用于产生在任意能谱的计算层析术图像的正投影制造技术

本技术方案涉及基于双能量扫描结果产生在任意能谱下的ＣＴ图像。在某些实施例中，进行对象的双能量扫描，并且材料基本分解用于分解所扫描的对象为具有已知衰减特性的两个基本材料，从而产生材料密度图像。结合其它成像系统（２５０）信息的知识，完成在任意ｋＶ谱下的正投影以产生图像，就好像是所扫描的对象在这个不同的ｋＶ谱下被扫描的一样。这个避免了使用者进行不必要的额外扫描。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术技术通常涉及数字图像的产生。更特别地，该技术涉及正投影的使用以通 过双能量扫描产生在任意射线管谱下的计算层析术(CT)图像。
技术介绍
双能量成像实质上涉及在相同条件下并在两个能谱上获取相同对象的多个扫描。 在双能量系统中，多个扫描在不同的能级(或能谱)被执行，并且被使用以识别不同材料。 例如，软组织和其它更低密度元素趋于将X射线衰减至比骨头和碘造影剂更弱的程度。因 此，执行两个成像扫描，一个在较高射线管电压水平(例如，110-150kVp)，而另一个在较低 水平(例如，60-80kVp)将提供比传统CT扫描更多关于正在扫描的材料的信息。 双能量投影数据可以用于采用基本材料分解(BMD)算法重建图像。产生的图像代 表一对所选的基本材料密度。除材料密度图像以外，双能量投影数据可以用于采用与所选 单色能量(monochromaticenergy)相等的X射线衰减系数产生新图像。例如，单色图像包 括其中体素的强度值被指定的图像，好像CT图像通过采用单色X射线束从对象收集投影数 据而产生一样。 在医学成像领域中，双能量CT扫描在80kVp周围的低电压水平和140kVp周围的 高电压水平频繁地执行。从这些扫描期间获得的图像，产生基本材料密度图像和单色图像 (即代表采用理想单色射线管源执行计算层析术扫描的效果的图像)变成可能。给定一 对材料密度图像，产生另一个基本材料图像对是可能的。例如，从同一解剖的水和碘图像， 产生一对不同的材料密度图像(例如钙和钆(gadolinium))是可能的。类似地，从一对基 本材料图像产生一对单色图像(每个处于特定的能量)是可能的。反向也是可能的，即从 一对单色图像可以导出一对基本材料图像或一对处于不同能量的单色图像。 然而，恰好可以有帮助的是，还产生图像好像是采用另一个射线管谱扫描患者一 样(实际上不必进行额外扫描)。例如，在某些举例中，它可以辅助放射科医师在传统的 120kVp能量水平观察成像对象。通常地，这个可能需要在所需能级执行额外扫描。这个是 耗时的步骤，其可能进一步使得患者曝露至不希望的放射水平。进一步地，因为自从初始成 像程序和环境将改变之后，时间将流逝，所以将不可能捕获确如在原始双能量CT扫描中获 得的那样的图像。 因此，需要有采用从双能量扫描获得的成像结果、产生图像结果好像是在任意能级或能谱执行CT扫描一样。
技术实现思路
进行材料分解以基于双能量扫描获得材料特性因子。例如，该双能量扫描被分解为代表材料密度的材料基本对。也就是说，针对每个该双能量扫描，确定在所成像对象中的材料的衰减值。例如，使用在第一能级扫描时的材料(例如，骨头)的衰减和在第二能级扫描时的材料的衰减，该材料的线性衰减系数可以获得，使得例如这个材料的衰减值可以对于任何能级被计算。例如，在某些实施例中，线性衰减特性可以是线性衰减系数。 接下来，例如基本材料是水和碘的情况中的基本材料密度图像用于基于材料密度、材料衰减系数和成像系统的已知特性来在任意能谱正投影。例如，识别位于具有坐标(x， y)的位置处的材料的线性衰减特性之后，在该位置处的该材料的衰减值可以通过在方程中插入包括任意能谱的能级而产生，使得该材料的衰减值可以产生。 某些实施例还提供了技术，由此在任意射线管谱下获得的CT投影的确定在投影 空间完全得以进行，而无需在之前产生材料密度图像或单色图像。附图说明 图1描述根据本技术方案的某些实施例的方法的流程图。 图2描述根据本技术方案的实施例的用于正投影处于任意能级的材料密度图像 的系统的框图。具体实施例方式本技术方案描述用于使用正投影技术或基本材料投影技术的系统和方法，以使用双能量成像期间获得的材料密度图像和已知材料特性在任意能谱合成CT图像。 采用双能量成像、基于从不同能级取得的两个分离扫描获得的信息来重建材料密度图像是可能的。例如，基于扫描中的材料的材料特性，在低能级取得的CT扫描将产生与在高能级取得的CT扫描不同的结果。在被扫描对象中的材料将衰减低能扫描中的X射线，这要比他们将衰减高能扫描中的X射线的要多。此外，在给定能级，较高密度的材料将衰减X射线要比较低密度的材料的要多。因此，双能量CT扫描可以用于识别图像中的材料密度，例如，图像可以被分解为诸如水和碘、f丐和碘、或水和f丐的两个基本材料图像。 本技术方案呈现用于使用在双能量扫描期间获得的数据而产生在任意能谱的合成图像的系统和方法。换言之，本技术方案提供在第三能谱的图像的产生，而无需在第三能级进行扫描。例如，在某些实施例中，分别在80和140kVp的能级进行双能量扫描之后，本技术方案提供用于图像产生的系统和方法，如同如果它在120kVp、50kVp、200kVp或任何其它任意水平获取时所看起来的那样。这个可以帮助产生使用者最偏好或是最适合阅读的图像。 图1是用于根据本技术方案的实施例实践的方法100的流程图。在步骤110中， 诸如放射科医师或其它医疗从业者的使用者进行低能量扫描。例如，该使用者可以在80kVp 进行低能量扫描。在某些实施例中，基于该低能量扫描的结果产生材料密度图像。在其它 实施例中，来自扫描的信息被获取而无需产生图像。4 在步骤120中，使用者进行高能量扫描。例如，使用者可以在140kVp进行CT扫 描。尽管该低能量扫描被首次进行是在这里陈述以用于参考目的，但是本技术方案不限于 用于双能量扫描的特定顺序。在某些实施例中，该低和高能量扫描可以采用分离的X射线 成像射线管或通过交织采集同时进行。备选地，在某些实施例中，该高能量扫描可以在该低 能量前进行。对于本技术方案的目的，该低能量扫描在特定能量范围中或在能谱进行也不 是重要的。该高能量扫描在特定能量范围中进行也不是重要的。例如，该低能量扫描可以 在20kVp、80kVp、120kVp或200kVp进行和该高能量扫描可以在50kVp、120kVp或140kVp进 行。术语高和低的使用仅仅是用于区别来自彼此的两个扫描，而不是给该扫描指定预 定能级。因此，无论该能级可能是多高，该低能量扫描是在两个扫描中的较低能级进行的扫 描。如步骤110，在某些实施例中，材料密度图像可以基于该高能量扫描的结果而产生。然 而，其它实施例将从扫描中提取信息，而无需产生图像。 在步骤130中，执行基本材料分解。在双能量扫描中的信息可以用于分解所扫描 对象成为两个材料密度图像，使得材料密度可以获得。例如，在某些实施例中，材料密度投 影可以获得而无需图像产生。在双能量CT扫描的投影空间处理中基本材料分解允许将对 象分解为代表材料密度线积分(line integration)的材料基本对。换言之，从该双能量扫 描获得的数据可以基于关于被识别材料的衰减值和已知特性而破解，以获得所扫描对象的 线性衰减特性。线性衰减特性可以用于确定在任意能级(甚至未在双能量扫描中使用的那 些)的该材料的衰减值。例如，材料对于在第一能级和第二能级采取的扫描、在探测器处所 提供的衰减值可以用于计算该衰减值在该材料当在任意能级扫描时在该探测器处将是什 么。 此外，在该基本材料分解步骤期间，影响成像过程的因子被获得或破解，以使在所 成像的对象中的所有材料可以通过考虑这些因子的方程来表示。在某些实施例中，在基本 材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重建对象在任意能谱的计算层析术图像的方法，所述方法包括步骤：在第一能谱进行第一计算层析术扫描；在第二能谱进行第二计算层析术扫描；对所述第一和第二计算层析术扫描执行基本材料分解，以获得第一基本材料和第二基本材料的线性衰减特性；和通过所述材料基本图像或基本材料密度投影来正投影，以产生在任意能谱的新投影，其基于：所述第一基本材料和第二基本材料的线性衰减特性；和所述任意能谱其中所述正投影步骤产生在所述任意能级所投影的合成的材料密度图像。

【技术特征摘要】
US 2008-11-26 12/324,008一种用于重建对象在任意能谱的计算层析术图像的方法，所述方法包括步骤在第一能谱进行第一计算层析术扫描；在第二能谱进行第二计算层析术扫描；对所述第一和第二计算层析术扫描执行基本材料分解，以获得第一基本材料和第二基本材料的线性衰减特性；和通过所述材料基本图像或基本材料密度投影来正投影，以产生在任意能谱的新投影，其基于所述第一基本材料和第二基本材料的线性衰减特性；和所述任意能谱其中所述正投影步骤产生在所述任意能级所投影的合成的材料密度图像。2. 如权利要求l的方法，其中，在任意能谱的所述计算层析术图像的材料密度图像的 重建在投影空间中进行而无需产生基于所述第一能谱和第二能谱的材料密度图像。3. 如权利要求l的方法，其中，所述任意能谱与所述第一能谱和第二能谱不同。4 如权利要求l的方法，其中，所述第一能级是低能级，和所述第二能级是高能级。5 如权利要求l的方法，其中，所述第一能级是80kVp。6. 如权利要求5的方法，其中，所述第二能级是140kVp。7. 如权利要求l的方法，其中，所述第一或第二材料至少其中之一是水。8. 如权利要求l的方法，其中，所述第一或第二材料至少其中之一是碘。9. 如权利要求l的方法，其中，所述第一或第二材料至少其中之一是钙。10. 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：B汤森，X吴，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]