成像参数的基于谱拓扑图的确定制造技术

公开了成像参数的基于谱拓扑图的确定。一种系统，包括：获取目标的谱拓扑图；基于谱拓扑图确定与目标的多个区域中的每个区域相关联的衰减以及多个区域中的每个区域的组成；基于所确定的衰减和组成来确定与多个区域相关联的成像参数；以及基于成像参数获取目标的图像。

Determination of Imaging Parameters Based on Spectral Topology

【技术实现步骤摘要】
成像参数的基于谱拓扑图的确定
技术介绍
X射线图像被普遍地用于促进医学诊断和/或治疗。可以通过从X射线辐射源朝向患者发射辐射并且通过接收从患者的与辐射源相对的一侧出射的X射线辐射的辐射场来获取X射线图像。在所接收的辐射场的特定位置处的辐射强度表示患者体内结构的沿着在辐射源和辐射场的特定位置之间的发散线分布的衰减特性。辐射场的辐射强度因此代表这些结构的二维投影图像。X射线成像的益处对比于患者在成像期间接收的辐射剂量应当是平衡的。在基于许多X射线投影图像来重建患者的三维CT图像的计算断层摄影（CT）成像的情况下，这种平衡特别微妙。从各种投影角度获取X射线投影图像，并且每次获取向患者递送对应的辐射剂量。通过基于患者的身形和大小来调整辐射管电流，可以减少在CT成像期间递送给患者的辐射剂量。例如，与被用于对较小的患者成像的管电流相比可以使用更大的管电流来对较大的患者成像。还可以基于例如CT图像是否包括注入造影剂来调整诸如管电压的其它成像参数。想要使系统进一步减少递送给患者的辐射剂量，同时实现合适的图像质量。附图说明通过考虑如在随附附图中图示的以下说明，实施例的构造和用途将变得容易地显见，在附图中同样的参照符号指明同样的部分，并且其中：图1是根据一些实施例的系统的框图；图2包括根据一些实施例的处理的流程图；图3图示根据一些实施例的成像参数的确定；图4图示根据一些实施例的成像系统；和图5图示根据一些实施例的成像系统。具体实施方式提供下面的描述以使得任何本领域技术人员能够制作和使用所描述的实施例。然而，各种修改对于本领域技术人员来说将是容易地显见的。简而言之，一些实施例进行操作以确定在诸如患者身体的体积内的材料的组成，并且基于所确定的组成确定用于随后的体积成像的参数。成像参数的确定还可以基于体积的衰减特性、要执行的成像类型和/或其它因素。成像参数可以包括X射线管电流、X射线管电压、辐射剂量和其它参数中的一个或多个。图1是根据一些实施例的系统100的框图。实施例不限制于系统100的组件和前面的描述。可以使用一个或多个合适的设备来实现图1的每个组件，包括诸如可编程计算机的一般目的设备。成像系统110可以包括如本领域中已知的CT成像系统。成像系统110可以朝向身体120发射X射线辐射以获取身体120的拓扑图。在这方面，成像系统110包括如本领域中已知的合适的辐射检测器。根据一些实施例，所获取的拓扑图还包括谱信息。一般地，谱信息针对拓扑图的每个区域提供作为光子能量的函数的衰减的估计。根据一些实施例，谱拓扑图被提供给系统100的特征确定组件130。特征确定组件130基于谱拓扑图确定身体120的各种特征。特征可以包括由身体120展现的在各个患者z位置处的以及来自各个投影角度的衰减，以及身体120的不同区域的组成。成像参数确定组件140基于所确定的特征来确定要在身体120的后续CT扫描中使用的成像参数。可以确定成像参数以便在CT扫描期间限制由身体120接收的辐射剂量的同时实现想要的图像质量。例如，被确定为在一定投影角度下获取身体区域的投影图像的管电流可以与在该投影角度下的身体区域的衰减直接相关，并且与关联于身体区域的组成的对比度水平逆相关（例如脂肪=高对比度水平）。图2包括根据一些实施例的处理200的流程图。可以使用硬件、软件或手动装置的任何合适的组合来执行处理200和在此描述的其它处理。在一些实施例中，一个或多个处理单元（例如处理器、处理器核、处理器线程）执行程序代码以引起计算系统执行处理200的一个或多个方面。这样的程序代码可以由任何非暂态有形介质存储，非暂态有形介质包括固定盘、软盘、CD、DVD、闪存驱动器或磁带。下面将关于系统100的要素描述处理200的示例，但是实施例并不限制于此。最初，在S210处获取目标的谱拓扑图。拓扑图可以包括用于定位成像扫描的开始位置和结束位置的投影图像。相应地，拓扑图不需要展现高的成像质量并且因此可以使用低辐射剂量来获取。在一些实施例中，从一个投影角度获取拓扑图，并且使用如本领域中已知的数学模型来估计来自垂直投影角度的对应的投影。在一些实施例中，可以使用已知的技术从两个投影重建目标的粗略的三维拓扑图。在S210处的拓扑图获取可以包括操作诸如成像系统110的成像系统来获取身体120的拓扑图或者获取目标的由成像系统先前获取的拓扑图数据。根据一些实施例，所获取的拓扑图还包括谱信息。一般地，谱信息针对拓扑图的每个区域提供作为光子能量的函数的衰减估计。在一个示例中，对于拓扑图的每个区域而言，谱信息指示被响应于第一能量水平的光子而确定的衰减和被响应于第二能量水平的光子而确定的衰减。谱信息可以指明针对每个区域的附加的能量水平和对应的衰减。可以通过使用在第一电压下工作的单个X射线管获取第一拓扑图并且然后使用在第二电压下工作的同一X射线管获取第二拓扑图来确定谱信息。在一些实施例中，使用在不同电压下工作的两个X射线管和被从X射线管相对部署的对应的辐射检测器来实质上同时获取两个拓扑图。一些实施例可以利用光子计数检测器，其中仅发射一个X射线谱（例如从单个X射线管发射）并且在它们已经通过身体120之后检测器将所接收的谱的光子按阈值分成不同的能量类别，由此在检测器的每个像素处捕获不同能量水平的光子所经受的衰减。实施例不限制于用于获取谱拓扑图的上面的系统。接着，在S220处，基于谱拓扑图确定目标的区域的衰减和组成。在各种患者z位置处的以及从各种投影角度的衰减可以是在不要求谱拓扑图的谱信息的情况下从基于与拓扑图内的各种区域相关联的豪森菲尔德单元（hounsfieldunit）的谱拓扑图确定的。豪森菲尔德单元不指示每个区域的组成，因为对于给定的光子能量而言不同的单独的材料和多种材料的组合可能展现相同的衰减。如上面描述那样，谱拓扑图的谱信息针对拓扑图的每个区域提供作为光子能量的函数的衰减估计。值得注意的是，不同的材料根据不同的函数来表现。例如，虽然碘和钙在高能量水平（例如150keV）下展现相似的X射线衰减，但是碘在更低的能量水平下对比于钙在X射线衰减方面展示出更大且已知的增加。相应地，在S220处可以基于由谱信息将之与某一区域相关联的衰减和光子能量之间的关系来确定该区域的组成（即材料和构成该区域的每种材料的浓度）。在S230处基于所确定的衰减和组成来确定要在目标的后续CT扫描中使用的成像参数。参考系统100，由特征确定组件130确定的衰减可以指明取决于投影角度的在X射线衰减方面的变化，特别是在诸如胸腔和盆腔的身体120的椭圆形区域中。如果使用恒定的管电流，则重建的图像中的噪声水平主要由通过最大衰减的投影角度的X射线投影来确定。因此通过更小衰减的角度的X射线投影将递送辐射，这虽然增加了由患者接收的总的辐射剂量但是不改善重建的图像的质量。因此成像参数确定组件140可以基于随着身体120的直径在身体120的不同区段之间以及还在每一投影角度之间变化而展现的衰减来确定针对随后的CT扫描的每一投影的管电流，以使得每个投影图像展现类似的噪声水平。管电流的确定还可以考虑发生器/管负载和系统110的限制，以确保贯穿随后的CT扫描适当的管容量将是可获得的。根据S230的一些实施例，成像参数确定组件140接收用户指定的基准图像质量值。基准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：成像系统，包括X射线源和X射线检测器，所述成像系统用来获取目标的谱拓扑图；和处理器，用来执行程序代码以：基于所述谱拓扑图确定与所述目标的多个区域中的每个区域相关联的衰减和所述多个区域中的每个区域的组成；基于所确定的衰减和组成，确定与所述多个区域关联的成像参数；和将所确定的成像参数传送到所述成像系统，其中，所述成像系统基于所传送的成像参数获取所述目标的图像。

【技术特征摘要】
2018.02.02 US 15/8872881.一种系统，包括：成像系统，包括X射线源和X射线检测器，所述成像系统用来获取目标的谱拓扑图；和处理器，用来执行程序代码以：基于所述谱拓扑图确定与所述目标的多个区域中的每个区域相关联的衰减和所述多个区域中的每个区域的组成；基于所确定的衰减和组成，确定与所述多个区域关联的成像参数；和将所确定的成像参数传送到所述成像系统，其中，所述成像系统基于所传送的成像参数获取所述目标的图像。2.根据权利要求1所述的系统，其中确定与所述多个区域相关联的成像参数包括：基于与所述目标的第一区域相关联的衰减和第一区域的组成，确定与第一区域相关联的第一管电流。3.根据权利要求2所述的系统，其中，确定第一管电流包括：基于与第一区域相关联的衰减来确定中间管电流；以及基于第一区域的组成来修改中间管电流。4.根据权利要求3所述的系统，其中确定中间管电流包括基于与第一区域相关联的衰减来修改基准管电流，其中基准管电流与基准衰减相关联。5.根据权利要求2所述的系统，其中确定与所述多个区域相关联的成像参数包括：基于与所述目标的第二区域相关联的衰减和第二区域的组成来确定与第二区域相关联的第二管电流。6.根据权利要求4所述的系统，其中与第一区域相关联的衰减类似于与第二区域相关联的衰减，其中与第二区域的组成相比第一区域的组成包括更多的脂肪，并且其中第一管电流低于第二管电流。7.根据权利要求4所述的系统，其中与第一区域相关联的衰减大于与第二区域相关联的衰减，其中与第二区域的组成相比第一区域的组成包括更多的脂肪，并且其中第一管电流低于第二管电流。8.一种方法，包括：获取目标的谱拓扑图；基于谱拓扑图确定与所述目标的多个区域中的每个区域相关联的衰减和所述多个区域中的每个区域的组成；基于所确定的衰减和组成，确定与所述多个区域相关联的成像参数；和基于成像参数获取所述目标的图像。9.根据权利要求8所述的方法，其中确定与所述多个区域相关联的成像参数包括：基于与所述目标的第一区域相关联的衰减和第一区域的组成来确定与第一区域相关联的第一管电流。10.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：KLR格兰特，B施米德特，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE