[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生在任意能譜的計算層析術(shù)圖像的正投影

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910252917.X
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN101732062A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·湯森;X·吳
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王丹昕

相關(guān)申請

不適用

聯(lián)邦資助研究或開發(fā)

不適用

微型照相卡片/版權(quán)引用

不適用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明技術(shù)通常涉及數(shù)字圖像的產(chǎn)生。更特別地，該技術(shù)涉及正投影的使用以通過雙能量掃描產(chǎn)生在任意射線管譜下的計算層析術(shù)(CT)圖像。

背景技術(shù)

雙能量成像實質(zhì)上涉及在相同條件下并在兩個能譜上獲取相同對象的多個掃描。在雙能量系統(tǒng)中，多個掃描在不同的能級(或能譜)被執(zhí)行，并且被使用以識別不同材料。例如，軟組織和其它更低密度元素趨于將X射線衰減至比骨頭和碘造影劑更弱的程度。因此，執(zhí)行兩個成像掃描，一個在較高射線管電壓水平(例如，110-150kVp)，而另一個在較低水平(例如，60-80kVp)將提供比傳統(tǒng)CT掃描更多關(guān)于正在掃描的材料的信息。

雙能量投影數(shù)據(jù)可以用于采用基本材料分解(BMD)算法重建圖像。產(chǎn)生的圖像代表一對所選的基本材料密度。除材料密度圖像以外，雙能量投影數(shù)據(jù)可以用于采用與所選單色能量(monochromaticenergy)相等的X射線衰減系數(shù)產(chǎn)生新圖像。例如，單色圖像包括其中體素的強度值被指定的圖像，好像CT圖像通過采用單色X射線束從對象收集投影數(shù)據(jù)而產(chǎn)生一樣。

在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中，雙能量CT掃描在80kVp周圍的低電壓水平和140kVp周圍的高電壓水平頻繁地執(zhí)行。從這些掃描期間獲得的圖像，產(chǎn)生基本材料密度圖像和單色圖像(即：代表采用理想單色射線管源執(zhí)行計算層析術(shù)掃描的效果的圖像)變成可能。給定一對材料密度圖像，產(chǎn)生另一個基本材料圖像對是可能的。例如，從同一解剖的水和碘圖像，產(chǎn)生一對不同的材料密度圖像(例如鈣和釓(gadolinium))是可能的。類似地，從一對基本材料圖像產(chǎn)生一對單色圖像(每個處于特定的能量)是可能的。反向也是可能的，即：從一對單色圖像可以導(dǎo)出一對基本材料圖像或一對處于不同能量的單色圖像。

然而，恰好可以有幫助的是，還產(chǎn)生圖像好像是采用另一個射線管譜掃描患者一樣(實際上不必進行額外掃描)。例如，在某些舉例中，它可以輔助放射科醫(yī)師在傳統(tǒng)的120kVp能量水平觀察成像對象。通常地，這個可能需要在所需能級執(zhí)行額外掃描。這個是耗時的步驟，其可能進一步使得患者曝露至不希望的放射水平。進一步地，因為自從初始成像程序和環(huán)境將改變之后，時間將流逝，所以將不可能捕獲確如在原始雙能量CT掃描中獲得的那樣的圖像。

因此，需要有采用從雙能量掃描獲得的成像結(jié)果、產(chǎn)生圖像結(jié)果好像是在任意能級或能譜執(zhí)行CT掃描一樣。

發(fā)明內(nèi)容

進行材料分解以基于雙能量掃描獲得材料特性因子。例如，該雙能量掃描被分解為代表材料密度的材料基本對。也就是說，針對每個該雙能量掃描，確定在所成像對象中的材料的衰減值。例如，使用在第一能級掃描時的材料(例如，骨頭)的衰減和在第二能級掃描時的材料的衰減，該材料的線性衰減系數(shù)可以獲得，使得例如這個材料的衰減值可以對于任何能級被計算。例如，在某些實施例中，線性衰減特性可以是線性衰減系數(shù)。

接下來，例如基本材料是水和碘的情況中的基本材料密度圖像用于基于材料密度、材料衰減系數(shù)和成像系統(tǒng)的已知特性來在任意能譜正投影。例如，識別位于具有坐標(x，y)的位置處的材料的線性衰減特性之后，在該位置處的該材料的衰減值可以通過在方程中插入包括任意能譜的能級而產(chǎn)生，使得該材料的衰減值可以產(chǎn)生。

某些實施例還提供了技術(shù)，由此在任意射線管譜下獲得的CT投影的確定在投影空間完全得以進行，而無需在之前產(chǎn)生材料密度圖像或單色圖像。

附圖說明

圖1描述根據(jù)本技術(shù)方案的某些實施例的方法的流程圖。

圖2描述根據(jù)本技術(shù)方案的實施例的用于正投影處于任意能級的材料密度圖像的系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

本技術(shù)方案描述用于使用正投影技術(shù)或基本材料投影技術(shù)的系統(tǒng)和方法，以使用雙能量成像期間獲得的材料密度圖像和已知材料特性在任意能譜合成CT圖像。

采用雙能量成像、基于從不同能級取得的兩個分離掃描獲得的信息來重建材料密度圖像是可能的。例如，基于掃描中的材料的材料特性，在低能級取得的CT掃描將產(chǎn)生與在高能級取得的CT掃描不同的結(jié)果。在被掃描對象中的材料將衰減低能掃描中的X射線，這要比他們將衰減高能掃描中的X射線的要多。此外，在給定能級，較高密度的材料將衰減X射線要比較低密度的材料的要多。因此，雙能量CT掃描可以用于識別圖像中的材料密度，例如，圖像可以被分解為諸如水和碘、鈣和碘、或水和鈣的兩個基本材料圖像。