuǎn)陽極生成所述第一X射線束。79、根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的固定陽極生成所述第一X射線束。80、根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中，所述X射線管包括鎢耙、六硼化鋇耙、釤耙和鉬耙其中之一。81、根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中，將所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。82、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成具有特征X射線能量的X射線束，所述特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。83、根據(jù)權(quán)利要求82所述的方法，其中，生成具有特征X射線能量的X射線束包括生成具有大約50keV至大約70keV的特征X射線能量的X射線束。84、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成來自X射線點源在不同方向扇形散開的多個X射線束。85、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，阻擋所述第一X射線束的所述部分包括阻擋所述第一X射線束的所述部分，使得所述準直的扇形束在第一方向上具有大約IO度的發(fā)散，并且在第二方向中具有大約1度的發(fā)散。86、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，阻擋所述第一X射線束的所述部分包括將準直器定位在所述單色器晶體和所述對象之間。87、根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，其中，所述準直器限定所述準直的扇形束通過其中的狹縫。88、根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中，由所述準直器的所述狹縫將所述第一X射線束限定為所述準直的扇形束。89、根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，其中，定位所述單色器晶體包括將所述單色器晶體的表面定位為與入射到所述單色器晶體的所述表面上的所述第一X射線束的路徑成大約1度和40度之間的角度。90、根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，其中，所述單色器晶體與所述分析器晶體在取向和晶面上匹配。91、根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法，其中，所述單色器晶體是對稱晶體。92、根據(jù)權(quán)利要求91所述的方法，其中，所述單色器晶體是硅晶體。93、根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述硅晶體具有[333]反射。94、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，所述分析器晶體是布拉格型分析器。95、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，所述對象是軟組織對象。96、根據(jù)權(quán)利要求95所述的方法，其中，所述軟組織對象是乳房組織。97、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，所述第二X射線束將小于或者等于大約0.5mrad的放射線劑量施加到所述對象。98、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，檢測所述對象的圖像包括在檢測器上接收所述衍射束。99、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，檢測所述對象的所述圖像包括從處于和接近所述分析器晶體的搖擺曲線的峰位的一個所述分析器晶體衍射的所述衍射束檢測所述對象的所述圖像。100、根據(jù)權(quán)利要求99所述的方法，包括從所檢測的圖像中得到戶萬述對象的衍射增強圖像、吸收圖像、折射圖像、散射圖像和質(zhì)量密度圖像中的至少一個。101、根據(jù)權(quán)利要求99所述的方法，其中，處于和接近所述峰位的所述一個出現(xiàn)在所述搖擺曲線的達爾文寬度的大約一半內(nèi)。102、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，檢測所述對象的所述圖像包括從發(fā)射自定位于第一角度位置的所述分析器晶體的第一衍射束檢測所述對象的第一角度圖像；從發(fā)射自定位于第二角度位置的所述分析器晶體的第二衍射束檢測所述對象的第二角度圖像；將所述第一和第二角度圖像合并，以得到折射圖像；以及從所述折射圖像得到所述對象的質(zhì)量密度圖像。103、根據(jù)權(quán)利要求102所述的方法，其中，檢測所述第一角度圖像包括檢測來自處于所述分析器晶體的低搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第一角度圖像，并且其中，檢測所述第二角度圖像包括檢測來自處于所述分析器晶體的高搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第二角度圖像。104、一種用于檢測對象的圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括X射線源，其配置為生成具有多色能量分布的第一X射線束；準直器，其定位為阻擋所述第一X射線束的一部分，使得所述第一X射線束是準直的扇形束；單色器晶體，其定位在預定位置以截取所述準直的扇形束，使得具有預定能級的第二X射線束透射穿過對象；分析器晶體，其定位為截取以一角度入射到所述分析器晶體上的透射X射線束；以及圖像檢測器，其配置為從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。105、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源是X射線管。106、根據(jù)權(quán)利要求105所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源包括旋轉(zhuǎn)陽極。107、根據(jù)權(quán)利要求105所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源包括固定陽極。108、根據(jù)權(quán)利要求105所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括鎢耙、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。109、根據(jù)權(quán)利要求105所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。110、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有特征X射線能量的X射線束，該特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。111、根據(jù)權(quán)利要求iio所述的系統(tǒng)，其中，所述x射線源配置為生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。112、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成來自X射線點源在不同方向上扇形散開的多個X射線束。113、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述準直器定位為阻擋所述第一X射線束的所述部分，使得所述準直的扇形束在第一方向上具有大約IO度的發(fā)散，并且在第二方向上具有大約1度的發(fā)散。114、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述準直器定位在所述單色器晶體和所述對象之間。115、根據(jù)權(quán)利要求114所述的系統(tǒng)，其中，所述準直器限定所述準直的扇形束通過其中的狹縫。116、根據(jù)權(quán)利要求115所述的系統(tǒng)，其中，由所述準直器的所述狹縫將所述第一X射線束限定為所述準直的扇形束。117、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體包括定位為與入射到所述單色器晶體的所述表面上的所述第一X射線束的路徑成大約1度和40度之間角度的表面。118、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體與所述分析器晶體在取向和晶面上匹配。119、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體是對稱晶體。120、根據(jù)權(quán)利要求119所述的系統(tǒng)，其中，所述單色器晶體是硅晶體。121、根據(jù)權(quán)利要求120所述的系統(tǒng)，其中，所述硅晶體具有[333]反射。122、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述分析器晶體是布拉格型分析器。123、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述對象是軟組織對象。124、根據(jù)權(quán)利要求123所述的系統(tǒng)，其中，所述軟組織對象是乳房組125、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述第二X射線束將小于或者等于大約0.5mrad的放射線劑量施加到所述對象。126、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為在檢測器上接收所述衍射束。127、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為從處于和接近所述分析器晶體的搖擺曲線的峰位的一個所述分析器晶體衍射的所述衍射束檢測所述對象的所述圖像。128、根據(jù)權(quán)利要求127所述的系統(tǒng)，包括計算機，該計算機配置為從所檢測的圖像中得到所述對象的衍射增強圖像、吸收圖像、折射圖像、散射圖像和質(zhì)量密度圖像中的至少一個。129、根據(jù)權(quán)利要求127所述的系統(tǒng)，其中，所述處于和接近所述峰位的所述一個出現(xiàn)在所述搖擺曲線的達爾文寬度的大約一半內(nèi)。130、根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為從發(fā)射自定位于第一角度位置的所述分析器晶體的第一衍射束檢測所述對象的第一角度圖像，并且配置為從發(fā)射自定位于第二角度位置的所述分析器晶體的第二衍射束檢測所述對象的第二角度圖像；以及所述系統(tǒng)包括計算機，該計算機配置為將所述第一和第二角度圖像合并以得到折射圖像，并且配置為從所述折射圖像得到所述對象的質(zhì)量密度圖像。131、根據(jù)權(quán)利要求130所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器配置為檢測來自處于所述分析器晶體的低搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第一角度圖像，并且配置為檢測來自處于所述分析器晶體的高搖擺曲線角度設定的所述分析器晶體的所述對象的所述第二角度圖像。132、一種用于檢測對象的圖像的方法，所述方法包括通過生成來自X射線點源在不同方向上扇形散開的多個X射線束，生成具有多色能量分布的第一X射線束；將單色器晶體定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束；將對象定位在所述第二X射線束的路徑中，使得所述第二X射線束透射穿過所述對象并且從所述對象發(fā)射出透射X射線束；將所述透射X射線束以一入射角指向分析器晶體；以及從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測所述對象的圖像。133、根據(jù)權(quán)利要求132所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括使用X射線管生成所述第一X射線束。134、根據(jù)權(quán)利要求133所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的旋轉(zhuǎn)陽極生成所述第一X射線束。135、根據(jù)權(quán)利要求134所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的固定陽極生成所述第一X射線束。136、根據(jù)權(quán)利要求133所述的方法，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。137、根據(jù)權(quán)利要求133所述的方法，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。138、根據(jù)權(quán)利要求133所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成具有特征X射線能量的X射線束，該特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。139、根據(jù)權(quán)利要求138所述的方法，其中，生成具有特征X射線能量的X射線束包括生成具有在大約50keV至大約70keV的范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。140、一種用于檢測對象的圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-X射線管，其配置為通過生成來自X射線點源在不同方向上扇形散開的多個X射線束來生成具有多色能量分布的第一X射線束；單色器晶體，其定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束以透射穿過對象；分析器晶體，其定位為截取以一角度入射到所述分析器晶體上的透射X射線束；以及圖像檢測器，其配置為從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。141、根據(jù)權(quán)利要求140所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括旋轉(zhuǎn)陽極。142、根據(jù)權(quán)利要求140所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括固定陽極。143、根據(jù)權(quán)利要求140所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。144、根據(jù)權(quán)利要求140所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。145、根據(jù)權(quán)利要求140所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管配置為生成具有在大約10keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。146、根據(jù)權(quán)利要求145所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管配置為生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。147、一種用于檢測對象的圖像的方法，所述方法包括生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一X射線束；將單色器晶體定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有所述第一和第二特征發(fā)射線的第二X射線束；有選擇地阻擋所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線中的一個特征發(fā)射線，并且允許所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線中未被阻擋的一個特征發(fā)射線通過；將對象定位在所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線中未被阻擋的一個特征發(fā)射線的路徑中，使得所述第二X射線束的未被阻擋的特征線透射穿過所述對象并且從所述對象發(fā)射出透射X射線束；將所述透射X射線束以一入射角指向分析器晶體；以及從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測所述對象的圖像。148、根據(jù)權(quán)利要求147所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括使用X射線管生成所述第一X射線束。149、根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的旋轉(zhuǎn)陽極生成所述第一X射線束。150、根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的固定陽極生成所述第一X射線束。151、根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶和鉬靶其中之一。152、根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。153、根據(jù)權(quán)利要求147所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成具有特征X射線能量的X射線束，該特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。154、根據(jù)權(quán)利要求153所述的方法，其中，生成具有特征X射線能量的X射線束包括生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。155、一種用于檢測對象的圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括X射線源，其配置為生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一X射線束;單色器晶體，其定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有所述第一和第二特征發(fā)射線的第二X射線束；具有狹縫的準直器，所述狹縫可調(diào)節(jié)地用于有選擇地阻擋所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線中的一個特征發(fā)射線并且允許所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線中未被阻擋的一個特征發(fā)射線透射穿過對象；分析器晶體，其定位為截取以一角度入射到所述分析器晶體上的透射X射線束；以及圖像檢測器，其配置為從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。156、根據(jù)權(quán)利要求155所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源是X射線管。157、根據(jù)權(quán)利要求156所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括旋轉(zhuǎn)陽極。158、根據(jù)權(quán)利要求156所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括固定陽極。159、根據(jù)權(quán)利要求156所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。160、根據(jù)權(quán)利要求156所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。161、根據(jù)權(quán)利要求148所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有在大約10keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。162、根據(jù)權(quán)利要求161所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。163、一種用于檢測對象的圖像的方法，所述方法包括生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一X射線束；將單色器晶體定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有所述第一和第二特征發(fā)射線的第二X射線束；將對象定位在所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線的路徑中，使得所述第二X射線束的所述第一和第二特征發(fā)射線透射穿過所述對象并且從所述對象發(fā)射出透射X射線束；將所述透射X射線束以一入射角指向分析器晶體；以及從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測所述對象的圖像。164、根據(jù)權(quán)利要求163所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括使用X射線管生成所述第一X射線束。165、根據(jù)權(quán)利要求164所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的旋轉(zhuǎn)陽極生成所述第一X射線束。166、根據(jù)權(quán)利要求164所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括從所述X射線管的固定陽極生成所述第一X射線束。167、根據(jù)權(quán)利要求164所述的方法，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。168、根據(jù)權(quán)利要求164所述的方法，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。169、根據(jù)權(quán)利要求163所述的方法，其中，生成所述第一X射線束包括生成具有特征X射線能量的X射線束，該特征X射線能量在大約10keV至大約70keV的范圍內(nèi)。170、根據(jù)權(quán)利要求163所述的方法，其中，生成具有特征X射線能量的X射線束包括生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。171、一種用于檢測對象的圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括X射線源，配置為生成具有第一和第二特征發(fā)射線的第一X射線束；單色器晶體，其定位在預定位置以截取所述第一X射線束，從而產(chǎn)生具有所述第一和第二特征發(fā)射線的第二X射線束以透射穿過對象；分析器晶體，其定位為截取以一角度入射到所述分析器晶體上的透射X射線束；以及圖像檢測器，其配置為從衍射自所述分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。172、根據(jù)權(quán)利要求171所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源是X射線管。173、根據(jù)權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括旋轉(zhuǎn)陽極。174、根據(jù)權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括固定陽極。175、根據(jù)權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管包括鎢靶、六硼化鋇靶、釤靶、和鉬靶其中之一。176、根據(jù)權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線管設置為至少50kW的功率以生成所述第一X射線束。177、根據(jù)權(quán)利要求171所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有在大約10keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。178、根據(jù)權(quán)利要求177所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源配置為生成具有在大約50keV至大約70keV范圍內(nèi)的特征X射線能量的X射線束。全文摘要本發(fā)明公開了使用具有多色能量分布的X射線束檢測對象圖像的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個方面，方法可以包括檢測對象的圖像。該方法可以包括生成具有多色能量分布的第一X射線束。并且，該方法可以包括將單個單色器晶體定位在預定位置以直接截取第一X射線束，從而產(chǎn)生具有預定能級的第二X射線束。并且，可以將對象定位在第二X射線束的路徑中，使得第二X射線束透射穿過對象并且從對象發(fā)射為透射X射線束。透射X射線束可以以一入射角指向晶體分析器。并且，可以從衍射自分析器晶體的衍射束檢測對象的圖像。文檔編號G01N23/04GK101405596SQ200780009742公開日2009年4月8日申請日期2007年1月24日優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日發(fā)明者C·A·帕勒姆,D·康納,E·D·皮薩諾,L·D·查普曼,中鐘申請人:北卡羅來納大學查珀爾希爾分校;布魯克海文科學協(xié)會;薩斯喀徹溫大學