检测斑块成分的方法和系统技术方案

提出一种方法，包括用多能量计算机断层照相（ＭＥＣＴ）系统来检测斑块的成分。该方法包括用ＭＥＣＴ系统来产生关于人体模型的投影数据的信息；以及从上述信息得到斑块的成分。ＭＥＣＴ系统包括至少一个用以发射横断物体的Ｘ射线的放射源；至少一个用以检测Ｘ射线的检测器；与检测器相耦合的控制器；以及用以指令ＭＥＣＴ系统检测斑块成分的计算机。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像系统，更具体地说，涉及检测斑块(plaque)成分的方法和系统。
技术介绍
计算机断层照相(CT)技术的最近进展使得扫描速度更快、多检测器排的覆盖面积更大以及切片更薄。然而，用这些系统来测量能量分辨率仍然是空白。由X线源输出的宽的X射线光子能谱和来自CT检测系统的能量分辨率的缺乏妨碍了能量辨别CT。通过给定物体的X线的衰减很强地依赖于入射X射线的光子能量。这个物理现象在图像中表现为束硬化后生现象(beam-hardening artifact)，如不均匀性、阴影和条纹。某些束硬化后生现象易于纠正，另一些束硬化后生现象的纠正则较困难。通常，己知的、用于纠正光束硬化后生现象的方法包括水校准，其包括对每个CT机器进行校准，以便从类似于水的材料中除去束硬化；还包括迭代骨骼校正，其中在初次通过(first pass)的图像重建中将骨骼分开，然后在二次通过的图像重建中校正由骨骼而引起的光束硬化的测量。然而，如果不对测量数据进行追加处理，就难于校正来自除水和骨骼以外的材料的束硬化现象，这些材料如像金属和对比剂(contrast agent)。此外，即便用了上述的校正方法，常规的CT并不提供定量的图像数值。相反地，图像中在不同位置上的相同材料往往显示不同的CT数。常规CT的另一个缺点是材料特性的降低的级别。例如，高度衰减的低密度材料与低衰减的高密度材料一样能在图像中产生相同的CT数。因而，只根据CT数几乎或完全得不到关于被扫描物体的材料的组成信息。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提出了一种方法。这个方法包括使用多能量计算机断层照相(MECT)系统来检测斑块的成分。在另一方面，提出了检测斑块成分的方法。这个方法包括使用MECT系统来产生关于人体模型(phantom)的投影数据的信息，并由这些信息来获得斑块成分。在另一方面，提出了MECT系统。该MECT系统包括配置用来发射贯穿物体的X射线的至少一个放射源、用于检测X线的至少一个检测器、与检测器耦合的控制器、配置用于指令MECT系统检测斑块成分的计算机。在又一方面，提出了用程序编码的计算机可读介质。配置该程序用于指令计算机检测在用多能量断层照相(MECT)系统扫描的物体中的斑块成分。在又一方面，提出了用程序编码的计算机。该程序是用于指令MECT系统检测在用MECT系统扫描的物体中的斑块的成分。附图说明图1是多能量计算机断层照相(MECT)成像系统的示意图，在此系统中实现了检测斑块成分的方法。图2是图1所示的MECT系统的方块示意图。图3、4、5和6示出了用于检测斑块成分的方法的实施例的流程图。图7示出了多个图像。图8示出了另外的多个图像。具体实施例方式普遍认为，动脉硬化逐渐引起血管壁上的脂肪淀积的积累，使血管逐渐变窄，就如像在颈动脉或冠状动脉中那样。最终，血管腔体或血管中的血流量将减少到如此的水平，使如心肌或脑组织这样的组织缺少载氧血液，而组织死亡，引起心脏病发作或中风。比较而言，在动脉硬化时，大多数有急性心血管病的病人在动脉血管壁本身内出现发炎的过程。低密度的脂蛋白(LDL)积累在血管壁上并引起免疫系统细胞进入到血管壁中。免疫系统细胞吞食变形(modified)的LDL，并使血管壁上的脂肪滴增加，这些脂肪滴构成斑块的脂质核。炎症细胞促使脂质核上斑块的生长和由平滑肌细胞形成的胶原纤维构成的纤维帽(fibrous cap)的发展。当炎症细胞肿胀起来的时候，免疫系统的细胞会分泌出使胶原体降解的酶，并阻止新的胶原纤维的发展，以修补帽损坏。帽的弱化可能继续，直到出现裂缝并且管腔的血液与脂质核混合，促使血液凝固的蛋白质丰富。其结果是，形成凝结并可能阻塞血管，从而导致缺血。如果凝结不是闭塞性的，疤痕组织就会发展并使斑块增大，从而导致慢性征兆。在冠状动脉硬化时，可能存在血栓以及钙化的、中间状态的和软的斑块。普遍认为，斑块的组成显示出急性冠状综合症的危险。软斑块包括高脂质凝聚、纤维状的薄帽和炎性细胞。中间状态的斑块包括纤维组织、低脂质凝聚和炎性细胞。钙化斑块包含高凝聚的钙。如果有软斑块存在，就可能增加中风或突发心脏病的危险。普遍认为，血栓的密度低于20Hounsfield单位(HU)，软斑块的密度低于50HU，中间状态的斑块的密度在50和120HU之间，钙化斑块的密度大于120HU。Hounsfield单位也称为CT数，用于控制在阴极射线管显示上相应象素的亮度，并且反映不同类型斑块的一致性。然而，识别和区分具有低凝聚或无凝聚钙的斑块则是挑战性的。在某些CT成像系统配置中，X射线源投射扇形束，对该射线束进行调准，以使其位于笛卡儿坐标系统中的、通常称为“成像平面”的X-Y平面中。X射线束通过正在成像的物体，如病人。在该物体中衰减之后，该束射到放射线检测器阵列上。在检测器阵列上接收到的衰减了的放射束的强度取决于X线束在该物体中的衰减。阵列中的每个检测器元件都产生分离的电信号，它是在检测器位置上X线束衰减的测量。分别获取来自全部检测器元件的衰减测量以产生透射剖面图。在第三代CT系统中，用台架(gantry)使X线源和检测器阵列在成像平面中围绕着要成像的物体旋转，以便不断地改变X射线束与物体的交角。将在一个台架角度上、来自检测器阵列的一组处理过的X线衰减测量值(即投影数据)称为“视图”。在X线源和检测器的一周过程中，物体的一次“扫描”包括在不同的台架角度或视角上制成的一组视图。在轴扫描中，对投影数据加以处理以构建图像，该图像对应于通过物体取得的二维(2D)切片。在现有技术中，从一组投影数据重建图像的一种方法称之为过滤背投影技术。这个过程将由扫描得到的衰减测量转换为称为Hounsfield单位的整数。为了减少总的扫描时间，可以进行“螺旋”扫描。为了进行“螺旋”扫描，将物体移入到扫描器中，同时获取规定数量切片的数据。这样的系统从扇形X线束螺旋扫描产生单个的螺旋。这个由扇形X线束绘制成的螺旋产生从其可以重建每个规定切片中的图像的投影数据。螺旋扫描的重建算法通常使用加权收集到的数据的螺旋加权算法作为视角和检测器通道指数的函数。具体地说，在过滤背投影过程之前，根据螺旋加权因子对数据进行加权，它是台架角度和检测器角度二者的函数。螺旋加权算法也根据比例因子对数据加以换算，它是X线源和物体之间距离的函数。然后对加权和换算过的数据进行处理以产生CT数，并构建与通过物体取得的二维切片相应的图像。如在此所用的那样，以单数引用并且前面有“a”或“an”的元件或步骤，应理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非明确地说明这样的例外情况。此外，对本专利技术“一个实施例”的引用并非企图要说明为排除存在其它的、也包括所引用的特征的实施例。也如在此所用的那样，短语“重建图像”并非企图要排除本专利技术的一些实施例，在这些实施例中，产生了代表图像的数据，但没有产生看得见的图像。然而，许多实施例至少产生(或用来产生)一个看得见的图像。参照图1和图2，多能量、多切片扫描成像系统，例如，多能量计算机断层照相(MECT)成像系统10显示为包括代表“第三代”CT成像系统的台架12。使用MECT系统10来实现检测斑块成分的方法。台架12有X线源14，它向台架12对侧上检测器阵列18投射X线束16。检测器阵列18是由包括多个检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：用多能量的计算机断层照相（ＭＥＣＴ）系统来检测斑块成分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚艾特鲁，里卡多S阿维拉，彼得M埃迪克，谢江，詹姆斯W利布兰克，吴晓叶，
申请(专利权)人：GE医药系统环球科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]