[發(fā)明專利]X射線成像系統(tǒng)和定量成像方法及其計算單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780033712.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN109195526B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·E·弗雷登貝里;K·E·L·貝里格倫
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;G01N23/04;G01N23/087;A61B6/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

本發(fā)明提出了對譜圖像數(shù)據(jù)與非譜圖像數(shù)據(jù)進行組合以便克服不同數(shù)據(jù)獲取方法的限制。來自所述方法的結(jié)果優(yōu)選根據(jù)空間頻率進行組合，從而譜圖像數(shù)據(jù)在低頻率下提供高準確性，而非譜圖像數(shù)據(jù)在高頻率下幫助減少噪聲。本發(fā)明實現(xiàn)了X射線成像的不同領(lǐng)域中的一系列應(yīng)用，諸如改善的組織對比度和組織表征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于處理定量圖像數(shù)據(jù)的計算單元、X射線成像系統(tǒng)、用于定量圖像數(shù)據(jù)處理的方法、以及計算機程序單元和計算機可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)

在臨床X射線成像中，例如在乳房攝影中，定量成像被用于測量諸如組織的不同類型的物質(zhì)的量，其可以被用作用于改善的風(fēng)險評估、探測、診斷和處置的輸入。例如，使用定量成像的體積乳房密度的測量允許評估罹患乳腺癌的風(fēng)險、評估乳房攝影的效果、導(dǎo)出改善的輻射劑量估計以及隨著時間監(jiān)測藥物處置的效果以便調(diào)整藥物劑量。定量成像在乳房攝影中的另一種應(yīng)用是在不同病灶類型、例如在囊性病灶與實質(zhì)性病灶之間進行區(qū)別，以便提供更好的診斷。

用于定量成像的若干種方法是可用的，包括譜成像方法和非譜成像方法。譜成像指代在多個光子能量譜(例如，至少兩個不同的能量譜)下對對象進行成像。在WO 2013/076662中描述了一種用于X射線成像中的譜圖像處理的方法。在給定的劑量下，譜成像一般與相比于非譜成像更高的噪聲相關(guān)聯(lián)，因為：1)可用的劑量在若干譜內(nèi)被分離，并且2)譜處理常常涉及不同譜之間的差異，這是增加噪聲的操作。增加的噪聲一般導(dǎo)致能夠被探測和被量化的關(guān)于結(jié)構(gòu)尺寸的下限。相比于譜成像，非譜定量成像方法常常依賴于先驗信息和額外假設(shè)、或者諸如通過計算機斷層攝影而采集的完全非譜3D圖像數(shù)據(jù)。

定量成像常常在全局水平上被應(yīng)用，報告例如針對圖像或整個乳房的單個值。然而，局部定量信息，例如乳房內(nèi)的物質(zhì)性質(zhì)的地圖，能夠?qū)τ诶缯业斤L(fēng)險增加的區(qū)域(為了在處置監(jiān)測中的更好區(qū)別)、對局部物質(zhì)性質(zhì)的分類或量化(諸如特定物質(zhì)的普遍性，包括腫瘤組織、囊液和對比劑)是有價值的。然而，利用譜成像獲得的局部定量信息可能太多噪聲而不能在合理劑量水平下是有用的。盡管利用非譜成像獲得的定量信息在給定的劑量下是更少噪聲的，但是對于假設(shè)和/或先驗信息的固有需要常常導(dǎo)致相比于譜成像更低的總體測量精確度。

US 2007/147574 A1描述了一種用于采集包括能量積分(EI)和能量甄別(ED)數(shù)據(jù)測量的圖像數(shù)據(jù)集的方法。所述方法包括在采集周期期間獲得EI測量數(shù)據(jù)和ED測量數(shù)據(jù)。所述方法然后包括在重建之前、在重建期間或者在重建之后對EI測量數(shù)據(jù)和ED測量數(shù)據(jù)進行組合。最后，所述方法包括對原始的或組合的數(shù)據(jù)集執(zhí)行重建來獲得EI圖像和一幅或多幅ED分量圖像中的一個或多個。

WO 2015/011587 A1描述了一種包括探測器陣列的成像系統(tǒng)，所述探測器陣列探測穿過檢查區(qū)域的輻射。所述探測器陣列包括探測穿過檢查區(qū)域的輻射的第一子部分并且生成指示其的第一信號的至少一組非譜探測器。所述探測器陣列還包括探測穿過檢查區(qū)域的輻射的第二子部分并且生成指示其的第二信號的至少一組譜探測器。所述成像系統(tǒng)還包括處理所述第一信號和所述第二信號從而生成體積圖像數(shù)據(jù)的重建器。

US 2015/348258 A1描述了一種被提供為使用組合的第三代能量積分計算機斷層攝影投影數(shù)據(jù)和第四代譜分辨計算機斷層攝影投影數(shù)據(jù)來重建圖像的裝置。所述裝置包括處理電路，所述處理電路被配置為：從能量積分探測器獲得表示投影數(shù)據(jù)的第一投影數(shù)據(jù)；從光子計數(shù)譜甄別探測器獲得表示投影數(shù)據(jù)的第二投影數(shù)據(jù)；并且通過使用所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)求解組合系統(tǒng)的矩陣公式來重建第一組合系統(tǒng)基礎(chǔ)圖像和第二組合系統(tǒng)基礎(chǔ)圖像。

發(fā)明內(nèi)容

因此，可能存在對于提供在局部水平上的增強的定量圖像數(shù)據(jù)、即圖像中的分辨位置的定量信息的需要。

本發(fā)明的目的是由獨立權(quán)利要求的主題來解決的，其中，另外的實施例被并入在從屬權(quán)利要求和以下描述中。