[发明专利]用于双能量动态X射线成像的系统和方法

说明书

技术领域

本公开内容总体涉及到双能量成像，并且特别涉及一种用于动态双能量成像的方法和系统，更具体来说，涉及到采用双(即两种不同的)x射线能量的所述动态双能量成像系统和方法，这是通过在低和高能量级别之间快速切换x射线能量源而实现的，并且其中利用单一大面积像素化(pixelated)的数字x射线检测器来捕获所得到的对应的双能量x射线图像。利用预先校准的数据库和可调节的参数来处理所述双能量图像，以便产生对于感兴趣的解剖结构提供增强的可见性的对应的单独图像，从而例如在心脏/脉管应用期间促进x射线成像。

背景技术

在临床成像和诊断中使用x射线系统的做法已被广为接受。可以采用几种类型的x射线成像方法来对不同的解剖区域进行成像，或者提供不同的诊断工具。其中一种所述x射线成像方法是双能量(DE)成像。已经知道，在使用DE成像时可以获得附加的成像对比度。

双能量(DE)是一种临床应用，其中在不同的x射线能量下采集两个x射线图像。随后组合所述两个x射线图像，以便提供组织减去的图像，即软组织和骨骼图像。DE的一种临床应用是利用x射线诊断冠状动脉中的斑块。在实践中，软组织图像通过去除由于骨骼导致的结构化噪声而提高灵敏度，并且骨骼图像通过显示出动脉是否易损于斑块而提高特异性。

利用平板x射线检测器技术，通过利用不同能量下的两次单独的x射线曝光来连续采集所述两个x射线图像。为了最小化所述两个x射线图像之间的患者运动伪像，所述x射线图像之间的时间通常被最小化(一般大约是200ms)。为了最小化隔膜运动，通常要求患者屏住呼吸。然而，不自觉的患者运动是无法避免的，比如心脏的收缩。在所述两个x射线图像之间的心脏的显著运动可能会由于减法图像中的有缺陷的组织消除而产生较差的图像质量。所述较差的图像质量可能会导致可能的错失的动脉，其具有围绕心脏的斑块。

此外，在用于动态成像的传统的x射线成像系统中，图像采集、剂量控制以及图像读出都太慢，以至于无法在一个图像(其例如具有2个或更多子图像)中对于x射线源使用不同的kV值。这意味着双能量成像在动态成像序列中是不可能的。

因此，一直以来都需要一种提供更好的诊断动态x射线成像的系统和方法。具体来说，一直以来都需要一种采用DE的改进的诊断动态x射线成像系统。此外，一直以来都需要这样一种改进的DE系统，其最小化不自觉的患者运动在所得到的x射线图像中的效果，并且允许动态的成像序列，以便实时地改进图像对比度和作为结果的诊断。

发明内容

本公开内容提供一种用于在动态成像序列中进行双能量成像的系统。该系统包括：x射线源，其被配置成在该x射线源的不同kV值下进行快速适配；以及平坦x射线检测器，其具有并行的信号积分与读出。该检测器(202)在第一kV值(302)下对第一信号进行积分并且在第二kV值(306)下对第二信号进行积分，该第一信号对应于第一子图像(300)，该第二信号对应于第二子图像(304)。该检测器(202)与对第一子图像(300)的读出并行地提供对第二子图像(134)的信号积分。x射线控制器(206)控制x射线源(204)中的x射线脉冲的生成，并且在毫秒时间尺度上控制利用在不同kV值下生成x射线脉冲的x射线源(204)进行图像采集。

本公开内容还提供一种双能量动态x射线成像方法。该方法包括：在所选帧速率下获得图像，其中的每个图像包括第一子图像(300)和第二子图像(304)；在第一kV值(302)下，在几毫秒内对与第一子图像(300)相对应的第一信号进行积分；对于CMOS平坦检测器(202)的每一个像素，把积分后的对应于第一子图像(300)的第一信号传送到采样保持节点；增大x射线管电压，以便给出高于第一kV值(302)的第二kV值(306)；在少于大约1毫秒内重置该检测器(202)；以及在获得第二kV值(306)的同时读出第一图像(300)，并且并行地由该平坦检测器(202)对与第二子图像(304)相对应的第二信号进行积分。

通过下面进行的详细描述，特别是与附图相结合阅读时，与所公开的系统和方法相关联的附加特征、功能和优点将变得显而易见。

附图说明

为了帮助本领域技术人员制造及使用所公开的系统和方法，下面将参照附图，其中：

图1是示出根据本公开内容的一个示例性实施例的用于双能量动态x射线吸光测定法的设备的结构部件的方框图；

图2示出了用在本公开内容的一个示例性实施例中的双能量x射线成像中的x射线源、检测器和x射线控制器的方框图；以及