[发明专利]双能X射线成像中的噪声降低

说明书

技术领域

本发明涉及双能X射线成像领域。由于使用了两个频谱不同的X射线数据采集，从而获得了同一个所关注区域的两个不同图像。具体而言，本发明涉及一种方法，用于降低与两个频谱上不同的X射线数据采集相对应的X射线衰减数据的统计噪声。

本发明还涉及一种数据处理设备，用于降低与两个频谱上不同的X射线数据采集相关的X射线衰减数据的统计噪声。

此外，本发明涉及用于双能X射线成像的射线照相系统。

而且，本发明涉及一种计算机可读介质和一种程序单元，其包含指令，用于执行上述方法，以降低与两个频谱上不同的X射线数据采集相关的X射线衰减数据的统计噪声。

背景技术

当前，医生和技师通常有权使用非常先进的医学诊断X射线成像设备。通常在X射线成像设备的操作过程中，X放射源在完全受控的情况下发射出X射线光子。X射线光子穿过受检查的患者的关注区(ROI)，并撞击在检测器上。过去，X射线成像设备采用初级胶片(rudimentary film)的检测器。然而，近来的发展已经产生了固态检测器，其包括分立检测器元件构成的网格，所述分立检测器元件分别响应于X射线光子的照射。然而不管使用什么检测器，目的是相同的，即产生所关注对象内的预先选择的ROI(例如特定类型的组织)的清晰的结果图像。

然而，存在与产生清晰的结果图像相关的固有困难。具体而言，因为X射线光子穿过整个患者，因此在检测器上构成的图像是X射线光子所穿过的包括预先选择的ROI在内的全部解剖结构的叠加。有时将这种解剖结构的叠加称为“解剖噪声”。解剖噪声对结果图像的影响是产生混乱、阴影及其它模糊效果，这些效果产生了比理想的清晰结果图像难以理解得多的结果图像。

减小解剖噪声的影响的尝试例如包括“双能成像”。当采用双能成像时，医生或技师采集两个图像，每一个图像都具有不同的平均X射线光子能量。因为不同的内部结构吸收不同的X射线光子能量的程度不同，因此就可以合并这两个结果图像来抑制解剖噪声。双能技术通常以两种方式之一来进行。

第一个方案使用两个堆叠的检测器。然后单次曝光在前检测器中产生第一图像。一些X射线光子继续穿过该前检测器，撞击到后检测器上。将前检测器与后检测器设计为感测不同的平均能量，从而产生ROI的对应于两个不同平均X射线光子能量的两个图像。第二个方案使用单个检测器和两次曝光，每一次曝光都使用不同的X射线光子能量。

US6,408,050 B1公开了一种方法，用于对所关注区域进行取决于能量的成像。该方法包括以下步骤：在检查期间使X射线检测器对X射线光子曝光；将X射线光子分为两组：具有高于所选能量阈值的能量的光子，和具有低于所选能量阈值的能量的光子。计数具有高于阈值的能量的X射线光子，以提供第一能量光子计数，同时计数具有低于阈值的能量的X射线光子，以提供第二能量光子计数。该方法将第一能量光子计数与第二能量光子计数在存储器中存储为检查数据，并通过将图像处理技术用于该检查数据来产生图像。

WO2005/092187 A1公开了一种设备和一种方法，用于血管造影成像。从而在将造影剂注入对象的冠状动脉时，给予X射线管能量，并成像心肌层。用检测器采集单个光子计数数据，同时，设定两个阈值以同时构成低能量图像和高能量图像。处理并显示这些图像。通过使用放射源来调整阈值能级，其中，除其它辐射外，该放射源还发出具有规定能量，例如32keV的X射线光子。在监控输出计数率的同时，为每一个读出通道逐渐增大低能级鉴别器的阈值能级。随着鉴别器能级增大到超过32keV，计数率下降。将阈值能级设定为一个略低于该下降能级的能级。

在对病人的X射线成像中，将放射剂量减小为最小值一直是个难题。为了解决这个难题，具有高效率光子计数的现代化的X射线检测器是非常有用的。这种X射线检测器通常包括布置在阵列中的多个检测器元件，以便提供二维空间分辨率。然而，当减小放射剂量时，每一个检测器元件的光子计数率也减小。这具有这样的结果：即，所采集的图像呈现出噪声背景。换句话说，减小了信噪比(SNR)。

需要在双能X射线成像中降低噪声，以便改善所采集图像的SNR。

发明内容

可以借助于根据独立权利要求的主题来满足这个需要。由从属权利要求来说明本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种方法，用于降低与两个频谱不同的X射线数据采集，即第一频谱X射线数据采集和第二频谱X射线数据采集，相关的X射线衰减数据的统计噪声，尤其用于为双能X射线成像提高总信噪比。