本申請(qǐng)要求2014年4月16日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/980070的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過(guò)引用以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及用于執(zhí)行光子計(jì)數(shù)計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)的方法、系統(tǒng)和裝置，該光子計(jì)數(shù)計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)使用對(duì)比劑組合用于解剖結(jié)構(gòu)和多種材料的同時(shí)可視化。可以應(yīng)用所公開的技術(shù)例如以便促進(jìn)包括脈管系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)和基于巨噬細(xì)胞的熱點(diǎn)的同時(shí)獲取和可視化。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)（CT）是一種使用計(jì)算機(jī)處理的X射線束來(lái)產(chǎn)生被掃描對(duì)象的特定區(qū)域的斷層圖像的成像技術(shù)。每個(gè)x射線束包括能量包（或“光子”），該能量包，取決于被成像材料的結(jié)構(gòu)，可以穿過(guò)該結(jié)構(gòu)、被該結(jié)構(gòu)吸收、或被該結(jié)構(gòu)重定向（即，散射）。X射線束在成像期間被對(duì)象減少的程度被稱為衰減。

為了在CT掃描中區(qū)分兩個(gè)相鄰對(duì)象，在兩個(gè)對(duì)象之間必須存在密度差。如果這種密度差不天然存在于解剖結(jié)構(gòu)中，則對(duì)比度增強(qiáng)材料可被注入到被檢對(duì)象中以在目標(biāo)區(qū)域中創(chuàng)建人工密度差，從而促進(jìn)增強(qiáng)的成像。例如，高密度流體可用于填充脈管系統(tǒng)以將其與周圍組織區(qū)分開。

存在本領(lǐng)域中通常已知的許多不同類型的對(duì)比度增強(qiáng)材料，每個(gè)都提供獨(dú)特的益處。然而，對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)，同時(shí)使用多種類型的對(duì)比度增強(qiáng)材料是具有挑戰(zhàn)的。例如，諸如釓和碘之類的材料傳統(tǒng)上已被用于脈管可視化。為了組織增強(qiáng)，諸如納米顆粒之類的材料可被用于結(jié)合到感興趣區(qū)域（例如，巨噬細(xì)胞結(jié)合到慢性炎癥的目標(biāo)解剖“熱點(diǎn)”）。不幸的是，這些納米顆粒對(duì)比劑在結(jié)合在感興趣地點(diǎn)之前需要一些時(shí)間，在該時(shí)間期間，脈管對(duì)比劑被沖掉，并且不再對(duì)成像有用。這導(dǎo)致針對(duì)組織和脈管系統(tǒng)的非常低的對(duì)比度噪聲比（CNR）。

因此，期望產(chǎn)生一種技術(shù)用于使用單個(gè)掃描同時(shí)獲取對(duì)應(yīng)于多個(gè)對(duì)比劑的圖像數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)提供如下方法、系統(tǒng)和裝置解決和克服了一個(gè)或多個(gè)上述缺點(diǎn)和缺陷，該方法、系統(tǒng)和裝置涉及使用利用對(duì)比劑組合的光子計(jì)數(shù)CT(PCCT)來(lái)同時(shí)可視化解剖結(jié)構(gòu)和其他材料。簡(jiǎn)言之，PCCT設(shè)備被配置為具有與不同對(duì)比劑對(duì)應(yīng)的多個(gè)閾值。在一些實(shí)施例中，這些對(duì)比劑包括長(zhǎng)效血池劑和納米顆粒。由PCCT獲取的數(shù)據(jù)基于閾值被分離到窗口（window）（或“容器（bin）”）中，從而允許對(duì)應(yīng)于不同對(duì)比劑的數(shù)據(jù)集的獨(dú)立處理和重構(gòu)。本文描述的技術(shù)可以被應(yīng)用，例如，以便促進(jìn)包括脈管系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)和基于巨噬細(xì)胞的熱點(diǎn)的同時(shí)獲取和可視化。

根據(jù)一些實(shí)施例，一種用于使用對(duì)比劑組合執(zhí)行PCCT的方法包括：利用多個(gè)閾值配置PCCT設(shè)備，所述多個(gè)閾值對(duì)應(yīng)于多個(gè)對(duì)比劑。這些對(duì)比劑包括長(zhǎng)效血池對(duì)比劑和納米顆粒對(duì)比劑。在所述多個(gè)對(duì)比劑存在的情況下使用PCCT設(shè)備對(duì)解剖學(xué)被檢對(duì)象執(zhí)行成像掃描以獲取圖像數(shù)據(jù)。接下來(lái)，基于所述多個(gè)閾值把成像數(shù)據(jù)處理成多個(gè)數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集包括對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)效血池對(duì)比劑的第一數(shù)據(jù)集，和對(duì)應(yīng)于納米顆粒對(duì)比劑的第二數(shù)據(jù)集。在一些實(shí)施例中，對(duì)比劑包括至少一個(gè)短效對(duì)比劑（例如釓或碘），其被設(shè)計(jì)為在注入之后10分鐘內(nèi)從解剖學(xué)被檢對(duì)象沖掉。那么所述多個(gè)數(shù)據(jù)集可以包括對(duì)應(yīng)于這個(gè)短效對(duì)比劑的數(shù)據(jù)集。

可以基于在前述方法中描述的數(shù)據(jù)集重構(gòu)圖像。例如，在一些實(shí)施例中，基于所述數(shù)據(jù)集重構(gòu)多個(gè)圖像。這些圖像包括對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)效血池對(duì)比劑的第一圖像集和對(duì)應(yīng)于納米顆粒對(duì)比劑的第二圖像集。然后，來(lái)自第一圖像集的一個(gè)圖像和來(lái)自第二圖像集的一個(gè)圖像可以同時(shí)呈現(xiàn)在顯示器上。

在一些實(shí)施例中，上述方法中的PCCT設(shè)備通過(guò)首先識(shí)別成像數(shù)據(jù)中的多個(gè)電脈沖來(lái)基于所述閾值把成像數(shù)據(jù)處理成數(shù)據(jù)集。這些脈沖然后被轉(zhuǎn)換成測(cè)量電壓?；跍y(cè)量電壓與對(duì)應(yīng)于所述閾值的閾值電壓的比較把能量水平分配給所述多個(gè)電脈沖中的每一個(gè)。然后基于分配給電脈沖中每一個(gè)的能量水平創(chuàng)建數(shù)據(jù)集。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)相應(yīng)數(shù)據(jù)集包括對(duì)應(yīng)于所述閾值中的不同的一個(gè)閾值的光子計(jì)數(shù)值。

根據(jù)其他實(shí)施例，用于使用對(duì)比劑組合執(zhí)行PCCT的方法包括利用多個(gè)閾值配置PCCT設(shè)備，所述多個(gè)閾值對(duì)應(yīng)于多個(gè)對(duì)比劑。這些對(duì)比劑可以包括：例如至少兩個(gè)長(zhǎng)效對(duì)比劑，被設(shè)計(jì)為在注入到解剖學(xué)被檢對(duì)象中之后保持在解剖學(xué)被檢對(duì)象中達(dá)至少12小時(shí)；和一個(gè)或多個(gè)短效對(duì)比劑，被設(shè)計(jì)為在注入到解剖學(xué)被檢對(duì)象中之后10分鐘內(nèi)從解剖學(xué)被檢對(duì)象沖掉。例如長(zhǎng)效對(duì)比劑可以包括長(zhǎng)效血池對(duì)比劑和納米顆粒對(duì)比劑（例如基于金的），而短效對(duì)比劑可以是基于碘的對(duì)比劑或基于釓的對(duì)比劑。一旦被配置，PCCT設(shè)備就可以被用于在對(duì)比劑存在的情況下對(duì)解剖學(xué)被檢對(duì)象執(zhí)行成像掃描以獲取圖像數(shù)據(jù)。然后可以基于閾值把成像數(shù)據(jù)處理成數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集包括針對(duì)對(duì)比劑中每一個(gè)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)集。一旦數(shù)據(jù)集已被獲取，他們就可以被用于針對(duì)每一個(gè)對(duì)比劑重構(gòu)圖像集。然后來(lái)自每個(gè)集的圖像可以被同時(shí)呈現(xiàn)在顯示器上。

根據(jù)其它實(shí)施例，一種成像系統(tǒng)包括：臺(tái)架、x射線源、檢測(cè)器和評(píng)估單元。x射線源被配置為與臺(tái)架一起圍繞被檢對(duì)象旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)器包括傳感器，所述傳感器被配置為將輻射量子轉(zhuǎn)換成多個(gè)電脈沖。評(píng)估單元被配置為根據(jù)一個(gè)或多個(gè)可調(diào)整能量閾值把所述電脈沖處理成數(shù)據(jù)集。這些可調(diào)整能量閾值包括：第一閾值，其針對(duì)對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)效血池對(duì)比劑的能量水平被優(yōu)化；和第二閾值，其針對(duì)對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)效納米顆粒對(duì)比劑的能量水平被優(yōu)化。在一些實(shí)施例中，評(píng)估單元包括多個(gè)脈沖高度比較器電路，所述脈沖高度比較器電路被配置為：把對(duì)應(yīng)于電脈沖中的每一個(gè)的高度信息與可調(diào)整能量閾值進(jìn)行比較以把電脈沖分離成數(shù)據(jù)集。

在一些實(shí)施例中，上述成像系統(tǒng)包括附加組件。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)包括成像計(jì)算機(jī)，成像計(jì)算機(jī)被配置為基于數(shù)據(jù)集重構(gòu)圖像。這些圖像可以包括例如對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)效血池對(duì)比劑的第一圖像集和對(duì)應(yīng)于納米顆粒對(duì)比劑的第二圖像集。在一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)包括顯示器，顯示器被配置為同時(shí)呈現(xiàn)來(lái)自第一圖像集的圖像和來(lái)自第二圖像集的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器還被配置為呈現(xiàn)圖形用戶界面，從而允許與每個(gè)圖像相關(guān)聯(lián)的顯示特性在不改變與其他所顯示的圖像相關(guān)聯(lián)的顯示特性的情況下被修改。

根據(jù)參照附圖進(jìn)行的說(shuō)明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

附圖說(shuō)明

根據(jù)下面的詳細(xì)描述，在結(jié)合附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明的前述和其它方面被最好地理解。為了說(shuō)明本發(fā)明的目的，在附圖中示出了當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例，然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的特定手段。附圖中包括以下附圖：

圖1提供可以在本發(fā)明的一些實(shí)施例中使用的光子計(jì)數(shù)CT（PCCT）成像系統(tǒng)的圖示；

圖2提供根據(jù)一些實(shí)施例的利用長(zhǎng)效血池劑和納米顆粒執(zhí)行PCCT成像的過(guò)程的圖示；以及

圖3提供根據(jù)一些實(shí)施例的利用長(zhǎng)效血池劑、納米顆粒和常規(guī)IV對(duì)比劑執(zhí)行PCCT成像的過(guò)程的圖示。

具體實(shí)施例

下面的公開根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，這些實(shí)施例涉及用于執(zhí)行光子計(jì)數(shù)CT(PCCT)的方法、系統(tǒng)和裝置，PCCT使用長(zhǎng)效血池劑和納米顆粒的對(duì)比劑組合來(lái)同時(shí)可視化解剖結(jié)構(gòu)和其他材料。簡(jiǎn)言之，PCCT設(shè)備允許把檢測(cè)到的X射線光子劃分到能量容器中。使用本文所述的技術(shù)，這個(gè)劃分通過(guò)識(shí)別材料特有的能量分布而用于選擇性對(duì)比材料檢測(cè)。因此，對(duì)比劑的空間分布可以在單次掃描內(nèi)在像素的基礎(chǔ)上被定量。

圖1提供圖示可以在本發(fā)明的一些實(shí)施例中使用的PCCT成像系統(tǒng)100。簡(jiǎn)言之，具有多個(gè)檢測(cè)器元件（像素）的陣列用于直接轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體材料。檢測(cè)到的輻射量子生成電荷脈沖，電荷脈沖被檢測(cè)器電子裝置轉(zhuǎn)換成測(cè)量電壓，該測(cè)量電壓在一個(gè)或多個(gè)比較器中與表示相應(yīng)檢測(cè)器元件中的閾值電壓的不同能量水平進(jìn)行比較。以這種方式，檢測(cè)到的光子可以被分配一定的能量并且該光子相應(yīng)地被計(jì)數(shù)。

成像系統(tǒng)100包括被檢對(duì)象支撐臺(tái)105，用于支撐要檢查的被檢對(duì)象。此外，該系統(tǒng)100包括具有記錄系統(tǒng)的臺(tái)架（在圖1中未圖示），記錄系統(tǒng)包括X射線源110B和計(jì)數(shù)檢測(cè)器110A。記錄系統(tǒng)被安裝在臺(tái)架內(nèi)，使得它可以圍繞系統(tǒng)軸115旋轉(zhuǎn)。X射線源110B和計(jì)數(shù)檢測(cè)器110A彼此相對(duì)對(duì)準(zhǔn)，使得由X射線源110B的焦點(diǎn)110C在操作期間發(fā)射的X射線輻射撞擊檢測(cè)器110A。準(zhǔn)直器120被放置在檢測(cè)器前面以便抑制在被檢對(duì)象中創(chuàng)建的散射輻射。這種準(zhǔn)直器可以被配置為僅向檢測(cè)器110A傳遞由焦點(diǎn)110C發(fā)射并且作為受檢對(duì)象穿透的函數(shù)被衰減的初級(jí)輻射。

在原理上，間接轉(zhuǎn)換（即光學(xué)計(jì)數(shù)）檢測(cè)器和直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器二者都可以用作計(jì)數(shù)檢測(cè)器110A。在圖1的示例中，計(jì)數(shù)檢測(cè)器110A是與半導(dǎo)體層125集成的直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器。半導(dǎo)體層125可以包括本領(lǐng)域中通常已知的、適用于直接轉(zhuǎn)換應(yīng)用的任何材料。具有這樣屬性的半導(dǎo)體材料包括但不限于CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe和CdZnTeSe化合物。在半導(dǎo)體層125中，入射的X射線量子被轉(zhuǎn)換成自由電荷載流子，作為在電場(chǎng)中受力電荷載流子傳送的結(jié)果經(jīng)由下游讀出電子裝置登記（register）為電信號(hào)，并被轉(zhuǎn)換成電脈沖，電脈沖經(jīng)由評(píng)估單元135進(jìn)行評(píng)估。

檢測(cè)器110A被細(xì)分成個(gè)體傳感器130或像素，用于吸收事件的空間解析獲取。傳感器130被配置為把輻射量子轉(zhuǎn)換成電脈沖。評(píng)估單元135被配置為使用一個(gè)或多個(gè)可調(diào)整能量閾值對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。物理上，這些閾值可以由被饋送到脈沖高度比較器電路（圖1中未示出）中的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)脈沖的高度與給定的閾值進(jìn)行比較并且，如果脈沖高度超過(guò)閾值，則由比較器登記計(jì)數(shù)。由兩個(gè)相鄰閾值所定義的能量窗口（如被稱為“容器”）中的計(jì)數(shù)可以通過(guò)從兩個(gè)閾值減去計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)來(lái)確定。

為了記錄檢查區(qū)域的圖像，當(dāng)記錄系統(tǒng)110A、110B圍繞系統(tǒng)軸115旋轉(zhuǎn)時(shí)，從多個(gè)不同的投影方向登記投影，其中，檢測(cè)器110A針對(duì)每個(gè)投影和針對(duì)每個(gè)傳感器130登記計(jì)數(shù)值Z1、Zk、Z2。在螺旋掃描的情況下，在記錄系統(tǒng)110A、110B的旋轉(zhuǎn)期間例如同時(shí)存在系統(tǒng)軸115的方向上被檢對(duì)象支撐臺(tái)105的連續(xù)調(diào)整。在這種類型的掃描中，X射線源110B和檢測(cè)器110A因此沿螺旋路徑140圍繞被檢對(duì)象移動(dòng)。包括在評(píng)估單元135中的校正單元根據(jù)計(jì)數(shù)值Z1、Zk、Z2建立至少一個(gè)經(jīng)校正的計(jì)數(shù)值Zkorr。計(jì)數(shù)值Z1、Zk、Z2和Zkorr隨后在定序器中被序列化并被傳送到成像計(jì)算機(jī)145。成像計(jì)算機(jī)145包含重構(gòu)單元150，重構(gòu)單元150具有被配置為根據(jù)計(jì)數(shù)值Z1、Zk、Z2、Zkorr重構(gòu)圖像（例如被檢對(duì)象的切片圖像形式）的一個(gè)或多個(gè)處理器。所得到的圖像然后可以被顯示在顯示單元155（例如，視頻監(jiān)視器）上，顯示單元155可操作地耦合到所述成像計(jì)算機(jī)145。在一些實(shí)施例中，顯示單元155提供圖形用戶界面（GUI），圖形用戶界面允許用戶交互和改變圖像顯示的各種特性。

圖1中所示的系統(tǒng)根據(jù)以下公式基于x射線衰減來(lái)區(qū)分不同材料：

在這個(gè)公式中，I和I₀分別表示x射線的透射和入射強(qiáng)度。在指數(shù)中，x表示吸收材料的厚度，并且μ是質(zhì)量衰減系數(shù)。質(zhì)量衰減系數(shù)與材料的原子序數(shù)（K）成比例。這種關(guān)系可被用于通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)于高原子序數(shù)的材料來(lái)選擇最佳對(duì)比材料用于成像。每個(gè)對(duì)比材料具有其質(zhì)量衰減系數(shù)和其與光子能量的關(guān)系之間的已知關(guān)系。

通常，利用對(duì)比劑，光電吸收導(dǎo)致光子衰減系數(shù)的突然增加，這種突然增加發(fā)生在恰好高于與該光子發(fā)生作用的原子的K殼層電子的結(jié)合能量的光子能量處。發(fā)生該突然增加的區(qū)域被稱為k殼層結(jié)合能量或“k邊緣”。對(duì)比材料的這個(gè)k邊緣可被用來(lái)確定所述閾值，該閾值由PCCT應(yīng)用以在掃描期間區(qū)分材料。例如，已知釓具有64的原子序數(shù)和50.2千電子伏（keV）的k邊緣?；诖酥R(shí)，一個(gè)或多個(gè)閾值可以在掃描儀中進(jìn)行調(diào)整，以專門將釓從周圍組織區(qū)分開。

圖2提供根據(jù)一些實(shí)施例的利用長(zhǎng)效血池劑和納米顆粒執(zhí)行PCCT成像的過(guò)程200的圖示。在步驟205，靜脈內(nèi)（IV）訪問(wèn)設(shè)備被植入被檢對(duì)象的皮膚下。如本領(lǐng)域中所理解的，這樣的設(shè)備允許藥物、流體和其他物質(zhì)被直接遞送到較大的靜脈中并且可長(zhǎng)時(shí)間留在其中。該設(shè)備通常是放置在被檢對(duì)象中一位置處的小柔性管，其可容易地被醫(yī)務(wù)人員訪問(wèn)。在圖3中所示的過(guò)程300的情境中，該IV訪問(wèn)設(shè)備將促進(jìn)各種對(duì)比劑的施用。

接下來(lái)，在步驟210，使用IV訪問(wèn)設(shè)備注入納米顆粒和長(zhǎng)效血池劑。如本領(lǐng)域中所理解的，納米顆粒和長(zhǎng)效血池劑是對(duì)比劑的兩個(gè)示例。本領(lǐng)域中通常已知的各種類型的納米顆粒可以在步驟210被注入，各種類型的納米顆粒包括但不限于金納米顆粒和標(biāo)記有諸如鉍之類材料的顆粒。類似地，長(zhǎng)效血池劑可以是碘化的脂質(zhì)或在長(zhǎng)時(shí)間段（通常為12 - 24小時(shí)）期間提供對(duì)比度增強(qiáng)的任何其他物質(zhì)。納米顆粒表面具有朝硫醇、二硫化物和/或胺基團(tuán)的強(qiáng)結(jié)合親和性，硫醇、二硫化物和/或胺基團(tuán)允許與各種生物分子的表面聯(lián)接。繼而，這允許成像期間以解剖結(jié)構(gòu)的特定部分為目標(biāo)。持久劑具有可以被掃描的分子，并且將突出顯示整個(gè)血池的分布，從而提供血液在整個(gè)身體的分布的指示。因此，組合使用的納米顆粒和持久血池劑提供如下能力：在成像期間同時(shí)增強(qiáng)被檢對(duì)象的解剖結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面。

如上所述的，納米顆粒結(jié)合到被檢對(duì)象中的目標(biāo)解剖學(xué)區(qū)域。這個(gè)過(guò)程不是立即的，因此，在步驟215，過(guò)程200被暫時(shí)中止，以允許完成結(jié)合過(guò)程。然而，應(yīng)該指出的是，一旦結(jié)合完成，納米顆粒就將在被檢對(duì)象中長(zhǎng)時(shí)間保持結(jié)合。因此，步驟205-215可以在PCCT成像之前幾個(gè)小時(shí)完成。

繼續(xù)參考圖2，在步驟220，PCCT用于獲取定位器掃描。如本領(lǐng)域中理解的，定位器掃描是x射線源靜止并且支撐臺(tái)移動(dòng)通過(guò)臺(tái)架的掃描場(chǎng)時(shí)創(chuàng)建的數(shù)字圖像獲取。定位器掃描導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)定位器圖像的獲取，所述一個(gè)或多個(gè)定位器圖像類似于利用常規(guī)射線照片設(shè)備獲取的圖像。因此，相比于利用PCCT獲取的圖像，定位器圖像本質(zhì)上不是截面。在獲取之后，施用掃描的技術(shù)人員可以使用定位器圖像來(lái)執(zhí)行諸如規(guī)定截面切片的位置之類的任務(wù)，從而確保被檢對(duì)象被適當(dāng)放置在掃描儀臺(tái)上，選擇最佳顯示視場(chǎng)用于PCCT掃描，并針對(duì)圖像中心校正。

在定位器掃描之后，在步驟225，PCCT設(shè)備用于在根據(jù)所選擇的對(duì)比材料配置的多個(gè)能量閾值和容器處獲取圖像數(shù)據(jù)。如以上參照?qǐng)D1所述的，在光子計(jì)數(shù)模式中操作的X射線檢測(cè)器按照針對(duì)每個(gè)個(gè)體像素的閾值應(yīng)用能量辨別。為了區(qū)分在步驟210應(yīng)用的納米顆粒和血池劑，針對(duì)這兩種類型的對(duì)比劑預(yù)設(shè)閾值。這些閾值可以基于例如與納米顆粒和血池劑物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的k邊緣值。例如，對(duì)于金納米顆粒，適當(dāng)?shù)拈撝悼梢栽?0-80keV的范圍內(nèi)選擇。對(duì)于基于碘的血池劑，閾值可以在30-40keV的范圍內(nèi)選擇。

一旦數(shù)據(jù)已被獲取，則在步驟230，它被處理成至少三個(gè)數(shù)據(jù)集：包含結(jié)合至納米顆粒的解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集、表示由血池劑所指示的血流的數(shù)據(jù)集和另外的不受對(duì)比劑影響的解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。然后，每個(gè)數(shù)據(jù)集可被用于使用本領(lǐng)域中通常已知的任何CT重構(gòu)來(lái)重構(gòu)圖像。在一些實(shí)施例中，相同的重構(gòu)技術(shù)被用于所有數(shù)據(jù)集。在其他實(shí)施例中，可以基于數(shù)據(jù)集的內(nèi)容使用不同的重構(gòu)技術(shù)。因此，例如，針對(duì)基于納米顆粒的成像所優(yōu)化的重構(gòu)例程可用于包含結(jié)合至納米顆粒的解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集，而其他重構(gòu)技術(shù)被應(yīng)用于其余數(shù)據(jù)集。

在重構(gòu)之后，所產(chǎn)生的圖像可以被顯示（如在圖1中所描述的）或被存儲(chǔ)供以后處理。應(yīng)當(dāng)指出的是，由于數(shù)據(jù)集是獨(dú)立的，因此他們的對(duì)應(yīng)圖像也是獨(dú)立的。這允許用戶選擇性地查看對(duì)應(yīng)于隔離的數(shù)據(jù)集之一的圖像。替代地，來(lái)自不同數(shù)據(jù)集的圖像可以被疊加并且不同的圖像顯示特征（例如，亮度、對(duì)比度等）可以被獨(dú)立地應(yīng)用到不同類型的圖像，以增強(qiáng)被檢對(duì)象的解剖結(jié)構(gòu)的特定部分。

圖2中所示的區(qū)分各種對(duì)比劑的一般過(guò)程可以隨掃描儀處可用閾值的數(shù)量而調(diào)整。圖3提供根據(jù)一些實(shí)施例的用于利用長(zhǎng)效血池劑、納米顆粒和常規(guī)IV對(duì)比劑執(zhí)行PCCT成像的過(guò)程300的圖示。如圖2中那樣，圖3的初始步驟305是在被檢對(duì)象的皮膚下植入IV訪問(wèn)設(shè)備，以用于施用各種對(duì)比劑。在步驟310，納米顆粒和長(zhǎng)效血池劑被使用IV訪問(wèn)設(shè)備注入到被檢對(duì)象中。然后，在步驟315，納米顆粒繼續(xù)與被檢對(duì)象的解剖結(jié)構(gòu)的目標(biāo)部分結(jié)合。

繼續(xù)參照?qǐng)D3，在步驟320，定位器掃描被執(zhí)行以獲取一個(gè)或多個(gè)定位器圖像。在步驟325，應(yīng)用短效對(duì)比劑。這個(gè)短效對(duì)比劑可以是例如基于碘的物質(zhì)，諸如但不限于泛影葡胺、甲基三元影酸、碘克酸和碘克沙醇。不同于在310注入的納米顆粒和長(zhǎng)效血池劑，短效對(duì)比劑將通過(guò)被檢對(duì)象的肝臟和腎臟在幾分鐘之內(nèi)被過(guò)濾出被檢對(duì)象的系統(tǒng)。因此，這種注入應(yīng)恰好在成像之前發(fā)生。在步驟330，該成像以類似于在圖2的步驟225執(zhí)行的成像的方式被執(zhí)行，以產(chǎn)生多個(gè)數(shù)據(jù)集。然而，對(duì)于圖3的示例，為三種不同類型的對(duì)比劑設(shè)置閾值。一旦數(shù)據(jù)已被獲取，則在步驟335，它被處理成至少四個(gè)數(shù)據(jù)集：包含結(jié)合至納米顆粒的解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集、表示由血池劑所指示的血流的數(shù)據(jù)集、表示短效對(duì)比劑存在的數(shù)據(jù)集和另外不受對(duì)比劑影響的解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。然后，每個(gè)數(shù)據(jù)集可以被重構(gòu)成圖像，用于顯示或存儲(chǔ)以供以后查看。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)擴(kuò)充圖3中所示的過(guò)程的唯一限制是掃描儀所支持的閾值的數(shù)量。因此，當(dāng)閾值的數(shù)量增加時(shí)，可以被同時(shí)成像的不同對(duì)比劑的數(shù)量也同樣增加。

也重要的是，要注意，光子計(jì)數(shù)CT僅是可能從納米顆粒和持久對(duì)比劑的混合物受益的可能模態(tài)之一，如圖2和3中所述。該混合物也可能與其他成像模態(tài)（諸如但不限于，磁共振（MR）、超聲、正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)（PET）、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描術(shù)（SPECT））一起使用。

本公開的實(shí)施例可以利用硬件和軟件的任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，本公開的實(shí)施例可以被包括在制品（例如，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品）中，該制品具有例如，計(jì)算機(jī)可讀非臨時(shí)性介質(zhì)。該介質(zhì)具有體現(xiàn)于其中的例如計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，用于提供和促進(jìn)本公開的實(shí)施例的機(jī)制。該制品可以作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分被包括或單獨(dú)出售。

雖然本文已經(jīng)公開了各個(gè)方面和實(shí)施例，但其他方面和實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。本文所公開的各個(gè)方面和實(shí)施例是為了說(shuō)明的目的，而不是意在限制，真正的范圍和精神由所附權(quán)利要求指出。

可執(zhí)行應(yīng)用，如本文所使用的，包括代碼或機(jī)器可讀指令，代碼或機(jī)器可讀指令用于調(diào)節(jié)處理器以響應(yīng)于用戶命令或輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，諸如例如操作系統(tǒng)、情境數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)或其它信息處理系統(tǒng)的那些功能。可執(zhí)行程序是用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)特定過(guò)程的代碼或機(jī)器可讀指令的片段、子例程或代碼的其他不同區(qū)段或可執(zhí)行應(yīng)用的部分。這些過(guò)程可包括接收輸入數(shù)據(jù)和/或參數(shù)，對(duì)接收的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行操作和/或響應(yīng)于接收的輸入?yún)?shù)來(lái)執(zhí)行功能，并提供產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)和/或參數(shù)。

一種圖形用戶界面（GUI），如本文所使用的，包括一個(gè)或多個(gè)顯示圖像，該顯示圖像由顯示處理器生成并且實(shí)現(xiàn)用戶與處理器或其它設(shè)備的交互以及相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)獲取和處理功能。GUI還包括可執(zhí)行程序或可執(zhí)行應(yīng)用?？蓤?zhí)行程序或可執(zhí)行應(yīng)用調(diào)節(jié)顯示處理器以生成表示GUI顯示圖像的信號(hào)。這些信號(hào)被提供到顯示設(shè)備，顯示設(shè)備顯示圖像供用戶查看。處理器在可執(zhí)行程序或可執(zhí)行應(yīng)用的控制下，響應(yīng)于從輸入設(shè)備接收的信號(hào)操縱GUI顯示圖像。以這種方式，用戶可以使用輸入設(shè)備與顯示圖像交互，從而實(shí)現(xiàn)用戶與該處理器或其它設(shè)備的交互。

本文的功能和過(guò)程步驟可被自動(dòng)執(zhí)行或全部或部分地響應(yīng)于用戶命令被執(zhí)行。自動(dòng)執(zhí)行的活動(dòng)（包括步驟）在沒(méi)有用戶直接啟動(dòng)該活動(dòng)的情況下響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令或設(shè)備操作而被執(zhí)行。而且，雖然一些方法步驟被描述為分開的步驟以易于理解，但任何這樣的步驟不應(yīng)當(dāng)被解釋為一定分離，也不理解為在他們的執(zhí)行方面依賴順序。

附圖的系統(tǒng)和過(guò)程不是排他的。其它系統(tǒng)、過(guò)程和菜單可以根據(jù)本發(fā)明的原理被得出來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的目的。雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本文示出和描述的實(shí)施例和變化僅用于說(shuō)明的目的。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目前設(shè)計(jì)的修改。如本文所述，各種系統(tǒng)、子系統(tǒng)、代理、管理器和過(guò)程可以使用硬件組件、軟件組件和/或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有本文權(quán)利要求元素在U.S.C.112的35條第六款的條款下被理解，除非該元素使用短語(yǔ)“用于……的裝置”來(lái)明確記載。