[發明專利]在計算機斷層攝影成像系統中利用雙能量成像的系統和方法

在審

• 申請號: 202211297031.9
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN116071445A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 范家華;閆銘;杰德·道格拉斯·帕克;普里蒂·馬達夫;緒方健太郎;新井堅
• 申請（專利權）人: 通用電氣精準醫療有限責任公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;A61B6/00;A61B6/03
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

一種方法，該方法包括采集第一能譜下的第一投影測量數據集和不同于第一能譜的第二能譜下的第二投影測量數據集，其方式是通過在以下操作之間切換：在第一能譜下以不同投影角度針對設定數量的連續視圖采集第一數據集，以及在第二能譜下以不同投影角度針對該設定數量的連續視圖采集第二數據集。該設定數量的連續視圖大于一。該方法包括用第一能譜下的估計投影測量補充第一數據集并且用第二能譜下的估計投影測量補充第二數據集，以便為第一數據集和第二數據集提供在成像掃描期間未采集的不同投影角度的缺失投影測量。

背景技術

本文所公開的主題涉及數字X射線系統，并且更具體地涉及用于利用雙能量計算機斷層攝影成像的技術。

非侵入式成像技術允許非侵入地獲得受檢者(患者、制造商品、行李、包裹或乘客)的內部結構或特征的圖像。具體地，此類非侵入式成像技術依賴于各種物理原理(諸如X射線通過目標體積的差分傳輸或聲波的反射)，以獲取數據和構建圖像或以其他方式表示受檢者的內部特征。

例如，在基于X射線的成像技術中，X射線輻射跨越感興趣的受檢者(諸如人類患者)，并且一部分輻射影響收集強度數據的檢測器。在數字X射線系統中，檢測器產生表示影響檢測器表面的離散像素區域的輻射的量或強度的信號。然后可以處理信號以生成可顯示以供查看的圖像。

在一種這樣的基于X射線的技術(稱為計算機斷層攝影(CT))中，掃描儀可以在圍繞被成像的對象(諸如患者)的多個視角位置處投射來自X射線源的扇形或錐形X射線束。X射線束在其穿過對象時衰減并且由一組檢測器元件檢測，該組檢測器元件產生表示檢測器上的入射X射線強度的強度的信號。處理信號以產生表示對象的線性衰減系數沿X射線路徑的線積分的數據。這些信號通常稱為“投影數據”或僅稱為“投影”。通過使用諸如濾波反投影的重建技術，可以生成表示患者或被成像對象的感興趣區域的體積或體積繪制的圖像。在醫學背景中，然后可以從重建的圖像或繪制的體積中定位或識別感興趣的病理結構或其他結構。

雙能量CT成像(例如，光譜CT成像)涉及在兩個不同X射線能譜下采集CT數據集，并且對那些數據集執行多材料分解以獲得表示多種材料(水、碘、鈣等)的兩個或更多個材料圖像(例如，材料分解圖像或基礎材料圖像)。用于雙能量成像的主要硬件解決方案包括快速kVp切換、分流濾波器、雙X射線源和雙層檢測器。然而，該硬件的利用使CT成像系統更昂貴。低端CT成像系統(其缺乏用于雙能量成像的上述硬件解決方案)由具有成本效益的硬件組成，并且僅具有較慢的kVp切換能力。另外，低端CT成像系統的檢測器可利用更便宜的閃爍體材料，該閃爍體材料包括以下特性(例如，較慢的主要速度和較高的余暉)，這些特性使其不受歡迎并且難以在用快速kVp切換掃描的雙能量圖像中實現可接受的成像質量和材料量化。由于雙能量成像的臨床價值，許多CT用戶正在轉換其標準方案以將雙能量用于大量臨床應用(例如，腎結石、病變表征、骨水腫等)。期望向低端CT成像系統提供雙能量能力。

發明內容

下文概述了與最初要求保護的主題范圍相稱的某些實施方案。這些實施方案并非旨在限制要求保護的主題的范圍，而是這些實施方案僅旨在提供該主題的可能形式的簡要概述。實際上，該主題可包括多種形式，這些形式可類似于或不同于下文所述的實施方案。

在一個實施方案中，提供了一種計算機實現的方法。該方法包括在成像掃描期間采集第一能譜下的第一投影測量數據集和不同于第一能譜的第二能譜下的第二投影測量數據集，其方式是通過在以下操作之間切換：在第一能譜下以不同投影角度針對設定數量的連續視圖采集第一數據集，以及在第二能譜下以不同投影角度針對該設定數量的連續視圖采集第二數據集，其中該設定數量的連續視圖大于一。該方法還包括用第一能量下的估計投影測量補充第一數據集并且用第二能譜下的估計投影測量補充第二數據集，以便分別為第一數據集和第二數據集提供在成像掃描期間未采集的不同投影角度的缺失投影測量。