[发明专利]用于确定通气缺陷的计算设备

说明书

本发明涉及一种用于比较暗场X射线图像的计算设备(10)。所述计算设备(10)被配置用于接收描述处于呼气状态的患者的第一暗场X射线信号的第一暗场X射线图像(11)，并且用于接收描述了处于吸气状态的患者的第二暗场X射线信号第二暗场X射线图像(12)。所述计算设备(10)还被配置用于利用描述呼气状态下的肺厚度的肺厚度值对第一暗场X射线图像(11)的第一暗场X射线信号进行归一化，并且利用描述吸气状态下的肺厚度的肺厚度值对第二暗场X射线图像(12)的第二暗场X射线信号进行归一化。此外，所述计算设备(10)被配置用于将经归一化的第一暗场X射线信号与经归一化的第二暗场X射线信号进行比较，从而确定比较结果(13)并且用于基于所述比较结果(13)来确定是否存在在患者的肺的具有通气缺陷的至少一个区域。

技术领域

本发明涉及用于比较暗场X射线图像的计算设备，暗场X射线成像设备，用于确定是否存在患者的肺的具有通气缺陷的至少一个区域方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

暗场成像(DPCI和DFI)是一项很有前途的技术，其将有可能提高X射线装备计算机断层扫描(CT)和射线照相系统的诊断质量。例如，暗场X射线(DAX)成像是一种新的模态，其在诊断COPD、肺纤维化、肺癌等肺部疾病的领域具有巨大潜力。DAX成像的基本概念是使用泰伯-劳(Talbot-Lau)型干涉仪，即在X射线束中添加三个光栅G0、G1和G2。可以将对象放置在G0和G1光栅之间，也可以放置在G1和G2之间。通常，G0和G2是吸收光栅，并且G1是相位光栅。

通过在微米尺度上的折射率变化来生成暗场X射线信号。对于肺成像，暗场X射线信号主要由患者的肺泡中的空气组织界面生成。

在某些疾病中，肺的一些部分不再通气，例如显示出通气缺陷。临床上，期望识别并量化患者的肺的通气，以便在短时间内监测特定处置是否减缓或停止了进展，并及早决定是否需要改变治疗。但是，目前没有诊断工具可以准确地确定是否存在通气缺陷。

有必要解决这些问题。

发明内容

具有用于比较暗场X射线图像的改进的计算设备、方法和设备将是有利的。

本发明的目的利用独立权利要求的主题来解决，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当注意，本发明的以下描述的方面和示例也适用于暗场X射线成像设备，适用于确定是否存在患者的肺的具有通气缺陷的至少一个区域的方法，并且适用于计算机程序单元和计算机可读介质。

根据第一方面，提供了一种用于比较暗场X射线图像的计算设备。所述计算设备被配置为：

接收描述处于呼气状态的患者的第一暗场X射线信号的第一暗场X射线图像；

接收描述处于吸气状态的患者的第二暗场X射线信号的第二暗场X射线图像；

利用描述处于呼气状态的肺厚度的肺厚度值来将所述第一暗场X射线图像的所述第一暗场X射线信号归一化；

利用描述处于吸气状态的肺厚度的肺厚度值来将所述第二暗场X射线图像的所述第二暗场X射线信号归一化；

将经归一化的第一暗场X射线信号与经归一化的第二暗场X射线信号进行比较，从而确定比较结果；并且

基于所述比较结果来确定是否存在患者的肺的具有通气缺陷的至少一个区域。

已经发现，来自患者的肺的并且通过穿过肺的路径长度而归一化的暗场X射线信号随着呼吸周期而变化。具体而言，在呼气时，每长度的信号更强，这可以通过以下事实来解释：肺泡变小，并且沿着X射线存在更多的空气组织界面。如果患者的肺部存在具有通气缺陷的区域，则在呼吸周期中肺泡的大小变化将减少或者甚至完全消失。

定义：

在光栅干涉仪中没有物体的情况下，探测器像素的信号强度是相对光栅位置x的函数，其遵循：