[发明专利]狭缝准直器散射校正

说明书

背景技术

本发明主要涉及医疗成像。具体来说，本发明涉及具有平板数字 X射线检测器的数字X射线医疗成像系统。

骨骼的骨骼矿物质密度(BMD)反映如由钙含量所表示的骨骼的 力度。其定义为每个单位投影面积的骨骼矿物质的整体质量(以克每 平方厘米为单位)。BMD是用于诊断和治疗几种疾病和症状的有用工 具，这些疾病和症状之一是骨质疏松症。

骨质疏松症是一种其中因为钙和骨蛋白的损耗而使BMD降低的 骨骼疾病。骨质疏松症使人易于骨折，这常常治愈缓慢且治愈不佳。 它在老年人(尤其是更年期后的妇女)中、在依靠类固醇的患者中、 以及在服用甾族药物的人中更常见。未检查出的骨质疏松症能导致体 态中的改变、身体畸形(尤其是俗称为“老妇驼背症(dowager’s hump)” 的症状)以及活动能力减少。骨质疏松症的治疗包括确保患者的饮食 含有足够的钙和促进新骨骼生长所需的其他矿物质，以及对于更年期 后的妇女，确保雌性激素或组合激素补充。

双能量X-射线吸光测定法(DXA或DEXA)是一种日益重要的 骨骼密度测量技术。实际上，世界卫生组织(WHO)将骨质疏松症定 义为BMD具有按DXA测量的峰值骨骼质量(20岁性别匹配的健康 人平均值中的)以下2.5标准偏差的值。DXA之后的基本原理是，用 两个不同能量级来测量X射线的透射。通过测量有多少X射线能量透 射通过患者，能确定患者中吸收的X射线能量的量。软组织和骨骼吸 收两种能量级X射线达到不同程度。结果，可以将软组织对X射线的 吸收与骨骼对X射线的吸收区分开。然后从骨骼图像数据来确定 BMD。

因为早期数字X射线检测器的尺寸中的限制，所以过去开发技术 是通过与X射线源一起移动检测器以覆盖期望的关注区(例如臀部或 脊椎骨)来执行DXA。此类DXA的示例是锐方向性射束DXA和扇 形射束DXA。在锐方向性射束DXA中，X射线源和检测器执行对关 注区的二维光栅扫描。在扇形射束DXA中，使用狭缝准直器来产生 扇形的射束，其延伸穿过关注区，以便可以用检测器和源的单次扫描 来覆盖关注区。

当X射线与患者中的组织和骨骼相互作用时，一些X射线被转 向或重新定向。这些重新定向的X射线已知为散射。散射能在DXA 期间获取的数量值中产生大级别的误差。除了具有不同方向或能量， 散射的X射线与直接来自源的主X射线是不可区分的，并且被包含在 用于推导BMD的图像中。因此，可能由于检测到散射的辐射而导致 看上去已经透射通过软组织和骨骼的X射线的强度大于在检测器的 像素位置接收的辐射的实际量。相反地，如果不是因为散射，看上去 已经透射通过软组织和骨骼的X射线的强度将看上去小于接收到的X 射线的实际量。除了影响图像的清晰外，散射还将影响对于BMD的 值。

现有DXA系统具有狭窄的准直和小视场，这使得这些系统能够 将散射的影响最小化。但是，数字X射线检测器技术现在已经进步到 其中大平板数字X射线检测器大到足够覆盖显著尺寸的临床关注区 的程度。结果，数字X射线检测器可以相对于患者保持固定。此外， 散射的影响比现有DXA系统中的情况大得多。可使用采集期间减少 散射的技术(例如抗散射栅格(anti-scatter grid)和气隙)来减少散射。 但是，这些技术衰减了X射线且未完全去除散射的影响。结果，必须 将患者曝光于更大量的X射线以取得期望的结果。

因此，期望一种技术，其将在使用大平板数字检测器时降低散射 的影响。具体来说，期望一种技术，其将在降低或至少不增加患者对 X射线的曝光的同时降低散射的影响。

发明内容

提出一种技术，用于使用双能量X射线成像系统来确立患者的 BMD。在该技术中，双能量X射线成像系统利用狭缝准直器以两个 不同能量的X射线对患者内的关注区的一系列部分曝光。平板数字X 射线检测器检测到穿过患者的关注区的X射线并产生表示达到检测 器的X射线的强度的数据。在针对散射校正图像强度数据之后，能组 合用于患者的关注区的每个部位的图像强度数据以形成关注区的一 个或多个图像。还从散射校正的图像强度数据来确立BMD。