[发明专利]能量分辨成像

说明书

技术领域

本申请总体上涉及成像。尽管其在对人体内的掺杂有造影剂的支架成 像方面存在特殊应用，但是其同样涉及其他的希望区分具有类似的成像对 比度特性的结构的医学和非医学应用。

背景技术

在组织工程学中已经采用了生物细胞、工程化材料和生物化学因子的 组合来使组织生长，所述组织例如软骨、骨骼和血管。一种方案包括向人 体内精巧地植入生物相容性的支撑结构，例如支架或可生物降解的印模 (stent)，其具有有利的微观结构和/或种植了特定的生物细胞或生物因子。 这样的结构提供了促进细胞生长的环境。随着时间的推移，其将分解并被 人体吸收，新形成的组织将接管其生物和机械机能。所述结构可以由合成 (例如，聚合物和聚酯)或天然(例如，蛋白质和多糖材料)材料形成。

具体的应用包括在膝盖内生长软骨。在一种情况下，软骨支架种植有 适当的细胞，并且将软骨支架形成为在膝盖内提供临时的机械和结构支撑。 将所述支架植入，并且所述支架以一定的速率降解，从而在软骨细胞生成 出来，并形成能够通过自身提供支撑的软骨组织之前提供这样的支撑。如 果支架没有得到适当地定位，细胞生长速率或者支架降解速率没有处于预 期的范围内，或者新生长的组织不具有预期的机械特性，那么可能达不到 预期的结果。因此，经常希望监测支架的初始位置、后来的支架定位、支 架降解、新的组织生长以及新组织的机械特性。在治疗过程中，希望了解 组织生长和支架降解的速率，从而控制在愈合过程的不同阶段中膝盖应当 承受的应力。

一种监测这种特征的方案包括对植入了所述支架的区域进行周期性成 像，并比较由在不同时间获取的数据生成的图像。但是，在一些情况下， 支架和感兴趣组织在尺寸上相对较小，因而具有类似的成像对比度特性。 在其他一些情况下，所述支架是不可见的。因此，通过成像技术监测支架 定位和降解以及组织形成的能力可能不如预期。

发明内容

本申请的各个方面解决了上述和其他问题。

根据一个方面，一种医学成像方法包括：对指示造影剂标记支架的x 射线投影数据进行能量分辨，其中，所述支架种植有用于生长组织的生物 细胞；以及对能量分辨的投影数据进行重建，以生成指示造影剂标记支架 的能量分辨图像数据。

根据另一方面，提供了一种含有指令的计算机可读存储介质，当计算 机执行所述指令时，所述指令使所述计算机执行下述步骤：对指示造影剂 标记支架的x射线投影数据进行能量分辨，其中，所述支架种植有用于生 长组织的生物细胞；以及对能量分辨的投影数据进行重建，以生成指示所 述造影剂标记支架的能量分辨图像数据。

根据另一方面，一种医学成像系统包括：能量分辨探测器，其探测一 定能量范围内的能量并产生能量分辨投影数据；源，其发射穿越检查区域 和设置在所述检查区域内的物体的多能辐射，所述物体包括掺杂有造影剂 的细胞生长支撑结构，所述造影剂对应于所述探测器的能量范围；以及重 建器，其由所述能量分辨投影数据生成指示造影剂的能量分辨图像数据。

根据另一方面，一种系统包括：用于采用造影剂来标记支架的装置； 用于对所述支架成像以获取指示造影剂标记支架的能量分辨x射线投影数 据的装置；以及用于重建所述图像数据以生成指示所述造影剂标记支架的 能量分辨x射线图像数据的装置。

根据另一方面，一种细胞生长支撑结构掺杂有这样的元素，即，对于 医学成像应用而言，所述元素具有增强所述细胞生长支撑结构相对于周围 结构的图像对比度的特性。

在阅读并理解了下述详细说明的情况下，本领域技术人员将认识到本 发明的其他方面。

附图说明

可以通过各种部件或部件布置，以及通过各种步骤或步骤布置实现本 发明。附图的作用在于对优选实施例进行说明，不应认将其解释为对本发 明的限制。

图1示出了一种示范性成像系统；

图2示出了一种示范性预处理器；

图3和图4示出了一种示范性预处理器；

图5示出了一种示范性成像方法。

具体实施方式

参考图1，x射线成像设备100包括x射线管或源104以及x射线敏感 探测器108。x射线源104生成并发射辐射，所述辐射穿越检查区域112并 照射探测器108。