本发明专利技术提供了用于双能量光谱计算机断层照相成像的各种方法和系统。在一个实施例中，用于双能量成像的方法包括从较高能量数据集和更新的较低能量数据集生成图像，其中，所述更新的较低能量数据集包括较低能量数据集和从所述较高能量数据集生成的伪投影数据集的组合。以此方式，可以恢复微弱的低能量信号，从而尽管光子饥饿和稀疏视图，使能够实现图像重构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光谱CT成像的方法和系统
本专利技术中公开的主题的实施例涉及诊断成像，并且更具体地涉及用于双能量光谱成像的图像重构(reconstruction)。
技术介绍
双能量或多能量光谱计算机断层照相(ComputedTomography；CT)系统可以揭示物体中不同材料的密度，并生成在多个单色X射线能级获得的图像。在缺乏物体散射时，基于来自光谱中两个区域的光子能量的信号：入射的X射线光谱的低能量和高能量部分，系统导出不同能量下的行为。在医学CT的给定的能量区中，两个物理过程主导X射线衰减：康普顿散射(Comptonscattering)和光电子效应(photoelectriceffect)。来自两个能量区的被检测信号提供足够的信息以解析(resolve)被成像的材料的能量依从性。来自两个能量区的被检测信号提供足够的信息以确定由两种假设材料组成的物体的相对组分。然而，在一些情况下，由于低的光子通量或光子饥饿(photonstarvation)，当在检测器处的衰减的X射线光束微弱时，被检测的信号可能不能提供足够的信息以解析被成像的材料的能量依从性。例如，由于与高能量X射线光束相比生成的数目减少的光子，对于低能量X射线光束，可能出现光子饥饿。结果，低能量数据比高能量数据可能噪声更大，且较不可靠，这又可能使得在从该数据重构的图像中的大的伪像。低能量数据的此问题还被稀疏视图(sparseview)数据获取进一步加剧，其中，数据在较少的视图获取，因此总体存在较少的低能量数据。
技术实现思路
在一个实施例中，用于双能量成像(dualenergyimaging)的方法包括：从较高能量数据集和更新的(updated)较低能量数据集生成图像，其中，所述更新的较低能量数据集包括较低能量数据集和从所述较高能量数据集生成的伪投影数据集(pseudoprojectiondataset)的组合。以此方式，可以恢复微弱的低能量信号，从而尽管光子饥饿和稀疏视图，能够实现图像重构。应当理解，提供上文的简要描述以简化形式介绍在详细描述中还要描述的挑选出的构思。不想要标识要求保护的主题的关键或基本特征，其范围唯一地由详细描述之后的权利要求定义。而且，要求保护的主题不局限于解决上文提到的或在此公开的任何部分的任何缺点的实施方式。附图说明通过参照附图阅读对非限制性实施例的下文的描述，会更好地理解本专利技术，附图如下：图1是根据本专利技术的实施例的成像系统的示图。图2是根据本专利技术的实施例的示例性成像系统的框图示意图。图3是图解说明根据本专利技术的实施例用于低能量信号恢复的示例性方法的高级流程图。图4是图解说明根据本专利技术的实施例用于从高能量投影数据合成低能量投影数据的示例性方法的高级流程图。图5是图解说明根据本专利技术的实施例用于从高能量投影数据直接合成低能量投影数据的示例性方法的高级流程图。图6是图解说明根据本专利技术的实施例用于加权合成的和测量的低能量投影数据的示例性方法的高级流程图。图7是图解说明根据本专利技术的实施例用于将合成的和测量的低能量投影数据与基于正则化的迭代优化组合的示例性方法的高级流程图。具体实施方式以下描述涉及用于双能量光谱成像的图像重构的各个实施例。具体地，公开了用于低能量信号恢复的方法和系统。参照64片层(sixty-four-slice)计算机断层照相(CT)系统(诸如图1和2中示出的CT成像系统)描述本专利技术的操作环境。不过，本领域技术人员会认识到本专利技术同样适合用于其它多片层配置。而且，将参照X射线的检测和变换描述本专利技术。不过，本领域技术人员还会认识到本专利技术同样适用于其它高频电磁辐射的检测和变换。将参照“第三代”CT扫描器描述本专利技术，不过本专利技术同样适用于其它CT系统。参照图1和2，CT成像系统10显示为包括代表“第三代”CT扫描器的托台(gantry)12。托台12具有X射线源14，X射线源14朝在托台12的相对侧上的检测器组件或准直仪(collimator)18投射X射线光束16。检测器组件18由多个检测器20和数据获取系统(DataAcquisitionSystem；DAS)32形成。多个检测器(detectors)20感测通过医学患者22传输的投影的X射线，DAS32将数据变换成数字信号以用于后续处理。每个检测器20产生模拟电信号，该模拟电信号代表撞击的X射线光束的强度，因此代表通过患者22传输的衰减的光束。在扫描以获取X射线投影数据的过程中，托台12和在其上安装的部件绕旋转中心24旋转。托台12的旋转和X射线源14的操作由CT系统10的控制机构26管理。控制机构26包括X射线控制器28和托台电动机控制器30，X射线控制器28向X射线源14提供功率和定时信号；托台电动机控制器30控制托台12的旋转速度和位置。图像重构器(reconstructor)34从DAS32接收采样的和数字化的X射线数据，并执行高速重构。重构的图像作为输入被施加到计算机36，计算机36在大容量存储装置38中存储该图像。计算机36还从操作员经由控制台40接收命令和扫描参数，控制台40具有一些形式的操作员界面，诸如键盘、鼠标、语音激活的控制器或任何其它适当的输入设备。关联的显示器42允许操作员观察来自计算机36的重构的图像和其它数据。操作员提供的命令和参数被计算机36使用，以向DAS32、X射线控制器28和托台电动机控制器30提供控制信号和信息。此外，计算机36操作工作台电动机控制器44，工作台电动机控制器44控制电动工作台46以定位患者22和托台12。具体地，工作台46使患者22完全或部分地移动通过图1的托台开口48。每个检测器20可以被设计成将射线照片能量直接地变换成包含能量鉴别或光子计数数据的电信号。因此，在一个实施例中，每个检测器20包括由CZT制造的半导体层。每个检测器20还包括附着到半导体层的多个金属化阳极。这些检测器20可以包括其上具有多个比较器的电路，其可以降低由于多个能量事件的堆积造成的统计误差。现在关于分解算法提出讨论。计算图像或片层，其在某些模式下可以包括(incorporate)小于或超过360度的投影数据以构造图像。使用X射线源前面的钨刀片(tungstenblades)和不同的检测器孔，图像可以被校准到期望尺寸。准直仪通常定义从X射线源14发射的X射线光束16的大小和形状，蝴蝶结型滤波器(bowtiefilter)可以包括在系统10中，以进一步控制给患者22的剂量。典型的蝴蝶结型滤波器衰减X射线光束16，以适应被成像的身体部分，诸如头或躯干，使得通常对于通过或接近患者22的等深点传输的X射线，提供较少的衰减。蝴蝶结型滤波器在成像过程中根据感兴趣区域(Region-of-Interest；ROI)、视场(FieldofView；FOV)和/或被成像的患者22的目标区域成形X射线强度。当X射线源14和检测器阵列18旋转时，检测器阵列18采集衰减的X射线光束的数据。由检测器阵列18采集的数据经历预处理和校准以调理数据，从而代表被扫描的物体或患者22的衰减系数(attenuationcoefficient)的线积分。处理过的数据通常称作投影。在双能量或多能量成像中，对于被成像物体，通常使用检测器阵列18的能量解析检测器获得在不同的管峰值(tube本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于双能量成像的方法，包括：从较高能量数据集和更新的较低能量数据集生成图像，其中，所述更新的较低能量数据集包括较低能量数据集和从所述较高能量数据集生成的伪投影数据集的组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 US 14/5678281.一种用于双能量成像的方法，包括：从较高能量数据集和更新的较低能量数据集生成图像，其中，所述更新的较低能量数据集包括较低能量数据集和从所述较高能量数据集生成的伪投影数据集的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：从所述较高能量数据集生成所述伪投影数据集包括：从所述较高能量数据集重构中间图像；在所述中间图像中表征高密度材料；基于所述中间图像中的所述高密度材料生成前向投影数据集；以及将所述前向投影数据集和所述较高能量数据集组合成所述伪投影数据集。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：从所述较高能量数据集生成所述伪投影数据集还包括从所述较低能量数据集重构第二中间图像，并且其中，生成所述前向投影数据集还基于所述高密度材料在所述第二中间图像中的表征。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述中间图像是使用滤波后向投影重构的。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过用选择的材料在较低能量和较高能量的衰减系数的比率缩放所述较高能量数据集，直接从所述较高能量数据集生成所述伪投影数据集。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述选择的材料包括水。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述较低能量数据集和所述伪投影数据集的组合包括所述较低能量数据集和所述伪投影数据集的加权和。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述较低能量数据集和所述伪投影数据集是使用基于正则化的迭代优化被组合的。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：从所述较高能量数据集和所述更新的较低能量数据集生成所述图像包括：将所述较高能量数据集和所述更新的较低能量数据集分解成材料基础数据集；将所述材料基础数据集转换成相应的材料密度图像；以及对所述材料密度图像求和，以生成所述图像。10.一种用于双能量成像的方法，包括：获得较高能量数据集和较低能量数据集；从所述较高能量数据集直接生成伪投影数据集；基于所述较低能量数据集和所述伪投影数据集的加权组合生成更新的较低能量数据集；以及基于所述较高能量数据集和所述更新的较低能量数据集生成图像。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：从...
【专利技术属性】
技术研发人员：高河伟，T王，范家华，G曹，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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