用于确定光谱计算机断层摄影扫描协议的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影(CT)扫描器来采集CT图像的方法(500)，以及对应的装置(600)。方法(500)包括以下步骤：定义(510)具有用于采集传统CT图像的扫描限制的传统扫描协议；确定(520)包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议；以及确定(520)第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例，使得传统扫描协议的扫描限制被满足。方法(500)和对应的装置允许对减少光谱扫描模式限制的光谱扫描协议的确定。

Method and equipment for determining the protocol of spectral computed tomography

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定光谱计算机断层摄影扫描协议的方法和设备
本专利技术涉及医学成像领域，并且尤其涉及一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法以及用于采集传统计算机断层摄影图像的对应方法。本专利技术还涉及对应的光谱扫描协议确定装置和计算机断层摄影系统。然而，本专利技术不限于在医学成像中的使用，并且可以同样应用于其他领域。
技术介绍
双能量或光谱计算机断层摄影(CT)是特殊的成像过程，其中，通常使用至少两个不同的X射线束光谱执行多个CT采集。双能量或光谱CT允许对患者执行能量和/或材料选择性重建，例如通过材料分解获得合成的单色能量图像是可能的。尽管在评估能力方面具有显著优势，但CT用户经常避免选择光谱扫描并选择传统的CT采集。用户犹豫的主要原因是两种采集模式中的一种较低效地使用X射线管功率，与传统采集相比，这可能对扫描限制产生严重影响，例如采集速度。因此，由于光谱CT采集的扫描模式限制，即使在扫描限制将允许这种光谱采集的情况下，也经常不利用增强的光谱能力，而是采集传统的CT图像。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于确定光谱扫描协议的方法和一种用于采集传统CT图像的方法，所述方法减少了光谱CT采集的扫描模式限制。根据第一方面，提供了一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法。方法包括以下步骤：定义具有扫描限制的传统扫描协议以用于采集传统CT图像；确定包括第一采集模式的比例和第二采集模式的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议；以及确定所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。总之，根据本专利技术的解决方案因此允许对光谱扫描协议(即，引起具有光谱分辨率的计算机断层摄影图像的协议)的确定，而用户不必关注通过首先定义光谱扫描协议所暗示的限制。根据本专利技术，例如，用户可以利用传统扫描协议的扫描限制来定义传统的扫描协议，即用于采集传统CT图像的扫描协议。考虑到针对传统扫描协议定义的这些扫描限制，根据本专利技术的方法使用可能的可用净空(headroom)来在第一和第二采集模式当中分配采集。换句话说，根据本专利技术的方法旨在允许光谱采集而不干扰传统的扫描协议，即符合传统扫描协议的扫描限制。在本申请的进程中，传统的扫描协议用于指代用于获得传统CT图像的协议，即针对其没有采集光谱信息的CT图像。换句话说，术语“传统”用于明确地将这种协议与针对光谱采集定义的协议区分开。在这种上下文中，将传统的CT图像称为图像，其是使用实质上相同的X射线光谱(例如，具有实质上相同的X射线管操作参数和/或滤波器设置)从多个角度的X射线投影采集的。这例如也可以表达为使用单个采集模式的图像采集。与此对比，光谱采集优选地依赖于图像采集的至少两个投影的X射线光谱之间的差异。由此，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议。优选地，使用光谱扫描协议可获得的CT图像显示出类似的图像特性，例如在诸如分辨率、对比度、伪像或信噪比之类的图像质量方面。然而，光谱扫描协议将提供进一步显示光谱分辨率的CT图像，即与传统CT图像相比将被增强。进一步优选地，与传统扫描方案相比，光谱扫描协议将不会引起患者的辐射剂量增加。优选地，由根据本专利技术的方法确定的光谱扫描协议依赖于传统扫描协议，所述传统扫描协议由用户以公知和熟悉的方式定义。然后，可以通过本专利技术的方法确定所确定的光谱扫描协议(即，基于协议的光谱能力的增强)，而不会恶化由用户定义的传统扫描协议，并且无需用户的进一步输入。然后，如前所述，光谱采集的CT图像将优选地得到与使用传统扫描协议将会采集到的图像和图像质量相同的图像和图像质量，另外产生光谱信息。总之，通过根据本专利技术的方法增加了对用户的光谱采集的吸引力，这是因为通过委托用户仅定义传统扫描协议，实际上减少了光谱扫描模式的限制。第一采集模式的比例和第二采集模式的比例优选地分别被理解为相对于整个扫描时间的比例。换句话说，该比例可以指单个连续时间部分，即在光谱扫描期间将采集从第一采集模式切换到第二采集模式一次。优选地，扫描模式在扫描期间在第一采集模式和第二采集模式之间多次切换(例如，在快速切换采集中)，然后将该比例定义为第一采集模式与第二采集模式的持续时间的相对持续时间，或者期间相对于总扫描时间分别使用第一和第二采集模式的时间段的总和。在许多情况下，两种定义都将产生相同的比例，而本专利技术不限于此。在实施例中，传统扫描协议的扫描限制包括以下各项中的一项或多项：图像质量、信噪比、光子通量、管功率利用率、采集速度以及患者剂量。应当注意，一些协议或扫描限制是相互依赖的，例如图像质量和信噪比，或者光子通量和管功率利用率。特别是，扫描速度或采集速度已被证明是使用光谱CT采集的限制因素。使用根据本专利技术的方法，进行光谱采集、同时满足例如扫描或采集速度要求是可能的。应注意，这些扫描限制是示例，并且在其他实施例中，可以定义附加或替代的扫描限制。在实施例中，第一采集模式和第二采集模式与不同X射线管电压和不同射束过滤中的一个或多个相对应。优选地，光谱CT成像技术执行快速光谱切换以改变第一采集模式和第二采集模式之间的图像采集的光谱特性。在采集模式之间切换X射线管电压的一个示例在文献中称为kVp切换。切换X射线管电压对X射线束光谱具有直接影响，使得使用不同X射线管电压的两个图像采集携带光谱信息。同样地，第一采集模式和第二采集模式之间的不同射束过滤分别得到两个不同的X射线光谱。应当注意，在一些实施例中，还可以预期多于两种不同的采集模式或者还有提供交替X射线束光谱的另外的形式。在实施例中，与第一采集模式相比，第二采集模式较低效地使用计算机断层摄影扫描器的X射线管的功率。例如，关于上面例示的不同采集模式，低X射线管电压将生成较少的X射线通量，从而引起较低的X射线管功率利用率，或者换句话说，引起较低效的功率使用。同样地，与未过滤的使用相比，使用用于过滤X射线束的滤波器将减少X射线通量。虽然在该实施例中，第二采集模式被定义为具有较低效的X射线管功率利用率的两种采集模式中的一种，但选择当然是任意的。通常，第一采集模式和第二采集模式中的一种采集模式将较低效，其在本实施例中仅称为第二采集模式。由于较低效的功率利用率，因此结果可能是(例如，对扫描或采集速度)显著的限制。作为响应，根据本专利技术的方法通过相应地调整或确定第一和第二采集模式的比例来避免干扰扫描协议限制。在实施例中，方法还包括以下步骤：确定对于满足传统扫描协议的扫描限制必要的管功率利用率百分比，以及确定第一采集模式的比例和第二采集模式的比例以满足所需要的管功率利用率百分比。优选地，管功率利用率百分比被定义为有用的X射线能量(即，在检测器处可检测的通量)与X射线管操作的功率的比率。优选地，必要的管功率利用率百分比被确定为最小管功率利用率(即，使用最大管功率)，其为了满足扫描限制而被最低限度地遵守。使用具有将低于该最小确定百本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法，所述方法(500)包括以下步骤：/n定义(510)具有扫描限制的传统扫描协议以用于采集传统计算机断层摄影图像，/n确定(520)包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议，以及/n确定(520)所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 EP 17190106.91.一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法，所述方法(500)包括以下步骤：
定义(510)具有扫描限制的传统扫描协议以用于采集传统计算机断层摄影图像，
确定(520)包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议，以及
确定(520)所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传统扫描协议的所述扫描限制包括以下各项中的一项或多项：图像质量、信噪比、光子通量、管功率利用率、采集速度以及患者剂量。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一采集模式(201)和所述第二采集模式(202)与不同X射线管电压和不同射束过滤中的一个或多个相对应。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第一采集模式(201)相比，所述第二采集模式(202)较低效地使用所述计算机断层摄影扫描器的X射线管的功率。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
确定对于满足所述传统扫描协议的所述扫描限制必要的管功率利用率百分比，以及
确定所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例，以满足所需的管功率利用率百分比。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
依据光谱能力来优化所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
将最佳比例确定(522)为具有最佳光谱能力的所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，以及
在使用所述最佳比例的所述光谱扫描协议满足所述扫描限制的情况下，分别将所述第一采集模式的所述比例和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·普罗克绍，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL