用于计算机断层摄影的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于提高计算机断层摄影(CT)图像质量的方法和系统。在一个实施方案中，一种用于光子计数计算机断层摄影(PCCT)系统的方法包括：跨一个或多个视图和/或在一个或多个视图内调整该PCCT系统的X射线管输出电流，该电流在第一电流和第二电流之间调整，该第一电流高于该第二电流(706,708)；对于由该PCCT系统扫描的该一个或多个视图中的视图，在该第一电流下将第一堆积校正应用于该PCCT系统的检测器阵列的每个检测器处的第一光子计数输出，该第一堆积校正基于在该第二电流下应用于每个检测器处的第二光子计数输出的第二堆积校正来计算(814,918)；以及基于经校正的第一光子计数和经校正的第二光子计数重建图像(718)。像(718)。像(718)。

【技术实现步骤摘要】
用于计算机断层摄影的系统和方法


[0001]本文所公开的主题的实施方案涉及成像系统和方法，并且更具体地，涉及计算机断层摄影(CT)成像系统中的自动电流调制。

技术介绍

[0002]在计算机断层摄影(CT)成像系统中，由阴极生成的电子束指向X射线管内的靶。由与靶碰撞的电子产生的扇形或锥形X射线束指向受检者，诸如患者。在被对象衰减之后，X射线撞击X射线检测器阵列，从而生成图像。可以通过使用光子计数CT(PCCT)来提高CT图像的质量，其中X射线检测器是光子计数检测器，并且对光子进行计数以提供光谱信息。自动曝光控制(AEC)可以与PCCT结合使用，其中逐个视图地调整X射线管输出电流以最小化施加到患者的辐射剂量，同时跨患者的扫描范围保持恒定的图像质量。
[0003]然而，对于PCCT系统，由于光子计数检测器的能力有限，光子堆积可能在较高的输入计数速率下发生。因此，光子计数检测器的输出必须针对堆积效应进行校正。对不同堆积量的校正可能难以准确地执行。根据正在扫描的解剖区域的尺寸和密度，堆积可发生在不同的检测器处。例如，当扫描患者时施加大量电流时，在接收被患者衰减的X射线束的检测器处可能不发生堆积，而在接收未被患者衰减(例如，穿过患者的狭窄部分或皮纹线周围)的X射线束的检测器处可能发生堆积。因此，跨多个不同的检测器应用堆积校正可产生不一致的结果，从而降低由PCCT系统采集的图像的质量。

技术实现思路

[0004]本公开通过一种用于光子计数计算机断层摄影(PCCT)系统的方法至少部分地解决了上述问题中的一个或多个问题，该方法包括：在受检者的扫描期间，跨一个或多个视图和/或在一个或多个视图内调整PCCT系统的X射线管输出电流，该电流在第一电流和第二电流之间调整，第一电流高于第二电流；对于由PCCT系统扫描的一个或多个视图中的视图，在第一电流下将第一堆积校正应用于PCCT系统的检测器阵列的每个检测器处的第一光子计数输出，该第一堆积校正基于在第二电流下应用于每个检测器处的第二光子计数输出的第二堆积校正来计算；以及基于经校正的第一光子计数和经校正的第二光子计数重建图像，并且将图像输出到PCCT系统的显示设备。以这种方式，针对较低光子计数的检测器计算的堆积校正可用于引导针对较高光子计数的检测器处的堆积校正，并且可基于每个经校正的光子计数来重建图像。由于堆积行为随着入射光子速率的增加而变得更加难以补偿，因此通过使用在较低光子计数下计算的堆积校正来校正光子计数较高时的堆积，可以提高所重建的图像的质量。
[0005]在一些示例中，可以在第一视图中施加第一较高电流，可以在第二视图中施加第二较低电流，并且可以使用针对第二视图中的每个检测器计算的第一堆积校正来引导针对第一视图中的每个检测器计算的第二堆积校正(例如，视图到视图电流调制)。在其他示例中，可以在视图的第一部分中施加第一较高电流，可以在视图的第二部分中施加第二较低
电流，并且可以使用针对第二部分中的每个检测器计算的第一堆积校正来引导针对第一部分中的每个检测器计算的第二堆积校正(例如，视图内电流调制)。然后可以对视图的第一部分和第二部分中的每个检测器的经校正的光子计数求和，以生成视图的每个检测器的总光子计数。在又一些示例中，视图到视图电流调制和视图内电流调制可以被组合以提高堆积校正的准确度以及所得的重建图像的质量。
[0006]在单独或与附图联系时，本说明书的以上优势以及其他优势和特征将从以下具体实施方式中显而易见。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0007]通过阅读以下详细描述并且参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
[0008]图1示出了根据本公开的一个或多个实施方案的计算机断层摄影(CT)成像系统的绘画视图；
[0009]图2示出了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性CT成像系统的示意性框图；
[0010]图3是根据本公开的一个或多个实施方案的PCCT系统的示例性检测器阵列的示意图；
[0011]图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的在扫描受检者期间指向光子计数检测器的PCCT系统的射线；
[0012]图5示出了例示根据本公开的一个或多个实施方案的光子堆积曲线的曲线图；
[0013]图6示出了例示根据本公开的一个或多个实施方案的施加到根据AEC的PCCT系统的X射线源的电流的调制曲线的曲线图；
[0014]图7是示出根据本公开的一个或多个实施方案的用于将堆积校正应用于来自根据AEC的PCCT系统的光子计数监测器的读数的示例性方法的流程图；
[0015]图8是示出根据本公开的一个或多个实施方案的用于使用由PCCT系统采集的视图之间的电流调制来校正堆积行为的示例性方法的流程图；
[0016]图9是示出根据本公开的一个或多个实施方案的用于使用由PCCT系统采集的视图内的电流调制来校正堆积行为的示例性方法的流程图；
[0017]图10A是示出基于传统堆积校正方法的光子计数的误差率的第一直方图；并且
[0018]图10B是示出根据本公开的一个或多个实施方案的基于所提出的堆积校正方法的光子计数的误差率的第二直方图。
[0019]附图示出了所述系统和方法的具体方面。连同以下描述，附图示出并且解释了本文描述的结构、方法和原理。在这些附图中，为了清晰起见，可放大或以其他方式修改部件的尺寸。没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊所描述部件、系统和方法的各方面。
具体实施方式
[0020]本说明书和本文所公开的主题的实施方案涉及用于提高经由光子计数计算机断层摄影(PCCT)系统采集的图像质量的方法和系统。通常，在计算机断层摄影(CT)成像系统中，X射线源或X射线管朝对象诸如患者发射扇形束或锥形束。通常，在CT系统中，X射线源和检测器阵列围绕成像平面内的机架并围绕患者旋转，并且图像从在以不同视角的多个视图处的投影数据生成。例如，对于X射线源的一次旋转，可以由CT系统生成1000个视图。束在被患者衰减之后撞击辐射检测器阵列。X射线检测器或检测器阵列通常包括用于准直在检测器处接收的X射线束的准直器、与准直器相邻地设置的用于将X射线转换成光能的闪烁体和用于从相邻闪烁体接收光能并从中生成电信号的光电二极管。在检测器阵列处接收的衰减X射线束辐射的强度通常取决于患者对X射线束的衰减。检测器阵列的每个检测器元件产生单独的电信号，该电信号指示由每个检测器元件接收的衰减束。电信号被传输到数据处理系统供分析。数据处理系统处理电信号以促成生成图像。
[0021]此类常规CT成像系统利用将射线照相能量转换成电流信号的检测器，这些电流信号在一段时间内进行积分，然后被测量并且最终被数字化。然而，此类检测器的缺点在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光子计数计算机断层摄影系统的方法，所述方法包括：在扫描期间，跨一个或多个视图和/或在一个或多个视图内调整所述光子计数计算机断层摄影系统的X射线管输出电流，所述电流在第一电流和第二电流之间调整，所述第一电流高于所述第二电流；对于由所述光子计数计算机断层摄影系统扫描的所述一个或多个视图中的视图，在所述第一电流下将第一堆积校正应用于所述光子计数计算机断层摄影系统的检测器阵列的检测器处的第一光子计数输出，所述第一堆积校正基于在所述第二电流下应用于所述检测器处的第二光子计数输出的第二堆积校正；以及基于经校正的第一光子计数和经校正的第二光子计数重建图像，并且将所述图像输出到所述光子计数计算机断层摄影系统的显示设备。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述一个或多个视图内和/或跨所述一个或多个视图调整所述光子计数计算机断层摄影系统的所述X射线管输出电流还包括将所述光子计数计算机断层摄影系统的所述X射线管输出电流从用于第一视图的所述第一电流调整到用于第二视图的所述第二电流，其中所述第一电流是基于在所述第一视图处受检者的尺寸和/或形状、目标图像质量和在所述第一视图处的第一堆积项来选择的，并且所述第二电流是基于在所述第二视图处所述受检者的尺寸和/或形状、所述目标图像质量和在所述第二视图处的第二堆积项来选择的，所述第二堆积项不同于所述第一堆积项。3.根据权利要求1所述的方法，其中应用于所述第二光子计数的所述第二堆积校正基于堆积校准模型的输出，所述堆积校准模型将所述第二光子计数和所述第二电流作为输入以生成经校正的第二光子计数。4.根据权利要求3所述的方法，还包括将经校正的第二光子计数乘以所述第一电流与所述第二电流的比率以生成经缩放的第二光子计数，并且其中将所述第一堆积校正应用于所述第一光子计数输出包括将所述第一光子计数和所述第一电流输入到所述堆积校准模型中以生成初始经校正的第一光子计数，以及基于经缩放的第二光子计数来调整所述初始经校正的第一光子计数以生成经校正的第一光子计数。5.根据权利要求3所述的方法，还包括将经校正的第二光子计数乘以所述第一电流与所述第二电流的比率以生成经缩放的第二光子计数，并且其中将所述第一堆积校正应用于所述第一光子计数包括用经缩放的第二光子计数替换所述第一光子计数以生成经校正的第一光子计数。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述X射线管输出电流被调整到所述第一电流以扫描第一视图，并且所述X射线管输出电流被调整到所述第二电流以扫描第二视图，所述第二视图不同于所述第一视图。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二视图在所述第一视图的阈值数量的后续连续视图内。8.根据权利要求1所述的方法，其中针对视图的第一部分将所述X射线管输出电流调整到所述第一电流，并且针对所述视图的第二部分将所述X射线管输出电流调整到所述第二电流。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一电流高于由自动曝光控制电流调制设计方案针对所述视图所规定的目标电流，并且所述第二电流低于所述目标电流，并且所述第
一电流和所述第二电流的平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：范家华，
申请(专利权)人：通用电气精准医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：