[发明专利]用于双能x射线吸收测定中交叉校准的系统和方法

说明书

本发明提供了用于在两个或更多个双能x射线吸收测定(DXA)系统之间进行交叉校准的方法和系统。在一个实施例中，用第一系统，在扫描序列期间，将校准体模连同患者一起进行扫描，以获得一个或多个系数，该系数将从来自体模扫描的体模图像中检索出的像素值映射成来自患者扫描的重建患者图像中的图像像素值。一个或多个系数可用于调节和/或比较患者的BMD值，这些BMD值在通过具有与校准体模类似的组成和参数的体模并且用不同的系统来扫描患者时而获得。

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像系统，并且更具体地涉及双能x射线吸收测定(DXA)系统中的校准。

背景技术

医学成像模式诸如双能x射线吸收测定(DXA)系统可用于获得骨矿物质测量结果。DXA涉及以两种不同的x射线能量级来扫描患者，并且使用所得的双能扫描数据来确定骨矿物质密度(BMD)。骨测量结果诸如BMD和骨矿物质含量(BMC)可通过患者的全身或特定身体区域DXA扫描来获得，而附加测量结果诸如脂肪质量(FM)、瘦软组织质量(LSTM)、去脂质量(FFM)、软组织质量(STM)、总身体质量(TBM)需要进行全身DXA扫描。

一般来讲，骨监测和/或全身监测需要长时间的后续研究。然而，由于DXA系统的老化和新技术的出现，可以经常将旧的DXA系统替换为来自同一制造商的新系统或来自不同制造商的新系统。此外，在一些情形下，患者可改变其偏爱的诊所，因此可能需要使用不同的DXA系统继续后续研究。在一些情况下，即使使用相同类型(制造商和版本)的系统用于后续研究时，系统的使用年限和/或操作条件也可不同。在任何情景下，每当DXA系统发生变化时，都可以进行不同DXA系统之间的交叉校准，以确保用先前DXA系统所采集的扫描数据将与用当前DXA系统所采集的扫描数据相当。

然而，当前的交叉校准过程会很耗时，并且其准确性对许多外部条件敏感。此外，当患者改变其诊所时，也许不能进行交叉校准评估。因此，也许需要建立患者的新基线。此外，当BMD测量结果之间的实耗时间较大时，由于BMD值的较大变化，当前的交叉校准过程可能不适用。在每种情况下，BMD后续研究会产生严重偏差，最终降低诊断的置信度。

例如，当前的交叉校准过程推荐一种体内研究方法，该方法包括：在同一天，用各个(先前和当前)系统，利用标准化定位、采集和分析参数来扫描患者，以评估不同系统之间的系统可变性程度。此类对交叉校准的严格控制并非在任何时候都可行，尤其是当患者改变其临床偏好时。即使进行此类受控式体内交叉校准过程之时，如果在先前扫描(利用先前系统)和后续扫描(利用不同系统)之间存在较大的时间间隙，则尽管两个不同DXA系统之间存在合理的一致性，但后续扫描相对于先前扫描的评估准确性也大大降低。此外，当前的体内校准过程增加了对患者的辐射照射，因为需要同时用两个系统扫描他们。

发明内容

在一个实施方案中，一种方法包括：从第一DXA系统接收第一数据集，所述第一数据集包括受检者的第一扫描数据以及用所述第一DXA系统同时获得的体模的第二扫描数据；以及基于所述第一扫描数据和所述第二扫描数据的第一转换函数；从第二DXA系统接收第二数据集，所述第二数据集包括所述受检者的第三扫描数据以及用所述第二DXA系统同时获得的体模的第四扫描数据；以及基于所述第三扫描数据和所述第四扫描数据的第二转换函数；基于所述第一转换函数，生成所述受检者的第一组标准化BMD值；基于所述第二转换函数，生成所述受检者的第二组标准化BMD值；基于所述体模的第二扫描数据以及所述体模的第四扫描数据，确定相关性系数；以及基于相关性系数，校正所述第一组标准化BMD值和所述第二组标准化BMD值中的任一项。

这样，通过连同患者一起来扫描体模，除了捕捉患者扫描数据之外，还捕捉系统对图像的物理影响(温度、校准、管老化、检测器效率等)的快照。因此，当期望比较两个系统之间的患者数据时，可相对于对应的体模将BMD值标准化，并且基于从每个系统所获得的体模扫描数据之间的相关性进行校正。因此，可自动地比较至少两个系统所测的BMD值，同时实现准确性和重复性的增加。