[發(fā)明專利]雙能CT短程掃描協(xié)議中的數(shù)字域分解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910675301.7
• 申請(qǐng)日: 2019-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN110353716B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施大新;鄒宇;張啟林;楊溢;高斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽開普醫(yī)療影像技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03
• 代理公司: 北京市卓華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11299
• 代理人: 陳子英

本發(fā)明涉及一種雙能CT短程掃描協(xié)議中的數(shù)字域分解方法，適應(yīng)于低能和高能掃描均為π+γsubgt;m/subgt;且最大扇角γsubgt;m/subgt;小于π的情形，圖像域分解方案是分別對(duì)低能和高能投影數(shù)據(jù)在π+γsubgt;m/subgt;的掃描角度范圍內(nèi)進(jìn)行半掃圖像重建，然后使用現(xiàn)有的圖像域雙能分解方案進(jìn)行雙能分解。投影數(shù)據(jù)域分解方案依據(jù)中間變量Lsubgt;1/subgt;和Lsubgt;2/subgt;的對(duì)稱性計(jì)算出全周范圍的Lsubgt;1/subgt;和Lsubgt;2/subgt;，進(jìn)而可以依據(jù)現(xiàn)有完整雙能投影數(shù)據(jù)域分解的計(jì)算方式進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)各能量下的圖像重建。由此不僅適應(yīng)于雙能CT短程掃描，而且無需采用復(fù)雜的迭代算法，極大地簡化了計(jì)算過程，極大地減少了計(jì)算量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙能CT短程掃描協(xié)議中的數(shù)字域分解方法，用于短程雙能CT掃描中的圖像重建。

背景技術(shù)

隨著雙能CT在臨床上越來越多的應(yīng)用，世界上主要的CT生產(chǎn)廠家也在雙能CT機(jī)器的研發(fā)上投入了越來越多的資源。目前雙能CT主流技術(shù)有GE的快速電壓切換技術(shù)(fast-kVswitching)，Siemens的雙源技術(shù)(dual-source)和Philips的雙層探測(cè)器技術(shù)(dual-layerdetector)。但使用這些技術(shù)的CT設(shè)備都屬于高端CT設(shè)備，設(shè)備及數(shù)據(jù)處理過程過于復(fù)雜，價(jià)格昂貴，通常難以被中小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)購買。

而傳統(tǒng)的雙能CT技術(shù)則使用兩種不同的電壓(可稱為高壓和低壓，或高能和低能)對(duì)病人分別進(jìn)行一周的掃描，共計(jì)兩周(角度為4π)掃描，從而使得掃描時(shí)間變長，同時(shí)劑量變大。由于這些不足，傳統(tǒng)的雙能CT技術(shù)時(shí)常被人詬病。但是由于傳統(tǒng)的雙能技術(shù)在普通的CT機(jī)器上就可以實(shí)現(xiàn)，不需要特殊的硬件改造，從而可以使得使用傳統(tǒng)雙能CT技術(shù)的設(shè)備價(jià)格極大地低于使用新硬件設(shè)備的雙能CT機(jī)器。因此，如何在利用普通CT機(jī)器進(jìn)行雙能掃描的基礎(chǔ)上減少掃描量，是擺在面前的一個(gè)亟待解決的問題。

要克服傳統(tǒng)雙能CT技術(shù)掃描時(shí)間長、劑量大的弱點(diǎn)，一種可行的技術(shù)思路采用短程掃描，在不改變傳統(tǒng)雙能掃描協(xié)議和CT機(jī)器硬件的條件下，減小掃描范圍，使用低能掃描π+γm的角度范圍(γm為CT設(shè)備扇束掃描的最大扇角)，然后再使用高能繼續(xù)掃描π+γm的角度范圍，這樣低能和高能掃描的角度范圍共計(jì)為2π+2γm相對(duì)于傳統(tǒng)的雙能掃描技術(shù)共計(jì)為4π的掃描角度范圍而言，這種短程掃描方式在掃描時(shí)間和劑量方面都有實(shí)質(zhì)性的減少(參見圖1)，但短程掃描協(xié)議中高能和低能數(shù)據(jù)是不完全重疊的，無法簡單地使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)域分解方法，一種可能的解決方案是使用迭代算法來進(jìn)行雙能CT圖像重建，但這種算法復(fù)雜，計(jì)算量非常龐大，不僅需要配套相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，導(dǎo)致成本的升高，而且也需要花費(fèi)更多的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙能CT短程掃描協(xié)議中的數(shù)字域分解方法，適用于雙能CT短程掃描協(xié)議的分解算法，在圖像域或投影數(shù)據(jù)域進(jìn)行分解，降低設(shè)備需求，減少運(yùn)算時(shí)間。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種雙能CT短程掃描協(xié)議中的數(shù)字域分解方法，適應(yīng)于雙能短程掃描，其中低能掃描和高能掃描的角度范圍均為π+γm、在β₀～β₁～β₂共計(jì)2π+2γm掃描角度區(qū)間為低能掃描和高能掃描的雙能掃描，在β₀～β₁掃描角度區(qū)間為僅低能掃描，在β₁～β₂的掃描角度區(qū)間為僅高能掃描，其投影數(shù)據(jù)域分解方案包括下列步驟：

S1.計(jì)算各區(qū)間的中間變量L₁(β，γ)和L₂(β，γ)：

1)在β₀～β₂區(qū)間，根據(jù)直接測(cè)量得到的雙能投影數(shù)據(jù)g_H(β，γ)和g_L(β，γ)求解下列方程組，獲得該區(qū)間的雙能基物質(zhì)(如水和骨)分解系數(shù)的線積分L₁(β，γ)和L₂(β，γ)：