软组织容积可视化的方法和装置制造方法及图纸

一种多能计算机断层成像（ＭＥＣＴ）系统（１０），包括：　　　　至少一个辐射源（１４）；　　　　至少一个辐射探测器（１８）；以及　　　　在操作上耦联到所述辐射源和所述辐射探测器的计算机（３６），设置所述计算机以：　　　　接收关于对象（２２）扫描的第一能谱的数据；　　　　接收关于对象扫描的第二能谱的数据；　　　　分解所述接收到的数据以产生代表骨骼物质的第一密度图像和代表软组织的第二密度图像；　　　　在所述第一密度图像内识别小于预定尺寸的区域；并且　　　　根据所述第一密度图像的所述识别区域从关于第一能谱的所述数据输入数据到所述第二密度图像中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体来说涉及一种医疗成像系统，更明确地涉及一种利用医疗成像系统的软组织容积可视化的方法和装置。
技术介绍
尽管近来计算机断层成像(CT)技术有了很大发展，例如越来越快的扫描速度、利用多行探测器的越来越大的覆盖范围以及越来越薄的片层，但是能量分辨率仍然是缺失的一块，即来自X-射线源的宽泛的X-射线光子能谱和CT探测系统的能量分辨率的缺乏使得能量识别CT不可能。X-射线穿过给定的对象后的衰减不是恒定的。相反，X-射线的衰减牢固地依赖于X-射线的光子能。这种物理现象表明其自身可以在图像中作为射线束硬化伪影，例如不均匀的阴暗的条纹。某些射线束硬化伪影能够容易地校正，但另一些可能会较难校正。通常，校正射线束硬化伪影的公知的方法包括水校准，它包括校准每个CT机以消除与水类似的材料的射线束硬化以及反复的骨骼校正，其中骨骼在第一遍扫描图像中是分离的，然后校正来自第二遍扫描图像中的骨骼的射线束硬化。但是，来自与水和骨骼不同的材料(例如金属和造影剂)的射线束硬化可能会很难校正。此外，即使利用上述校正方法，传统的CT也不能提供定量的图像值。而是，位于不同位置的同样的材料常常显示出不同的CT数值。传统CT的另一个缺陷是缺乏材料特征化。例如，具有低密度的高衰减性材料在图像中可能导致和具有高密度的衰减性较低的材料产生的相同的CT数。因此，仅仅基于CT数会得到关于所扫描对象的材料成分的很少的信息或得不到信息。另外，与传统的X-射线方法类似的方法，至少某些公知的软组织容积可视化方法投射射线穿过对象。但是，没有将骨骼从对象内的其他材料中分离出来，因此可能很难形成对于诊断可能仍很重要的细微的结构的可视化。传统上，CT图像的骨骼分离是基于图像特性和Hounsfield数值进行的。双重的能量分解非常有助于软组织和骨骼分离。但是，下面描述的方法和系统还可以消除包含了CT中的诊断信息的钙化。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种获取数据的方法。该方法包括利用多能计算机断层成像(MECT)系统扫描对象来获取数据以产生解剖图像，并分解所获得的数据以产生代表骨骼物质的第一密度图像以及代表软组织的第二密度图像。该方法进一步包括分离第一密度图像和第二密度图像中的至少一个，并且容积再现第二密度图像。另一方面，提供了一种多能计算机断层成像(MECT)系统。该MECT包括至少一个辐射源、至少一个辐射探测器以及在操作上耦联到辐射源和辐射探测器的计算机。设置计算机以接收关于对象扫描的第一能谱的数据，接收关于对象扫描的第二能谱的数据，分解接收到的数据以产生代表骨骼物质的第一密度图像和代表软组织的第二密度图像，在第一密度图像内识别小于预订尺寸的区域，并根据第一密度图像的识别区域从关于第一能谱的数据输入数据到第二密度图像中。再一个方面，提供了一种多能计算机断层成像(MECT)系统。该CT系统包括至少一个辐射源、至少一个辐射探测器以及在操作上耦联到辐射源和辐射探测器的计算机。设置该计算机以接收对象的图像数据，将接收到的图像数据分解为代表骨骼物质的第一密度图像和代表软组织的第二密度图像，在第一密度图像内识别小于预订尺寸的区域并利用使用二元象素的连接性的算法来在第一密度图像内提取识别出的区域。还有一方面，提供了一种嵌入有程序的计算机可读媒介。设置计算机可读媒介以指导计算机接收关于对象扫描的第一能谱的数据，接收关于对象扫描的第二能谱的数据，分解接收到的数据以产生代表骨骼物质的第一密度图像和代表软组织的第二密度图像，对第一密度图像设置阈值以产生代表骨骼和钙化的第一二元掩模图像，从第一二元掩模图像中提取所识别出的小于预定尺寸的区域以产生基本上代表钙化的第二二元掩模图像，并根据第一二元掩模图像的提取出的区域从接收到输入数据到第二密度图像中。还有一个方面，提供了一种获取数据的方法。该方法包括利用多能计算机断层成像(MECT)系统来扫描对象以获得数据从而产生解剖图像，分解所获得的数据以产生第一密度图像和第二密度图像并容积再现第一和第二密度图像中的至少一个。附图的简要说明附图说明图1是MECT成像系统的示意图。图2是图1中所示的系统的方块图。图3是表示预重构分析的流程图。图4是表示后重构分析的流程图。图5是利用图1和2中所示的MECT成像系统进行容积可视化的方法的示意图。图6是利用图1和2中所示的MECT成像系统进行的软组织容积可视化的方法的示意图。图7是公知的外科导航系统的示意图。图8是利用图5中所示的方法的外科导航系统的示意图。图9是公知的放射治疗系统的示意图。图10是利用图5中所示的方法的放射治疗系统的示意图。专利技术的详细说明这里所述的方法和装置便于增大利用基于图像分割的方法的多能成像的分割能力。这里所述的方法和系统便于对软组织进行实时容积建立和可视化。更具体的是，这里所述的方法和系统便于在保留图像内的钙化时从图像中分离出骨骼物质，并且便于增大多能成像的分割能力以外科导航和放射治疗。在一些公知的CT成像系统构造中，X-射线源射出扇形射线束(将其校准以使其位于笛卡尔坐标系的x-y平面内并通常将其称为“成像平面”)。X-射线束穿过正在成像的对象例如病人。该射线束在被对象衰减之后，撞击在辐射探测器阵列上。在该探测器阵列上接收到的衰减的辐射线束的强度取决于通过对象的X-射线束的衰减。该阵列的每个探测器元件产生单独的电信号，该电信号是对在探测器位置上的射线束强度的测量值。分别获得来自全部探测器的强度测量值从而产生透射轮廓。在第三代CT系统中，X-射线源和探测器阵列绕着要成像的对象以成像平面内的机架旋转，因此X-射线束贯穿对象的角度经常变化。来自在一个机架角度的探测器阵列的一组X-射线衰减测量值即投影数据称作一“视图”。对象的“扫描”包括在X-射线源和探测器的一次旋转期间在不同的机架角度或视角上形成的一系列视图。在轴向扫描中，处理投影数据以建立与从对象中提取的二维片层相对应的图像。用于重构来自一组投影数据的图像的一种方法在本领域中被称为滤波反向投影技术。这种方法将来自扫描的衰减测量值转化为称作“CT数”或“Hounsfield单位”(HU)的整数，用它来控制阴极射线管显示器上的相应象素的明亮度。为了缩短整个扫描时间，可以执行“螺旋式”扫描，其中当采集规定数目个片层数据时使患者移动。这种系统从扇形射线束螺旋式扫描中产生单独的螺旋线。由该扇形射线束绘制出的螺旋线生成投影数据，通过该数据可以重构每个规定片层内的图像。用于螺旋式扫描的重构算法通常使用螺旋加权算法，它加权收集到的数据作为视角和探测器通道索引的函数。具体的，在滤波反向投影处理之前，根据螺旋式加权因子来加权数据，它既是机架角度又是探测器角度的函数。然后处理加权数据以产生CT数并构建相应于从对象提取出的二维片层的图像。为了进一步缩短整个获取时间，已经引入了多片层CT。在多片层CT中可以在任何瞬间同时获取多行投影数据。当结合螺旋扫描模式时，系统产生锥形射线束投影数据的单个的螺旋线。与单个的螺旋片层类似，加权方案是一种衍生出的可以在滤波反向投影算法之前将投影数据乘以权值的方法。在此，以单数叙述并以词“一个(a)”或“一个(an)”开头的元件或步骤应该理解为不排除多个所述的元件或步骤，除非这种排除被明确地注明。而且，本说明书的方法和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·B·阿维纳斯，J·M·萨波尔，M·J·沃克，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：