[发明专利]无校准双能量射线照相方法

说明书

技术领域

本发明涉及双能量射线照相术且更特别地涉及用于数字射线照相术中的双能量材料分解的自动、无校准方法。

背景技术

双能量射线照相术是涉及到在不同辐射能量下拍摄对象的两个射线照相图像的技术。高能量图像和低能量图像被组合而形成突出对象中的不同材料成分的图像。通常地，在医学成像应用中，重构骨或软组织图像。

存在用以在双能量射线照相术中获得材料分解图像的不同类型的算法。

第一种算法将高和低能量图像分解成等效厚度的基础材料。这些方法将衰减系数表示为非线性基函数的加权和，权重表示基础材料厚度。这种技术要求广泛的校准过程，由此，使用校准体模来针对不同的kVp对测量高和低能量像素值，所述校准体模包含用于通常为铝和有机玻璃的两种基础材料的厚度范围。

第二种算法将分解图像计算为低和高能量图像的线性加权对数减法。

在这种直接方法中，假设使用单能谱来生成图像，并且被成像对象由2种材料、即骨和软组织组成。

如下给出低和高能量图像中的像素（x，y）处的信号：

μ_S,L和μ_B,L为用于低能量谱的软组织和骨的衰减系数，μ_S,H和μ_B,H为用于高能量谱的软组织和骨的衰减系数，并且z_S和z_B为用于像素位置（x，y）的患者体内的软组织和骨的厚度。

通过用权重参数w来计算对数转换图像的减法，人们可以生成材料特定图像。

如果将权重参数定义为w_S = μ_S,H / μ_S,L，则生成骨图像。以类似方式，如果将权重参数定义为w_B = μ_B,H / μ_B,L，则生成软组织图像。

在现有技术中，由观察者在图像审查期间手动地选择并调整权重参数。

在现有技术专利WO 02/19909 A1中，使用抵消度量以迭代方式来自动地计算权重参数。

本发明的目的是提供一种用以基于低和高能量图像的加权对数减法借助于双能量射线照相技术来计算分解图像（骨和软组织图像）的方法，其中，以非迭代、无校准方式且在没有关于应用的曝光设置的任何知识的情况下自动计算适当的权重参数。

发明内容

由如在权利要求1中阐述的方法来实现上述方面。在从属权利要求中阐述了本发明的优选实施例的特定特征。

基于加权对数减法技术来计算到软组织图像和骨图像的分解，由此，在没有关于曝光设置（kVp、滤波器材料）、患者大小和材料衰减系数的任何知识的情况下使用图像内容分析来计算权重。

该分解是非迭代的两步方法。在第一步骤中，重构骨图像，由此，从对数转换高和低能量图像像素值之间的比的直方图获得权重参数。在第二步骤中，分析骨图像以对图像中的骨结构进行局部化。此信息被用来计算适当的权重参数以从低和高能量图像之中获得软组织图像。

本发明的方法一般地以计算机程序产品的形式实现，其适合于当在诸如计算机之类的信号处理装置上运行时实行本发明的方法步骤。该计算机程序产品一般被存储于诸如DVD之类的计算机可读载体介质中。替换地，计算机程序产品采取电信号的形式，并且能够通过电子通信被传送给用户。

根据以下描述和附图，本发明的进一步的优点和实施例将变得明显。

附图说明

图1示出了对数转换低能量图像和对数转换高能量图像的比值图像，

图2示出了图1的比值图像的像素值的直方图，

图3示出了重构骨图像，

图4示出了在重构骨图像中识别的边缘，

图5示出了重构软组织图像。

具体实施方式

在双能量射线照相术中，由x射线成像系统生成2个图像，即低能量图像和高能量图像。

此类x射线系统通常包括x射线源和准直仪，用于生成被朝着在检查中的对象（患者、动物、测试体模等）指引的x射线束。

该成像系统一般地还包括用于捕捉被照射对象的辐射图像的辐射检测器。适当辐射检测器的示例是平板固态辐射检测器、光激励荧光屏、常规x射线胶片等。