[发明专利]用于重建图像的双能量衰减数据的信噪比的动态优化

说明书

技术领域

本发明涉及双能量X射线成像领域。由此，可以获得被检查的同一个 对象的两幅不同图像，从而，对于每幅图像使用具有不同X射线光子能量 的X射线。具体地说，本发明涉及对与两种不同的X射线能量相关的X射 线衰减数据的信噪比进行优化的方法，其中X射线衰减数据用于重建被检 查对象的二维或三维图像。

本发明还涉及计算机断层摄影系统，该系统根据与两个不同X射线能 量相关的衰减数据生成被检查对象的X射线图像。计算机断层摄影系统包 括辐射源、辐射检测器和可旋转的机架，其中该机架用于绕着被检查对象 共同地旋转辐射源和辐射检测器。

此外，本发明还涉及对与两个不同X射线能量相关的用于重建被检查 对象图像的X射线衰减数据的信噪比进行优化的数据处理设备。

此外，本发明还涉及计算机可读介质和具有运行上文提到的方法的指 令的程序单元，其对与两个不同X射线能量相关的用于重建被检查对象图 像的X射线衰减数据的信噪比进行优化。

背景技术

如今，医生和技术员经常使用非常尖端的医疗诊断X射线成像设备。 一般情况下，在操作X射线成像设备期间，在严格控制的环境中X射线源 发射X射线光子。X射线光子穿过被检查病人的目标区域(ROI)并撞击 在检测器上。在过去，X射线成像设备使用基于初步胶片的检测器。然而， 最近已经发展到使用固态检测器，其包括多个分别地响应X射线光子的曝 光的离散检测器元件。然而，不管使用何种检测器，目标仍然是相同的， 即产生一个在目标对象内预选的ROI(例如特定类型的组织)的清晰结果 图像。

然而，产生清晰结果图像有内在的难度。具体地说，因为X射线穿过 整个患者，所以，在检测器上形成的图像是X射线光子通过的包括预选ROI 在内的所有解剖结构的重叠。该解剖结构的重叠有时称作“解剖噪声”。解 剖噪声在结果图像上产生混乱、阴影和其它朦胧影响，使得绘制的结果图 像比理想清晰结果图像要难于理解。

减少解剖噪声影响的方法包括诸如“双能量”成像。当使用双能量成 像时，医生或技术员采集各具不同平均X射线光子能量的两幅图像。由于 不同的内部结构在不同程度上吸收不同的X射线光子能量，因而组合两幅 结果图像来抑制解剖噪声是可能的。一般情况下，双能量技术按照两种方 法之一进行。

第一种方法使用两个叠置检测器。随后，单次曝光在第一检测器中生 成第一图像。一些X射线光子继续通过第一检测器撞击在第二检测器上。 第一和第二检测器应当能够感觉到不同的平均能量，从而产生与两种平均X 射线光子能量相对应的两幅ROI的图像。第二种方法使用单一检测器和两 次曝光，其中每次曝光具有不同的X射线光子能量。

US 6,408,050B1公开了一种依靠能量对目标区域进行成像的方法。该 方法包括以下步骤：在检查期间用X射线光子对X射线检测器进行曝光， 并将X射线光子分成两组，其中能量在选定的能量门限之上的为一组，那 些能量在选定的能量门限之下的为另一组。统计具有门限之上能量的X射 线光子，以提供第一能量光子数，统计具有门限之下能量的X射线光子， 以提供第二能量光子数。该方法将第一能量光子数和第二能量光子数作为 检查数据保存在存储器中，并对该检查数据运用图像处理技术来生成图像。

WO 2005/092187A1公开了用于血管造影成像的一种装置和一种方法。 由此，当为接受治疗者的冠状动脉注入对照药剂时，给X射线管加电压并 对心肌层成像。当用检测器采集单一光子统计数据时，同时设置两个门限 形成低能量图像和高能量图像。接着处理图像并显示之。使用放射性源调 整门限值，该放射源使用预定义的如32keV的能量在其它辐射之间发射X 射线光子。当监控输出计数速率时，每一个读出信道的低电平鉴别器的门 限值逐渐升高。当鉴别器的电平增加到32keV之上时，计数速率下降。将 门限值设置在微低于下降的计数速率值的地方。

US 2003/0076988A1公开一种对于在低剂量计算机断层摄影投影和重 建的图像中的噪声进行处理的方法。该方法包括：在原始数据的窦腔X线 照相域中应用域特定滤波器；在窦腔X线照相域滤波之后在原始数据的图 像域应用边缘保留平滑滤波器。