用于计算机断层扫描的方法和系统技术方案

提供了用于计算机断层扫描成像系统中的自动曝光控制的方法和系统。在一个实施例中，一种方法包括：估计受试者沿某个方向的衰减特性；以及基于所述衰减特性在对所述受试者进行扫描期间改变沿着所述方向的螺距。以这种方式，可以在减少辐射剂量的同时维持期望的图像质量，而无需调制管电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于计算机断层扫描的方法和系统
本文所公开的主题的实施例涉及无创诊断成像，并且更具体地涉及计算机断层扫描成像系统中的自动曝光控制。
技术介绍
无创成像技术允许获得患者或对象的内部结构的图像，而无需对患者或对象进行有创手术。具体地，诸如计算机断层扫描(CT)等技术使用诸如x射线透过目标体积的差分传输等各种物理原理来采集图像数据并构建断层扫描图像(例如，人体或其他被成像结构的内部的三维表示)。现代CT系统包括自动曝光控制(AEC)，所述自动曝光控制被配置成设置剂量操作点以实现图像质量与辐射剂量之间的优化性能。通常，自动曝光控制涉及在扫描期间调制施加到x射线源的管电流，以使得在维持期望图像质量的同时递送最低必需的辐射剂量。然而，一些CT成像模式会阻止管电流调制。例如，对于双能量成像，x射线源在不同的峰值管电压(kVp)之间快速切换，以便分辨被扫描的受试者内的不同材料。由于快速kVp切换，发生器可能不允许调制管电流。此外，对于一些成像场景，管电流调制的物理约束可能使这种方法不足以进行自动曝光控制。
技术实现思路
在一个实施例中，一种方法包括：估计受试者沿某个方向的衰减特性；以及基于所述衰减特性在对所述受试者进行扫描期间改变沿着所述方向的螺距。以这种方式，可以在减少辐射剂量的同时维持期望的图像质量，而无需调制管电流。应当注意的是，以上简要描述被提供用于以简化形式介绍一系列概念，在具体实施方式中对这些概念进行进一步的说明。其不旨在标识出所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上面所提到的或本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。附图说明通过参照附图阅读以下非限制性实施例的说明将更好地理解本专利技术，在以下附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例的成像系统的立体视图；图2示出了根据本专利技术的实施例的示例性成像系统的示意性框图；图3示出了曲线图，展示了用于控制图像噪声的示例基于衰减的管电流调制；图4示出了曲线图，展示了根据本专利技术实施例的用于控制图像噪声的示例基于衰减的间距调制；图5示出了高级流程图，展示了根据本专利技术实施例的用于自动曝光控制的示例方法；图6示出了曲线图，展示了根据本专利技术的实施例的示例衰减图；图7示出了曲线图，展示了根据本专利技术的实施例的示例间距分布曲线；图8示出了曲线图，展示了根据本专利技术的实施例的示例受约束的间距分布曲线；图9示出了高级流程图，展示了根据本专利技术实施例的用于自动曝光控制的示例方法；图10示出了曲线图，展示了用于自动曝光控制的不同方法的示例图像噪声；并且图11示出了高级流程图，展示了根据本专利技术实施例的用于以动态螺距进行自动曝光控制的示例方法。具体实施方式以下描述涉及医学成像系统的各个实施例。具体地，提供了用于可变间距的方法和系统，以便在诸如图1和图2中所描绘的CT成像系统等CT成像系统中进行自动曝光控制。通常，在扫描期间对施加到x射线管的电流或管电流进行调制以优化剂量。图3示出了不同成像目标的相对管电流与相对衰减之间的不同关系，比如跨重建体积的恒定图像噪声。一种用于自动曝光控制的不同方法是调制螺距，其中，在扫描期间调制螺距以优化剂量。图4示出了不同成像目标的相对间距与相对衰减之间的不同关系。一种用于自动曝光控制的方法、比如图5中描绘的方法包括：确定待扫描受试者的衰减分布曲线，并且然后基于预先确定的衰减分布曲线以可变螺距来扫描受试者。图6中示出了示例衰减分布曲线，并且图7和图8中示出了由所述衰减分布曲线推导出的螺距调制。在一些示例中，可以通过使用螺距调制、管电流调制、或其组合来实现自动曝光控制，如图9所示。螺距调制的图像噪声性能与管电流调制相当，这两者都优于固定间距和管电流获取，如图10所示。在一些示例中，可以基于在扫描期间实时确定的衰减估计来调制螺距，而无需先前的衰减分布曲线信息，如图11中所描绘的。尽管通过示例的方式描述了CT系统，但应当理解，当应用于使用诸如断层合成、C型臂血管造影术等其他成像模式获取的图像时，本技术也可以是有用的。仅作为一种合适成像模式的示例提供了CT成像模式的当前讨论。如本文所使用的，术语“像素(pixel)”还包括其中数据由“体素(voxel)”表示的本专利技术实施例。因此，术语“像素”和“体素”两者在本文中可互换地使用。如本文所使用的，短语“重建图像(reconstructinganimage)”并不旨在排除其中生成表示图像的数据但不生成可视图像的本专利技术实施例。因此，如本文所使用的，术语“图像(image)”广泛地指代可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施例生成(或被配置成生成)至少一个可视图像。可以结合不同类型的成像系统来实施各个实施例。例如，各个实施例可以结合CT成像系统来实施，在所述CT成像系统中，x射线源投射扇形或锥形射束，所述射束被准直以位于笛卡尔坐标系的x-y平面、并且通常被称为“成像平面(imagingplane)”内。x射线束穿过正被成像的对象，比如患者。所述射束在被对象衰减之后撞击在辐射检测器阵列上。在检测器阵列处接收的衰减辐射束的强度取决于对象对x射线束的衰减。所述阵列的每个检测器元件产生作为检测器位置处的射束强度的测量结果的单独电信号。分别获取来自所有检测器的强度测量结果以产生透射分布曲线。在第三代CT系统中，x射线源和检测器阵列与门架一起在成像平面内并且围绕待成像的对象旋转，使得x射线束与对象相交的角度不断变化。当门架完成一次完整的360度旋转时，会发生完整的门架旋转。在一个门架角度处来自检测器阵列的一组x射线衰减测量结果(例如，投影数据)被称为一个“视图”。因此，视图是门架的每个增量位置。对对象进行“扫描”包括在x射线源和检测器的一次旋转期间在不同的门架角度或视角处产生的一组视图。在轴位扫描中，对投影数据进行处理以构建与通过对象拍摄的二维切片相对应的图像。一种用于由一组投影数据重建图像的方法在本领域中称为滤波反投影(FBP)技术。此过程将来自扫描的衰减测量结果转换成称为“CT数”或“亨氏单位”(HU)的整数，所述整数用于控制例如阴极射线管显示器上的相应像素的亮度。为了减少较长上下范围的总扫描时间，可以执行“螺旋”扫描。为了执行螺旋扫描，患者在z方向上与门架的旋转同步地移动，同时采集规定数量的切片的数据。这种系统由扇形或锥形束螺旋扫描生成单螺旋。由扇形或锥形射束映射出的螺旋产生投影数据，由所述投影数据可以重建每个规定切片中的图像。除了减少扫描时间之外，螺旋扫描还提供其他优点，比如更好地使用注入的造影剂、任意位置处的改善的图像重建、以及更好的三维图像。图1展示了被配置成允许快速和迭代图像重建的示例性CT系统100。具体地，CT系统100被配置成对诸如患者、无生命对象、一个或多个制造的零件、和/或外来对象等受试者进行成像，所述外来对象诸如牙植入物、支架和/或体内存在的造影剂。在一个实施例中，CT系统100包括门架102，所述门架进而可以进一步包括被配置成投射x射线辐射束106以用于对患者进行成像的至少一个x射线辐射源104。具体地，辐射源104被配置成朝向定位在门架102的相对侧上的检测器阵列108投射x射线106。虽然图1仅描绘了单个辐射源104，但在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：估计受试者沿某个方向的衰减特性；以及基于所述衰减特性，在对所述受试者进行扫描期间改变沿着所述方向的螺距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.18 US 15/240,0771.一种方法，包括：估计受试者沿某个方向的衰减特性；以及基于所述衰减特性，在对所述受试者进行扫描期间改变沿着所述方向的螺距。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述衰减特性是基于所述受试者的一个或多个平扫图像来估计的。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述衰减特性是基于经由定位在所述成像系统上的光学仪器获取的测量结果来估计的。4.如权利要求1所述的方法，其中，改变所述螺距进一步基于期望的成像目标。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述期望的成像目标基于临床任务和待成像的解剖结构中的一个或多个。6.如权利要求4所述的方法，其中，所述期望的成像目标包括期望图像噪声水平，所述期望图像噪声水平贯穿从在所述扫描期间采集的数据重建的图像的至少一部分。7.如权利要求4所述的方法，进一步包括：基于训练程序和在每个给定解剖区域中的不同临床任务上收集的信息来自动地选择所述期望的成像目标。8.如权利要求4所述的方法，进一步包括：基于所述衰减特性来改变管电流以满足所述期望的成像目标。9.如权利要求1所述的方法，其中，改变所述螺距包括：在所述扫描期间改变扫描床速度、在所述扫描期间改变门架转速、或其组合。10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：从在所述扫描期间采集的数据重建一个或多个图像。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个图像的所述重建是基于所述改变的螺距来调整的。12.如权利要求1所述的方法，其中，所述衰减特性是在所述扫描期间估计的。13.一种方法，包括：确定受试者在第一方向上的衰减分布曲线；基于所述衰减分布曲线来确定所述第一方向上的螺距的调制；在根据所述调制改变所述第一方向上的所述螺距的同时对所述受试者执行螺旋扫描；以及从在所述扫描期间采集的数据生成图像。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述衰减分布曲线是根据以下各项之一来确定的：所述受试者的二维平扫图像、所述受试者的三维平扫图像、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·爱德华·内特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US