本发明专利技术涉及用于双源ＣＴ的基于多图像虚拟非对比图像增强的系统和方法。提供一种用于增强虚拟非对比图像的方法，包括接收（１１）一对双扫描ＣＴ图像并使用已知组织衰减系数根据所述一对ＣＴ图像来计算（１２）虚拟非对比图像。估计（１３）用于相同类型的所述一对ＣＴ图像中的每一个和虚拟非对比图像中的第一和第二点处的组织的条件概率分布。在不同类型的所述一对ＣＴ图像中的每一个和虚拟非对比图像中的第一和第二点处估计（１３）用于组织的条件概率分布。根据该条件概率分布来计算（１４）相同类型的第一和第二点处的组织的后验概率，并使用相同类型的第一和第二点处的组织的后验概率来计算（１５）增强虚拟非对比图像。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及双源计算断层摄影(CT)成像，具体而言涉及通过双源CT扫描获取 的虚拟非对比图像的增强。
技术介绍
双源计算断层摄影(DSCT)在2005年的引入是CT成像领域的重要改进。同时 工作的两个X射线源使得能够进行心率独立时间分辨率和例行螺旋双能量成像。对比剂 (contrast media)的精确递送是对比增强CT程序的关键部分。双源CT扫描仪允许通过在 仅一半旋转中获取完整的CT切片而允许较高的时间分辨率，由此减少高心率下的运动模 糊并潜在地允许较短的屏住呼吸时间。典型的双源CT扫描仪具有彼此成直角的两个X射线源。用单源CT扫描仪， X射线源/检测器系统必须获得180度的数据投影以拍摄心脏图像。用双源CT，两个源 /检测器组合中的每一个只须行进90度，因此使速度加倍，以获取心脏的诊断图像。另 外，扫描仪上的滤波器可以使辐射扩散远离病人。该特征加上减少的曝光时间与64切片 CT相比可以将辐射减少高达75%。双源CT可以提供相对于传统CT扫描仪的新功能。双源CT扫描使得能够在不 需要对病人实施β-受体阻滞剂(bata-blockers)以减慢心率的情况下获取心脏图像。即 使在静止时，约每分钟搏动次数(bpm)为70-75次的心搏对于单源CT扫描仪、甚至64 片CT扫描仪而言过快，而不能在没有运动伪像的情况下使心脏可视化。结果，已对具有 大于60-65bpm的心搏的病人提供β -受体阻滞剂以减慢其心率。除其速度之外，双源CT提供更好地表征软组织的能力。由于X射线吸收是与 能量相关的，所以改变X射线源的能量水平导致材料专有的衰减变化。用同时在不同的 能量水平下扫描的两个X射线源，双源CT扫描仪同时获取具有不同衰减水平的两个数据 集。使用双能量技术，可以将一个管设置在120kVp，同时将另一个设置在80kVp。在 那两个能量水平下，钙和对比剂将不会具有相同的亨氏(Hounsfield)单位衰减。重构图 象可以减去钙或对比剂，实质上产生虚拟非对比图像。材料专有的衰减差异可以促进不 同组织类型的分类并可以帮助不同类型的动脉粥样硬化斑例如钙化和非钙化斑的表征和 区别。这可以改善心血管病患者的危险分层(risk stratification)。同样地，双能量扫描可以去除妨碍可视化的结构，诸如头的CTA中的颅底处的 骨头。当前的软件可以去除该骨头，但其不消除相关的纹理伪像(streak artifact)。双能量扫描可以将骨头剥离，如同其不在那里一样，不留下伪象。双能量扫描还可以改善诸 如大脑或心脏的器官和肿瘤的灌注成像。可以将图像重构为仅显示碘已行进到哪里，并 且像素强度可以标记灌注程度。当前的CT灌注成像要求重剂量的辐射。双能量技术可 以减少该输出。如上所述，虚拟非对比成像(VNC)是双源CT扫描的新功能。用具有注入的对 比剂的仅一次CT扫锚，可以同时获得分别来自高和低X射线能谱的两个图像(即，Ih和 IL。可以如下用公式表示这些图像Ih(X) = a(x) · Ivnc(X)+b(X) · Ic(χ)，IL(X) =c(x) · Ivnc (x)+d (χ) · Ic (χ)，其中，Ivnc是没有对比剂的人体组织，Ic是从对比剂得到的图像，χ是图像中的 像素，并且a、b、c、d是在有或没有对比剂的情况下的不同组织材料对高和低能量X射 线的已知吸收系数。可以如下将对比剂图像与人体组织分离(抑制χ依赖性)权利要求1.一种用于增强虚拟非对比图像的方法，包括步骤接收使用双扫描CT装置获取的一对计算断层摄影(CT)图像；使用已知组织衰减系数根据所述一对CT图像来计算虚拟非对比图像；估计用于相同类型的所述一对CT图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第一点 处的组织和所述一对CT图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第二点处的组织的条 件概率分布；估计用于不同类型的所述一对CT图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第一点 处的组织和所述一对CT图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第二点处的组织的条 件概率分布；根据所述条件概率分布来计算相同类型的所述第一点和所述第二点处的组织的后验 概率；以及使用相同类型的所述第一点和所述第二点处的组织的后验概率来计算增强虚拟非对 比图像。2.权利要求1的方法，其中，以比所述一对图像中的第二图像高的能量获取所述一对 图像中的第一图像，其中，每个图像包括在点的N维栅格上定义的多个强度。3.权利要求2的方法，其中，相同类型的所述第一点处和所述第二点处的组织的所述 后验概率是, ,W、n(C 尸(|0(y)-O(X)IK = ^)_^P{Ax^y\\\0{y)-0(X}\)=。φω_呦H = )+(1 —^叫丨咖―唰丨丨毛岣)其中，P(||0(y)-0(x)|||Xx= λγ)是用于相同类型的所述第一点处和所述第二点处的 组织的所述条件概率分布，P(||0(y)-0(x)|||Xx^ λγ)是用于不同类型的所述第一点处和 所述第二点处的组织的所述条件概率分布，y是所述第一点，χ是所述第二点，0(p)是 由点P处的第一图像的强度、点ρ处的第二图像的强度、和点ρ处的虚拟非对比图像的强 度形成的矢量，λ p是点ρ处为特定类型的组织的可能性，其中，ρ是y或χ，并且c表示 预定先验概率PUx= λ)。4.权利要求2的方法，其中，所述增强虚拟非对比图像被计算为 YjImAy)-ρ(λχ= Xy \\0{y)-0{x\)—则)，其中，~是点χ处的所述增强虚删I me (I)比图像的强度，Ι·。)是点y处的所述虚拟非对比图像的强度，P(||0(y)-0(x)|||Ax = λγ)是相同类型的所述第一点处和所述第二点处的组织的所述后验概率，y是所述第一 点，χ是所述第二点，0(p)是由点ρ处的第一图像的强度、点ρ处的第二图像的强度、 和点ρ处的虚拟非对比图像的强度形成的矢量，并且λp是点ρ处为特定类型的组织的可 能性，其中，ρ是y或χ。5.权利要求1的方法，其中，用于相同类型的所述第一点处和所述第二点处的组织的 所述条件概率分布是高斯分布。6.权利要求1的方法，其中，用于不同类型的所述第一点处和所述第二点处的组织的 所述条件概率分布是均勻分布。7.权利要求2的方法，其中，所述虚拟非对比图像I·被计算为/we^ad -be其中，a和c分别是用于第一和第二图像的虚拟非对比图像的组织衰减系数，并且b和d 分别是在存在用于第一和第二图像的对比剂的情况下的组织衰减系数。8.一种用于增强虚拟非对比图像的方法，包括步骤接收使用双扫描CT装置获取的一对计算断层摄影(CT)图像，其中，以比所述一对 图像中的第二图像高的能量获取所述一对图像中的第一图像，其中，每个图像包括在点 的N维栅格上定义的多个强度；使用已知组织衰减系数根据所述一对CT图像来计算虚拟非对比图像；棚⑵^一刚)来计算增强虚拟非对比隱，其中’风Twe(X)是点X处的所述增强虚拟非对比图像的强度，是点y处的所述虚拟非对比 图像的强度，P(||0(y)-0(x)|||Xx= λγ)是相同类型的所述第一点处和所述第二点处的组 织的后验概率，y是所述第一点，χ是所述第二点，0(p)是由点ρ处的第一图像的强度、 点ρ处的第二图像的强度、和点ρ处的虚拟非本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于增强虚拟非对比图像的方法，包括步骤：接收使用双扫描ＣＴ装置获取的一对计算断层摄影（ＣＴ）图像；使用已知组织衰减系数根据所述一对ＣＴ图像来计算虚拟非对比图像；估计用于相同类型的所述一对ＣＴ图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第一点处的组织和所述一对ＣＴ图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第二点处的组织的条件概率分布；估计用于不同类型的所述一对ＣＴ图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第一点处的组织和所述一对ＣＴ图像中的每一个和所述虚拟非对比图像中的第二点处的组织的条件概率分布；根据所述条件概率分布来计算相同类型的所述第一点和所述第二点处的组织的后验概率；以及使用相同类型的所述第一点和所述第二点处的组织的后验概率来计算增强虚拟非对比图像。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y陈，T方，B施米德特，R劳帕赫，
申请(专利权)人：西门子公司，西门子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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