使用对比剂组合的光子计数计算机断层扫描术制造技术

一种用于使用对比剂组合执行光子计数计算机断层扫描术（PCCT）的方法包括：利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂。这些对比剂包括长效血池对比剂和纳米颗粒对比剂。在所述多个对比剂存在的情况下使用PCCT设备对解剖学被检对象执行成像扫描以获取图像数据。接下来，基于所述多个阈值把成像数据处理成多个数据集。数据集包括对应于长效血池对比剂的第一数据集，和对应于纳米颗粒对比剂的第二数据集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求2014年4月16日提交的美国临时申请序列号61/980070的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。
本公开一般地涉及用于执行光子计数计算机断层扫描术的方法、系统和装置，该光子计数计算机断层扫描术使用对比剂组合用于解剖结构和多种材料的同时可视化。可以应用所公开的技术例如以便促进包括脉管系统的解剖结构和基于巨噬细胞的热点的同时获取和可视化。
技术介绍
计算机断层扫描术（CT）是一种使用计算机处理的X射线束来产生被扫描对象的特定区域的断层图像的成像技术。每个x射线束包括能量包（或“光子”），该能量包，取决于被成像材料的结构，可以穿过该结构、被该结构吸收、或被该结构重定向（即，散射）。X射线束在成像期间被对象减少的程度被称为衰减。为了在CT扫描中区分两个相邻对象，在两个对象之间必须存在密度差。如果这种密度差不天然存在于解剖结构中，则对比度增强材料可被注入到被检对象中以在目标区域中创建人工密度差，从而促进增强的成像。例如，高密度流体可用于填充脉管系统以将其与周围组织区分开。存在本领域中通常已知的许多不同类型的对比度增强材料，每个都提供独特的益处。然而，对于传统系统，同时使用多种类型的对比度增强材料是具有挑战的。例如，诸如钆和碘之类的材料传统上已被用于脉管可视化。为了组织增强，诸如纳米颗粒之类的材料可被用于结合到感兴趣区域（例如，巨噬细胞结合到慢性炎症的目标解剖“热点”）。不幸的是，这些纳米颗粒对比剂在结合在感兴趣地点之前需要一些时间，在该时间期间，脉管对比剂被冲掉，并且不再对成像有用。这导致针对组织和脉管系统的非常低的对比度噪声比（CNR）。因此，期望产生一种技术用于使用单个扫描同时获取对应于多个对比剂的图像数据。
技术实现思路
本专利技术的实施例通过提供如下方法、系统和装置解决和克服了一个或多个上述缺点和缺陷，该方法、系统和装置涉及使用利用对比剂组合的光子计数CT(PCCT)来同时可视化解剖结构和其他材料。简言之，PCCT设备被配置为具有与不同对比剂对应的多个阈值。在一些实施例中，这些对比剂包括长效血池剂和纳米颗粒。由PCCT获取的数据基于阈值被分离到窗口（window）（或“容器（bin）”）中，从而允许对应于不同对比剂的数据集的独立处理和重构。本文描述的技术可以被应用，例如，以便促进包括脉管系统的解剖结构和基于巨噬细胞的热点的同时获取和可视化。根据一些实施例，一种用于使用对比剂组合执行PCCT的方法包括：利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂。这些对比剂包括长效血池对比剂和纳米颗粒对比剂。在所述多个对比剂存在的情况下使用PCCT设备对解剖学被检对象执行成像扫描以获取图像数据。接下来，基于所述多个阈值把成像数据处理成多个数据集。数据集包括对应于长效血池对比剂的第一数据集，和对应于纳米颗粒对比剂的第二数据集。在一些实施例中，对比剂包括至少一个短效对比剂（例如钆或碘），其被设计为在注入之后10分钟内从解剖学被检对象冲掉。那么所述多个数据集可以包括对应于这个短效对比剂的数据集。可以基于在前述方法中描述的数据集重构图像。例如，在一些实施例中，基于所述数据集重构多个图像。这些图像包括对应于长效血池对比剂的第一图像集和对应于纳米颗粒对比剂的第二图像集。然后，来自第一图像集的一个图像和来自第二图像集的一个图像可以同时呈现在显示器上。在一些实施例中，上述方法中的PCCT设备通过首先识别成像数据中的多个电脉冲来基于所述阈值把成像数据处理成数据集。这些脉冲然后被转换成测量电压。基于测量电压与对应于所述阈值的阈值电压的比较把能量水平分配给所述多个电脉冲中的每一个。然后基于分配给电脉冲中每一个的能量水平创建数据集。在一个实施例中，每个相应数据集包括对应于所述阈值中的不同的一个阈值的光子计数值。根据其他实施例，用于使用对比剂组合执行PCCT的方法包括利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂。这些对比剂可以包括：例如至少两个长效对比剂，被设计为在注入到解剖学被检对象中之后保持在解剖学被检对象中达至少12小时；和一个或多个短效对比剂，被设计为在注入到解剖学被检对象中之后10分钟内从解剖学被检对象冲掉。例如长效对比剂可以包括长效血池对比剂和纳米颗粒对比剂（例如基于金的），而短效对比剂可以是基于碘的对比剂或基于钆的对比剂。一旦被配置，PCCT设备就可以被用于在对比剂存在的情况下对解剖学被检对象执行成像扫描以获取图像数据。然后可以基于阈值把成像数据处理成数据集，数据集包括针对对比剂中每一个的至少一个数据集。一旦数据集已被获取，他们就可以被用于针对每一个对比剂重构图像集。然后来自每个集的图像可以被同时呈现在显示器上。根据其它实施例，一种成像系统包括：台架、x射线源、检测器和评估单元。x射线源被配置为与台架一起围绕被检对象旋转。检测器包括传感器，所述传感器被配置为将辐射量子转换成多个电脉冲。评估单元被配置为根据一个或多个可调整能量阈值把所述电脉冲处理成数据集。这些可调整能量阈值包括：第一阈值，其针对对应于长效血池对比剂的能量水平被优化；和第二阈值，其针对对应于长效纳米颗粒对比剂的能量水平被优化。在一些实施例中，评估单元包括多个脉冲高度比较器电路，所述脉冲高度比较器电路被配置为：把对应于电脉冲中的每一个的高度信息与可调整能量阈值进行比较以把电脉冲分离成数据集。在一些实施例中，上述成像系统包括附加组件。例如，在一个实施例中，成像系统包括成像计算机，成像计算机被配置为基于数据集重构图像。这些图像可以包括例如对应于长效血池对比剂的第一图像集和对应于纳米颗粒对比剂的第二图像集。在一个实施例中，成像系统包括显示器，显示器被配置为同时呈现来自第一图像集的图像和来自第二图像集的图像。在一个实施例中，显示器还被配置为呈现图形用户界面，从而允许与每个图像相关联的显示特性在不改变与其他所显示的图像相关联的显示特性的情况下被修改。根据参照附图进行的说明性实施例的以下详细描述，本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见。附图说明根据下面的详细描述，在结合附图阅读时，本专利技术的前述和其它方面被最好地理解。为了说明本专利技术的目的，在附图中示出了当前优选的实施例，然而，应当理解，本专利技术并不限于所公开的特定手段。附图中包括以下附图：图1提供可以在本专利技术的一些实施例中使用的光子计数CT（PCCT）成像系统的图示；图2提供根据一些实施例的利用长效血池剂和纳米颗粒执行PCCT成像的过程的图示；以及图3提供根据一些实施例的利用长效血池剂、纳米颗粒和常规IV对比剂执行PCCT成像的过程的图示。具体实施例下面的公开根据几个实施例描述了本专利技术，这些实施例涉及用于执行光子计数CT(PCCT)的方法、系统和装置，PCCT使用长效血池剂和纳米颗粒的对比剂组合来同时可视化解剖结构和其他材料。简言之，PCCT设备允许把检测到的X射线光子划分到能量容器中。使用本文所述的技术，这个划分通过识别材料特有的能量分布而用于选择性对比材料检测。因此，对比剂的空间分布可以在单次扫描内在像素的基础上被定量。图1提供图示可以在本专利技术的一些实施例中使用的PCCT成像系统100。简言之，具有多个检测器元件（像素）的阵列用于直接转换半导体材料。检测到的辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用对比剂组合执行光子计数计算机断层扫描术（PCCT）的方法，所述方法包括：利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂，所述多个对比剂包括：长效血池对比剂，和纳米颗粒对比剂；在所述多个对比剂存在的情况下使用所述PCCT设备对解剖学被检对象执行成像扫描以获取图像数据；基于所述多个阈值把所述成像数据处理成多个数据集，所述多个数据集包括：对应于所述长效血池对比剂的第一数据集，和对应于所述纳米颗粒对比剂的第二数据集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 US 61/9800701.一种用于使用对比剂组合执行光子计数计算机断层扫描术（PCCT）的方法，所述方法包括：利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂，所述多个对比剂包括：长效血池对比剂，和纳米颗粒对比剂；在所述多个对比剂存在的情况下使用所述PCCT设备对解剖学被检对象执行成像扫描以获取图像数据；基于所述多个阈值把所述成像数据处理成多个数据集，所述多个数据集包括：对应于所述长效血池对比剂的第一数据集，和对应于所述纳米颗粒对比剂的第二数据集。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个对比剂还包括：至少一个短效对比剂，所述短效对比剂被设计为在注入到解剖学被检对象中之后10分钟内从解剖学被检对象冲掉。3.如权利要求2所述的方法，其中所述多个数据集还包括：对应于所述至少一个短效对比剂的一个或多个第三数据集。4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个短效对比剂是钆。5.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个短效对比剂是碘。6.如权利要求1所述的方法，还包括：基于所述多个数据集重构多个图像，所述多个图像包括：对应于所述长效血池对比剂的第一图像集，和对应于所述纳米颗粒对比剂的第二图像集。7.如权利要求6所述的方法，还包括：同时呈现来自所述第一图像集的第一图像和来自所述第二图像集的第二图像。8.如权利要求1所述的方法，其中所述PCCT设备根据包括如下各项的过程基于所述多个阈值把所述成像数据处理成所述多个数据集：识别所述成像数据中的多个电脉冲；把所述多个电脉冲转换成多个测量电压；基于所述多个测量电压与对应于所述多个阈值的阈值电压的比较把能量水平分配给所述多个电脉冲中的每一个；和基于分配给所述多个电脉冲中的每一个的所述能量水平创建所述多个数据集。9.如权利要求8所述的方法，其中所述多个数据集中的每个相应数据集包括对应于所述多个阈值中的不同的一个阈值的光子计数值。10.一种用于使用对比剂组合执行光子计数计算机断层扫描术（PCCT）的方法，所述方法包括：利用多个阈值配置PCCT设备，所述多个阈值对应于多个对比剂，所述多个对比剂包括：至少两个长效对比剂，被设计为在注入到解剖学被检对象中之后保持在所述解剖学被检对象中达至少12小时，和一个或多个短效对比剂，被设计为在注入到所述解剖学被检对象中之后...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD尤泽曼，MK富尔德，
申请(专利权)人：美国西门子医疗解决公司，
类型：发明
国别省市：美国;US