[发明专利]用于产生在任意能谱的计算层析术图像的正投影

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技术领域

本发明技术通常涉及数字图像的产生。更特别地，该技术涉及正投影的使用以通过双能量扫描产生在任意射线管谱下的计算层析术(CT)图像。

背景技术

双能量成像实质上涉及在相同条件下并在两个能谱上获取相同对象的多个扫描。在双能量系统中，多个扫描在不同的能级(或能谱)被执行，并且被使用以识别不同材料。例如，软组织和其它更低密度元素趋于将X射线衰减至比骨头和碘造影剂更弱的程度。因此，执行两个成像扫描，一个在较高射线管电压水平(例如，110-150kVp)，而另一个在较低水平(例如，60-80kVp)将提供比传统CT扫描更多关于正在扫描的材料的信息。

双能量投影数据可以用于采用基本材料分解(BMD)算法重建图像。产生的图像代表一对所选的基本材料密度。除材料密度图像以外，双能量投影数据可以用于采用与所选单色能量(monochromaticenergy)相等的X射线衰减系数产生新图像。例如，单色图像包括其中体素的强度值被指定的图像，好像CT图像通过采用单色X射线束从对象收集投影数据而产生一样。

在医学成像领域中，双能量CT扫描在80kVp周围的低电压水平和140kVp周围的高电压水平频繁地执行。从这些扫描期间获得的图像，产生基本材料密度图像和单色图像(即：代表采用理想单色射线管源执行计算层析术扫描的效果的图像)变成可能。给定一对材料密度图像，产生另一个基本材料图像对是可能的。例如，从同一解剖的水和碘图像，产生一对不同的材料密度图像(例如钙和钆(gadolinium))是可能的。类似地，从一对基本材料图像产生一对单色图像(每个处于特定的能量)是可能的。反向也是可能的，即：从一对单色图像可以导出一对基本材料图像或一对处于不同能量的单色图像。

然而，恰好可以有帮助的是，还产生图像好像是采用另一个射线管谱扫描患者一样(实际上不必进行额外扫描)。例如，在某些举例中，它可以辅助放射科医师在传统的120kVp能量水平观察成像对象。通常地，这个可能需要在所需能级执行额外扫描。这个是耗时的步骤，其可能进一步使得患者曝露至不希望的放射水平。进一步地，因为自从初始成像程序和环境将改变之后，时间将流逝，所以将不可能捕获确如在原始双能量CT扫描中获得的那样的图像。

因此，需要有采用从双能量扫描获得的成像结果、产生图像结果好像是在任意能级或能谱执行CT扫描一样。

发明内容

进行材料分解以基于双能量扫描获得材料特性因子。例如，该双能量扫描被分解为代表材料密度的材料基本对。也就是说，针对每个该双能量扫描，确定在所成像对象中的材料的衰减值。例如，使用在第一能级扫描时的材料(例如，骨头)的衰减和在第二能级扫描时的材料的衰减，该材料的线性衰减系数可以获得，使得例如这个材料的衰减值可以对于任何能级被计算。例如，在某些实施例中，线性衰减特性可以是线性衰减系数。

接下来，例如基本材料是水和碘的情况中的基本材料密度图像用于基于材料密度、材料衰减系数和成像系统的已知特性来在任意能谱正投影。例如，识别位于具有坐标(x，y)的位置处的材料的线性衰减特性之后，在该位置处的该材料的衰减值可以通过在方程中插入包括任意能谱的能级而产生，使得该材料的衰减值可以产生。

某些实施例还提供了技术，由此在任意射线管谱下获得的CT投影的确定在投影空间完全得以进行，而无需在之前产生材料密度图像或单色图像。

附图说明

图1描述根据本技术方案的某些实施例的方法的流程图。

图2描述根据本技术方案的实施例的用于正投影处于任意能级的材料密度图像的系统的框图。

具体实施方式

本技术方案描述用于使用正投影技术或基本材料投影技术的系统和方法，以使用双能量成像期间获得的材料密度图像和已知材料特性在任意能谱合成CT图像。

采用双能量成像、基于从不同能级取得的两个分离扫描获得的信息来重建材料密度图像是可能的。例如，基于扫描中的材料的材料特性，在低能级取得的CT扫描将产生与在高能级取得的CT扫描不同的结果。在被扫描对象中的材料将衰减低能扫描中的X射线，这要比他们将衰减高能扫描中的X射线的要多。此外，在给定能级，较高密度的材料将衰减X射线要比较低密度的材料的要多。因此，双能量CT扫描可以用于识别图像中的材料密度，例如，图像可以被分解为诸如水和碘、钙和碘、或水和钙的两个基本材料图像。