[发明专利]被配置为生成谱体积图像数据的非谱计算机断层摄影(CT)扫描器

说明书

一种非谱计算机断层摄影扫描器(102)包括：辐射源(112)，其被配置为发射X射线辐射；探测器阵列(114)，其被配置为探测X射线辐射并且生成非谱数据；以及存储器(134)，其被配置为存储谱图像模块(130)，所述谱图像模块包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括被训练以产生谱体积图像数据的神经网络。所述神经网络是利用训练谱体积图像数据和训练非谱数据来训练的。所述非谱计算机断层摄影扫描器还包括：处理器(126)，其被配置为利用经训练的神经网络来处理所述非谱数据以产生谱体积图像数据。

技术领域

下文总体上涉及成像，并且更具体地涉及被配置为生成谱体积图像数据的非谱计算机断层摄影(CT)扫描器。

背景技术

CT扫描器通常包括被安装在与探测器阵列相对的可旋转机架上的X射线管。X射线管围绕位于X射线管与探测器阵列之间的检查区域旋转，并且发射穿过检查区域的多色辐射。探测器阵列探测穿过检查区域的辐射并且生成投影数据。投影数据被重建以生成体积图像数据，体积图像数据可以被处理以生成一维或二维。通常，在重建期间应用校正(例如，散射校正、射束硬化校正)。图像包括依据对应于相对放射密度的灰度值来表示的像素。这些值反映了被扫描对象的衰减特性，并且通常显示诸如对象内的解剖结构的结构。

所探测到的辐射还包括谱信息，因为对象和/或目标对辐射的吸收取决于穿过其的光子的能量。这样的谱信息可以提供额外信息，例如，指示对象和/或目标的组织和/或材料的元件或材料组成(例如，原子序数)的信息。遗憾的是，投影数据不反映谱特性，因为由探测器阵列输出的信号是与在能量谱上积分的能量注量成比例的。这种CT扫描器在本文中也被称为非谱CT扫描器。被配置用于谱成像的CT扫描器利用该谱信息来提供指示元件或材料组成的进一步的信息。这种CT扫描器在本文中被称为谱CT扫描器。

示例双能谱配置包括：1)以一种能级发射X射线辐射的一个X射线管、以及分别探测较低能X射线和较高能X射线的两层X射线探测器；2)具有快速kV切换的一个X射线管和单层探测器，以及3)在角度上彼此偏移的两个X射线管/单层探测器对。这种进一步的信息的示例包括低能高对比度图像、有效Z(原子序数)图像、虚拟单色图像、造影剂定量图、虚拟非对比度图像、电子密度图像和/或其他谱信息。遗憾的是，额外的(一个或多个)探测器层、X射线管/探测器阵列和/或kVp切换电路增加了成像系统的总体成本，并且数据采集、处置和处理增加复杂度。

发明内容

在本文中描述的各方面解决了以上提及的问题和其他问题。

在一个方面中，一种非谱计算机断层摄影扫描器包括：辐射源，其被配置为发射X射线辐射；探测器阵列，其被配置为探测X射线辐射并且生成非谱数据；以及存储器，其被配置为存储谱图像模块，所述谱图像模块包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括被训练以产生谱体积图像数据的神经网络。所述神经网络是利用训练谱体积图像数据和训练非谱数据来训练的。所述非谱计算机断层摄影扫描器还包括：处理器，其被配置为利用经训练的神经网络来处理所述非谱数据以产生谱体积图像数据。

在另一方面中，一种非谱计算机断层摄影扫描器包括：辐射源，其被配置为发射X射线辐射；探测器阵列，其被配置为探测X射线辐射并且生成非谱数据；以及存储器，其被配置为存储谱图像模块，所述谱图像模块包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括被训练以产生谱体积图像数据的神经网络。所述非谱计算机断层摄影扫描器还包括：处理器，其被配置为利用训练谱体积图像数据和训练非谱数据来训练所述神经网络以根据所述非谱数据来生成谱体积图像数据。

在另一方面中，一种计算机可读存储介质编码有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由计算系统的计算机处理器运行时使所述计算机处理器进行以下操作：利用辐射源来发射X射线辐射；利用探测器阵列来探测发射的X射线辐射并且生成指示所述X射线辐射的信号；对所述信号进行重建并且生成非谱体积图像数据；对神经网络进行训练以产生谱体积图像数据；并且采用经训练的神经网络以根据所生成的非谱数据来产生谱体积图像数据。