[发明专利]用于产生衰减分量的投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影系统、投影方法和计算机程序，用于产生投影数 据的衰减分量

背景技术

投影系统例如是计算机断层摄影系统，其产生投影数据并使用投影数 据来重建感兴趣区的图像。US 5,115,394公开了一种双能量断层摄影扫描系 统，其在两个不同的能量级处采集投影数据。将投影数据的光电分量和康 普顿分量确定为衰减分量，并且依据光电分量来重建光电图像，依据康普 顿分量来重建康普顿图像。分别对光电图像和康普顿图像进行滤波，以使 得在将滤波后的光电图像与滤波后的康普顿图像合并为最终图像之后，能 够减小最终图像中的相关噪声。但是，该最终图像仍包括大量的相关噪声， 其减小了信噪比。

文章“Attenuation coefficients of body tissues using principal-components analysis”，Medical Physics USA，vol.12，no 1，第40-45页，1985年1月公开了 用于获得双能量放射图的一组参数的一种主要分量分析，该组参数用于描 述在一个给定的能量范围上组织的衰减系数。这些参数是物质中存在的元 素密度的加权平均值。依据所测量的衰减系数为几个软组织计算主要分量 参数。将所计算的主要分量参数与衰减系数的以下其他双能量表示进行比 较：(a)电子密度/有效原子序数(或康普顿/光电)表示，以及(2)等价 水/等价铝厚度表示。

在“The Image Processing Handbook”，John C.Russ，5^th Edition，2006， CRC Press的第323页到第327页中，公开了对RGB图像进行主要分量分 析，以便最大化对比度。在进行了主要分量分析之后，可以对最不重要的 通道进行处理，以便去除图像噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种投影系统，用于产生感兴趣区的投影数据的 衰减分量，其中，减小了在投影数据的衰减分量中的相关噪声并因此增大 了信噪比，从而减小了在投影数据中的相关噪声并因此增大了信噪比。

在本发明的第一方案中，提出了一种投影系统，用于产生感兴趣区的 投影数据的衰减分量，其包括：

-投影数据提供单元，用于提供感兴趣区的取决于能量的投影数据，

-计算单元，用于依据取决于能量的投影数据来计算由不同衰减效应产 生的不同衰减分量，其中，所述不同衰减分量都对投影数据有贡献，

-变换单元，用于通过执行旋转变换来变换衰减分量，以便减小衰减分 量的相关性，

-处理单元，用于对变换后的衰减分量进行滤波，从而减小噪声，

-逆变换单元，用于向处理后的衰减分量施加逆变换，所述逆变换与所 述变换单元的变换相逆。

投影数据提供单元可以是存储设备，用于存储投影数据产生单元的取 决于能量的投影数据，投影数据产生单元例如是用于产生穿过感兴趣区的 放射线的放射源、用于将放射源和感兴趣区相对于彼此进行移动以便从不 同方向照射感兴趣区的移动单元、以及用于根据穿过了感兴趣区之后的放 射线来检测取决于能量的投影数据的检测单元的组合，其中这个组合例如 是计算机断层摄影系统或C臂X光系统的一部分。投影数据提供单元还可 以是放射源，具体的是X光放射源，与检测单元的任何其它组合。投影数 据提供单元还可以是存储单元，用于存储取决于能量的投影数据或用于提 供模拟的取决于能量的投影数据的计算机程序。

衰减分量例如是由康普顿效应引起的康普顿分量、由光电效应引起的 光电分量和/或例如由在感兴趣区内的造影剂材料的K边缘引起的K边缘分 量。衰减分量还可以与感兴趣区中的不同材料有关。例如，如果病人位于 感兴趣区中，第一衰减分量可以与由骨骼引起的衰减有关，第二衰减分量 可以与由软组织引起的衰减有关。

本发明基于这样的想法：可以通过确定衰减分量并且变换衰减分量以 便减小，甚至是消除，投影数据的衰减分量的相关性，来减小在衰减分量 中的相关噪声，并且从而减小投影数据中的相关噪声。由于减小了衰减分 量的相关性，并且还减小了相关噪声，由此就增大了投影数据的衰减分量 的信噪比，从而增大了投影数据的信噪比。

优选地，变换单元将不同衰减分量变换为相同的单位。由于将不同的 衰减分量变换为相同的单位，因此简化了对于衰减分量的进一步的处理， 甚至是进一步的变换。