定量譜成像的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及定量成像，更具體地涉及用于報(bào)告針對(duì)定量成像的測(cè)量結(jié)果，并且利用計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)的具體應(yīng)用來(lái)描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明也可用于其他基于輻射衰減的成像模態(tài)，例如X射線和/或其他成像模態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的CT掃描器已經(jīng)包括被安裝在探測(cè)器對(duì)面的可旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的X射線管。X射線管?chē)@檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)并且發(fā)射橫穿檢查區(qū)域以及被放置在其中的對(duì)象和/或物體的多色輻射。探測(cè)器陣列探測(cè)橫穿檢查區(qū)域的輻射并且產(chǎn)生指示該輻射的信號(hào)。重建器重建所述信號(hào)并且生成指示被放置在檢查區(qū)域中的對(duì)象和/或物體的體積圖像數(shù)據(jù)。能夠根據(jù)體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成一幅或多幅圖像。
[0003]存在的圖像數(shù)據(jù)分析軟件應(yīng)用包括根據(jù)顯示的圖像來(lái)確定信息的工具。例如，存在允許用戶測(cè)量顯示的圖像中的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離、測(cè)量顯示的圖像中針對(duì)預(yù)定義的感興趣區(qū)域的噪聲水平、測(cè)量顯示的圖像中針對(duì)預(yù)定義的感興趣區(qū)域的平均衰減值(例如基于亨氏(Hounsfield)比例的亨氏單位的CT數(shù)量)等的工具。遺憾的是，對(duì)于后者，CT中測(cè)得的衰減值示出了變化(例如由于多色發(fā)射譜)，并且因此不可以被認(rèn)為是定量信息。
[0004]譜CT掃描器能夠克服這一點(diǎn)。譜CT掃描器的范例包括具有能量切換X射線管的掃描器、多個(gè)X射線管、具有多個(gè)探測(cè)器層的掃描器、以及具有光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的掃描器。對(duì)于具有多個(gè)X射線管的掃描器，能量相關(guān)分解技術(shù)能夠用于生成準(zhǔn)單色圖像。具有多個(gè)探測(cè)器層和/或光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的掃描器具有產(chǎn)生準(zhǔn)單能圖像的固有能力。一般地，這些圖像表示單能射束在特定能量處的衰減，并且包括表示物理量的信息。
[0005]遺憾的是，準(zhǔn)單能圖像將含有不期望的噪聲。一般地，噪聲取決于選定的X射線管能量、掃描器的譜屬性以及成像協(xié)議。另外，由于最優(yōu)(或最小噪聲)水平可以變化并且因此可能不與用于報(bào)告測(cè)量結(jié)果的單能量水平相對(duì)應(yīng)，因此能夠在特定的能量水平處獲得清楚的最小噪聲。從以上來(lái)看，存在對(duì)用于定量成像的另一種方法的未解決的需要。
[0006]本文中描述的各方面解決了以上提及的問(wèn)題和其他問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面中，一種方法包括基于預(yù)定能量根據(jù)第一譜圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成第一測(cè)量譜圖像。所述方法還包括確定針對(duì)所述第一測(cè)量譜圖像中的第一感興趣區(qū)域的第一測(cè)量值。所述方法還包括結(jié)合對(duì)應(yīng)的第一感興趣區(qū)域?qū)⑺龅谝粶y(cè)量值疊加在視覺(jué)上呈現(xiàn)的第一顯示譜圖像中，其中，所述能量不同于所述第一顯示譜圖像的第一顯示能量。
[0008]在另一方面中，一種系統(tǒng)包括重建器，所述重建器基于測(cè)量能量根據(jù)譜圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成測(cè)量譜圖像。所述系統(tǒng)還包括測(cè)量能量識(shí)別器，所述測(cè)量能量識(shí)別器確定針對(duì)所述測(cè)量譜圖像中的第一感興趣區(qū)域的第一測(cè)量值。所述系統(tǒng)還包括繪制引擎，所述繪制引擎結(jié)合對(duì)應(yīng)的第一感興趣區(qū)域?qū)⑺龅谝粶y(cè)量值疊加在視覺(jué)上呈現(xiàn)的第一顯示譜圖像中，其中，所述測(cè)量能量不同于所述第一顯示譜圖像的第一能量。
[0009]在另一方面中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被編碼有計(jì)算機(jī)可讀指令。所述計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器執(zhí)行時(shí)，令所述處理器:基于預(yù)定的測(cè)量能量根據(jù)第一譜圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成第一測(cè)量譜圖像、確定針對(duì)所述第一測(cè)量譜圖像中的第一感興趣區(qū)域的第一測(cè)量值、并且結(jié)合對(duì)應(yīng)的第一感興趣區(qū)域?qū)⑺龅谝粶y(cè)量值疊加在視覺(jué)上呈現(xiàn)的第一顯示譜圖像中，其中，所述測(cè)量能量不同于所述第一顯示譜圖像的第一顯示能量。
[0010]本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1示意性地圖示了與處理設(shè)備相結(jié)合的示范性成像系統(tǒng)。
[0012]圖2圖示了用于結(jié)合圖像顯示測(cè)量結(jié)果的示范性方法。
[0013]圖3示意性地圖示了示范性雙層探測(cè)器。
[0014]圖4示意性地圖示了另一示范性雙層探測(cè)器。
[0015]圖5示意性地圖示了多輻射源成像系統(tǒng)。
[0016]圖6示意性地圖示了具有光子計(jì)數(shù)探測(cè)器的探測(cè)器陣列和對(duì)應(yīng)的處理電路。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下描述了這樣的方法，在所述方法中針對(duì)顯示的譜圖像中識(shí)別出的感興趣區(qū)域的測(cè)量結(jié)果是基于不同但對(duì)應(yīng)的譜圖像中的相同區(qū)域來(lái)計(jì)算的。通過(guò)相同的圖像數(shù)據(jù)能夠用于生成多幅譜圖像(每幅圖像針對(duì)不同的能量)的范例，能夠顯示針對(duì)第一能量的第一譜圖像，而針對(duì)第一譜圖像中識(shí)別出的感興趣區(qū)域而被疊加在第一譜圖像上的CT數(shù)量測(cè)量結(jié)果是基于針對(duì)第二不同能量的第二譜圖像來(lái)確定的。
[0018]在一個(gè)實(shí)例中，這允許用戶瀏覽不同的能量圖像，并且選擇顯示譜圖像以用于觀察，或者選擇顯示諸如具有最低噪聲水平或最高對(duì)比度水平的譜圖像的默認(rèn)譜圖像以用于觀察；而使用相同的譜圖像來(lái)進(jìn)行測(cè)量結(jié)果計(jì)算，不依賴于顯示的譜圖像的能量來(lái)描繪測(cè)量結(jié)果和/或提供能夠與根據(jù)相同的能量圖像計(jì)算的其他測(cè)量結(jié)果相比較的能量歸一化測(cè)量結(jié)果。
[0019]參考圖1，成像系統(tǒng)100包括計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器，所述計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器包括大體固定的機(jī)架部分102和旋轉(zhuǎn)機(jī)架部分104。旋轉(zhuǎn)機(jī)架部分104經(jīng)由軸承(未示出)等由大體固定的機(jī)架部分102可旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0020]諸如X射線管的輻射源106由旋轉(zhuǎn)機(jī)架部分104支撐并且與其一起關(guān)于縱軸或Z-軸圍繞檢查區(qū)域108旋轉(zhuǎn)。輻射源電壓控制器110控制輻射源106的目標(biāo)(平均或峰值)發(fā)射電壓。在一個(gè)實(shí)例中，這包括在兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射電壓(例如80keV和140keV、80keV、10keV和120keV等)之間、在掃描視野之間、在掃描視野內(nèi)、和/或以其他方式切換發(fā)射電壓。結(jié)果，具有不同能量譜的輻射射束可以用于掃描同一掃描中的對(duì)象/物體。
[0021]探測(cè)器陣列112對(duì)向在相對(duì)于輻射源106的檢查區(qū)域108對(duì)面的角度弧。探測(cè)器陣列112探測(cè)橫穿檢查區(qū)域108的輻射，并且生成指示所述輻射的信號(hào)。在掃描是多能量射束掃描并且輻射源電壓被在用于掃描的至少兩個(gè)發(fā)射電壓之間切換的情況下，探測(cè)器陣列112針對(duì)輻射源電壓中的每個(gè)生成信號(hào)cU其中η是對(duì)應(yīng)于具體能量的整數(shù)值)。如以上所討論的，生成能量相關(guān)信號(hào)的能量解析探測(cè)器能夠被包括在探測(cè)器陣列112中。
[0022]床榻或?qū)ο笾误w114支撐檢查區(qū)域108中的對(duì)象或物體。支撐體114在掃描之前、期間和/或之后將對(duì)象或物體定位在檢查區(qū)域108中。操作者控制臺(tái)116便于用戶與掃描器100交互。例如，由操作者控制臺(tái)116執(zhí)行的軟件應(yīng)用允許用戶選擇成像協(xié)議(諸如包括針對(duì)掃描切換輻射源發(fā)射電壓的成像協(xié)議)、選擇譜重建算法、啟動(dòng)掃描等。
[0023]處理設(shè)備118處理信號(hào)dn。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，處理設(shè)備118包括一個(gè)或多個(gè)微處理器，所述一個(gè)或多個(gè)微處理器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀指令來(lái)實(shí)現(xiàn)下面所討論的由其執(zhí)行的功能。在一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀指令被編碼在諸如物理存儲(chǔ)器和/或其他非瞬態(tài)介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上。額外地或備選地，能夠由載波、信號(hào)和/或其他瞬態(tài)介質(zhì)來(lái)承載計(jì)算機(jī)可讀指令。
[0024]圖示的處理設(shè)備118包括重建信號(hào)dn并且生成體積圖像數(shù)據(jù)的重建器120。對(duì)于多能量掃描，重建器120能夠采用一個(gè)或多個(gè)譜分解算法122和/或其他譜重建算法。通過(guò)非限制性示例，在一個(gè)實(shí)例中，重建器120采用將信號(hào)建模為具有衰減譜P(E)的光電效應(yīng)與具有衰減譜C(E)的康普頓效應(yīng)的組合的分解算法。
[0025]每個(gè)信號(hào)4中的這些分量(即光電效應(yīng)分量P和康普頓