一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法技术

本发明专利技术属于灌注联合能谱扫描技术领域，公开了一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法，采用CT机先进行患者的定位像和CT平扫；然后注射造影剂，行灌注扫描及能谱增强扫描，整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是灌注扫描，第二、四和五段是能谱增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像。本发明专利技术可以人为把控和降低辐射剂量，解决现有相似技术不能调控辐射剂量且辐射剂量较高的缺点；灌注图像可以提供病变的动态血供变化特点，能谱增强图像可以提供有利于病灶诊断和鉴别诊断的多参数模式的图像；通过一次扫描的方式就可以简单方便的获得灌注图像和能谱图像，从而为临床提供更多的诊断信息，且有利于减少患者的辐射剂量。

Image processing method for simultaneously realizing CT perfusion and energy spectrum liver scanning

The invention belongs to the technical field of perfusion combined with spectrum scanning, and discloses a realization of CT perfusion and spectrum of liver scan image processing method, the first patient positioning as CT and CT scan; then the injection of contrast agent perfusion scanning and spectrum enhancement scanning, the scanning phase is divided into 5 sections first, section and the third section is the second, fourth and five section of perfusion scan is spectrum enhancement scanning, a scan obtained at the same time perfusion and energy spectrum image. The invention can be made to control and reduce the radiation dose, to solve the disadvantages of the existing similar technology can not regulate the radiation dose and high radiation dose; change characteristics for dynamic blood perfusion images can provide lesions, can enhance the image spectrum can provide for the diagnosis and differential diagnosis of lesions of the multi parameter model of the fault by a scan of the image; you can easily get perfusion images and spectrum image, so as to provide more diagnostic information for clinic, and is beneficial to reduce the radiation dose to the patient.

【技术实现步骤摘要】
一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法
本专利技术属于CT灌注联合能谱扫描
，尤其涉及一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法。
技术介绍
现有一站式CT灌注联合能谱扫描的技术工作原理是先对操作对象按照灌注模式进行扫描，扫描完成后根据灌注的原始图像通过后处理重建的方式选择任何一个扫描期相进行能谱重建。这种扫描技术虽然可以同时获得灌注图像和能谱图像，但是该技术具有以下几个缺点：1)能谱重建的范围限于灌注扫描的范围，而灌注由于技术的限制目前只能实现40mm的扫描，不利于为临床提供更多的诊断信息；2)灌注扫描时间一般为50s，由于辐射剂量的限制不能随意增加扫描时长，提供更多扫描时间段的灌注信息。3)灌注扫描层数多，扫描模式基本固定，可供调整参数较少，不利于调整辐射剂量，且扫描辐射剂量高；4)肝脏灌注成像屏气时间长，图像质量受呼吸运动影响较大。5)操作复杂费时，不利于临床推广。综上所述，现有技术存在的问题是：由于CT机器硬件和软件性能的限制，现有一站式灌注联合能谱扫描技术存在只能实现40mm的扫描，不利于为临床提供更多的诊断信息；扫描时长基本固定，不能提供更多时长的灌注信息；灌注扫描层数多，扫描模式基本固定，可供调整参数较少，不利于调整辐射剂量，且扫描辐射剂量高；灌注屏气时间长，图像受呼吸伪影大；操作复杂费时，不利于临床推广。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法。本专利技术是这样实现的，一种一次扫描可以同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法，所述同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法如下：采用CT机先进行患者的定位像和CT平扫；然后进行灌注扫描及能谱增强扫描，整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是分别是灌注流入期和流出期扫描，第二、四和五段分别是能谱动脉期、静脉期和延迟期增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像。进一步，所述灌注扫描及能谱增强扫描内部之间扫描除扫描模式，管电压、管电流和扫描模式外其他扫描参数均基本保持一致；灌注扫描采用160mm宽体探测器，扫描部位可以覆盖全肝，增强扫描部位为肝上极至双肾下极。造影剂注射5s后，先行灌注流入期扫描，每2s扫描一次，共11个循环，然后设定2-3s后进行能谱动脉期扫描，结束后4.2s行灌注流出期扫描，每2s扫描一次，共8个循环。扫描结束2-3s行能谱静脉期扫描，结束后60s行能谱延迟期扫描。为了优化患者的造影剂使用量，采用依据患者体重的个体化对比剂注射方案。患者造影剂注射浓度设定为450mgI/ml,造影剂注射流率为450mgI/ml*患者体重(kg)/造影剂浓度(mgI/ml)/30s，注射总量为流速*30s。造影剂注射结束后，追加40ml的生理盐水冲管所用。具体扫描参数如下表所示。进一步，所述灌注扫描采用单管电压模式行连续多次扫描，利用去卷积法时，可以采用双输入单室模型来分别获得肝动脉灌注量和肝静脉灌注量。灌注扫描和能谱增强扫描的数据均可以用来进行灌注分析。将能谱扫描的范围与灌注扫描的范围相匹配，将能谱扫描的原始CT数据与灌注扫描的CT数据共同用于灌注数据的分析，灌注分析时间跨度可达130s。灌注流出期后数据变化不明显，时间跨度延长不会影响灌注总体数据的变化，具有可信度。进一步，所述能谱增强使用水和碘的质量吸收函数随能量变化的关系和求得的基物质对的密度值，计算出所感兴趣物质在各个单能量点中对X射线的吸收CT(x，y，z，E)，实现40～140keV单能量CT成像。能谱CT通过测量某化合物或混合物的有效原子序数值，匹配与其对X射线的质量衰减系数相同的某元素，从而决定该化合物的物质成分，将不同的物质成分进行区分。共产生物质密度图像，单能量图像和有效原子序数图像进行分析。本专利技术的优点及积极效果为：将整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是灌注扫描，第二、四和五段是能谱增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像，而无需如现有技术那样通过后处理重建灌注原始图像的方式获得；不仅大大节省了操作时间，简化了操作步骤，还可以获得原始能谱扫描图像，比现有技术重建所获得的能谱图像更加真实可靠；而且能谱扫描独立于灌注扫描，可根据临床需要划定扫描范围，为临床提供更多的诊断信息；本专利技术的灌注CT的探测器宽度为160mm，是现有探测器宽度的4倍，可以有效的解决覆盖不全的问题，一次灌注扫描基本可以覆盖整个全肝；而且能谱CT的探测器宽度为80mm，是现有探测器宽度的2倍，单次大范围的扫描不但可以改进CT值得准确性还可以消除硬化伪影和锥形束伪影，使得患者在不屏气的条件下也可以获得较高的图像质量；灌注联合能谱增强的扫描可以扩大灌注分析的时间，长达130s，远大于现有技术的50s，增加了灌注诊断的信息且不会增加患者的辐射剂量。本专利技术还可以手动调节各个扫描段的扫描参数，人为把控和降低辐射剂量，解决现有相似技术不能调控辐射剂量且辐射剂量较高的缺点；本专利技术使用快速建模迭代算法(ASiR-V)进行扫描，ASIR-V至40-60％水平，辐射剂量可减低约50-70％。灌注图像可以提供病变的动态血供变化特点，能谱增强图像可以提供有利于病灶诊断和鉴别诊断的多参数模式的图像；可以通过一次扫描的方式就可以简单方便的获得灌注图像和能谱图像，从而为临床提供更多的诊断信息，且有利于减少患者的辐射剂量。同时本专利技术采用宽体探测器单次大范围扫描的模式，有利于患者无需长时间屏气，而在自由平静呼吸的条件下完成整个检查。附图说明图1是本专利技术实施例提供的同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法包括以下步骤：S101：采用CT机先进行患者的定位像和CT平扫；S102：然后进行灌注扫描及能谱增强扫描，整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是分别是灌注流入期和流出期扫描，第二、四和五段分别是能谱动脉期、静脉期和延迟期增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像。本专利技术的灌注扫描和能谱增强扫描除扫描模式、管电压、管电流和扫描范围不同，其它参数均保持一致，方便后期能谱数据融于灌注数据中进行分析。根据平扫图像划定肝脏灌注所需的扫描区间，包绕全肝；然后根据临床需要可自行划定能谱增强扫描范围，该范围大于肝灌注扫描范围。各个扫描段之间的时间间隔根据经验值设定。扫描参数设置完毕后，开始进行造影剂注射，动态关注CT扫描图像变化。扫描结束后，可将能谱增强图像的扫描范围裁至与灌注一致，进行灌注定量分析。能谱图像结合能谱成像浏览器可进行能谱多参数的成像如：物质密度图像、单能量图像和有效原子序数图像。所述灌注扫描及能谱增强扫描内部之间扫描除扫描模式，管电压、管电流和扫描模式外其他扫描参数均基本保持一致；灌注扫描采用160mm宽体探测器，扫描部位可以覆盖全肝，增强扫描部位为肝上极至双肾下极。造影剂注射5s后，先行灌注流入期扫描，每2s扫描一次，共11个循环，然后设定2-3s后进行能谱动脉期扫描，结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法，其特征在于，所述同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法采用CT机先进行患者的定位像和CT平扫；然后注射造影剂，行灌注扫描及能谱增强扫描，整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是灌注扫描，第二、四和五段是能谱增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像。

【技术特征摘要】
1.一种同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法，其特征在于，所述同时实现灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法采用CT机先进行患者的定位像和CT平扫；然后注射造影剂，行灌注扫描及能谱增强扫描，整个扫描期相分为5段，第一段和第三段是灌注扫描，第二、四和五段是能谱增强扫描，一次扫描同时获得灌注和能谱图像。2.如权利要求1所述的同时实现CT灌注与能谱肝脏扫描的影像处理方法，其特征在于，所述灌注扫描及能谱增强扫描内部之间除扫描模式，管电压、管电流和扫描范围外其他扫描参数基本均保持一致；灌注扫描采用160mm宽体探测器，扫描部位可以覆盖全肝，增强扫描部位为肝上极至双肾下极；造影剂注射5s后，先行灌注流入期扫描，每2s扫描一次，共11个循环，然后设定2-3s后进行能谱动脉期扫描，结束后4.2s行灌注流出期扫描，每2s扫描一次，共8个循环；扫描结束2-3s行能谱静脉期扫描，结束后60s行能谱延迟期扫描；患者造影剂注射浓度设定为450mgI/ml,造影剂注射流率为450mgI/ml*患者体重kg/造...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕培杰，刘杰，高剑波，
申请(专利权)人：郑州大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：河南,41