[发明专利]X射线成像系统和定量成像方法及其计算单元

说明书

本发明提出了对谱图像数据与非谱图像数据进行组合以便克服不同数据获取方法的限制。来自所述方法的结果优选根据空间频率进行组合，从而谱图像数据在低频率下提供高准确性，而非谱图像数据在高频率下帮助减少噪声。本发明实现了X射线成像的不同领域中的一系列应用，诸如改善的组织对比度和组织表征。

技术领域

本发明涉及用于处理定量图像数据的计算单元、X射线成像系统、用于定量图像数据处理的方法、以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

在临床X射线成像中，例如在乳房摄影中，定量成像被用于测量诸如组织的不同类型的物质的量，其可以被用作用于改善的风险评估、探测、诊断和处置的输入。例如，使用定量成像的体积乳房密度的测量允许评估罹患乳腺癌的风险、评估乳房摄影的效果、导出改善的辐射剂量估计以及随着时间监测药物处置的效果以便调整药物剂量。定量成像在乳房摄影中的另一种应用是在不同病灶类型、例如在囊性病灶与实质性病灶之间进行区别，以便提供更好的诊断。

用于定量成像的若干种方法是可用的，包括谱成像方法和非谱成像方法。谱成像指代在多个光子能量谱(例如，至少两个不同的能量谱)下对对象进行成像。在WO 2013/076662中描述了一种用于X射线成像中的谱图像处理的方法。在给定的剂量下，谱成像一般与相比于非谱成像更高的噪声相关联，因为：1)可用的剂量在若干谱内被分离，并且2)谱处理常常涉及不同谱之间的差异，这是增加噪声的操作。增加的噪声一般导致能够被探测和被量化的关于结构尺寸的下限。相比于谱成像，非谱定量成像方法常常依赖于先验信息和额外假设、或者诸如通过计算机断层摄影而采集的完全非谱3D图像数据。

定量成像常常在全局水平上被应用，报告例如针对图像或整个乳房的单个值。然而，局部定量信息，例如乳房内的物质性质的地图，能够对于例如找到风险增加的区域(为了在处置监测中的更好区别)、对局部物质性质的分类或量化(诸如特定物质的普遍性，包括肿瘤组织、囊液和对比剂)是有价值的。然而，利用谱成像获得的局部定量信息可能太多噪声而不能在合理剂量水平下是有用的。尽管利用非谱成像获得的定量信息在给定的剂量下是更少噪声的，但是对于假设和/或先验信息的固有需要常常导致相比于谱成像更低的总体测量精确度。

US 2007/147574 A1描述了一种用于采集包括能量积分(EI)和能量甄别(ED)数据测量的图像数据集的方法。所述方法包括在采集周期期间获得EI测量数据和ED测量数据。所述方法然后包括在重建之前、在重建期间或者在重建之后对EI测量数据和ED测量数据进行组合。最后，所述方法包括对原始的或组合的数据集执行重建来获得EI图像和一幅或多幅ED分量图像中的一个或多个。

WO 2015/011587 A1描述了一种包括探测器阵列的成像系统，所述探测器阵列探测穿过检查区域的辐射。所述探测器阵列包括探测穿过检查区域的辐射的第一子部分并且生成指示其的第一信号的至少一组非谱探测器。所述探测器阵列还包括探测穿过检查区域的辐射的第二子部分并且生成指示其的第二信号的至少一组谱探测器。所述成像系统还包括处理所述第一信号和所述第二信号从而生成体积图像数据的重建器。

US 2015/348258 A1描述了一种被提供为使用组合的第三代能量积分计算机断层摄影投影数据和第四代谱分辨计算机断层摄影投影数据来重建图像的装置。所述装置包括处理电路，所述处理电路被配置为：从能量积分探测器获得表示投影数据的第一投影数据；从光子计数谱甄别探测器获得表示投影数据的第二投影数据；并且通过使用所述第一投影数据和所述第二投影数据求解组合系统的矩阵公式来重建第一组合系统基础图像和第二组合系统基础图像。

发明内容

因此，可能存在对于提供在局部水平上的增强的定量图像数据、即图像中的分辨位置的定量信息的需要。

本发明的目的是由独立权利要求的主题来解决的，其中，另外的实施例被并入在从属权利要求和以下描述中。