CN107019496A - 电子密度信息获取方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电子密度信息获取方法、装置及设备。本发明实施例通过响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据；根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度，对于与物质相关的参数，不再对所有物质统一取固定的数值，而是根据具体物质的不同取不同的数值，从而使得参数的设置更加合理，进而提高了密度测定结果的准确度，因此，解决了现有技术中被扫描组织的电子密度的测定结果准确度较低的问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及医学数据处理技术领域，尤其涉及一种电子密度信息获取方法、装置及设备。
【背景技术】
当前，CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)成像技术已经在医疗诊断、工业检测和安全检查等领域得到了广泛的应用。根据不同角度下X射线的投影信息，可以重建出被扫描物质内部的衰减特征分布，从而得到其内部结构信息。
近年来，质子和重离子放射治疗技术迅速发展，并在癌症治疗中发挥了重要作用。在放射治疗中，需要参考被扫描组织的电子密度来制定放疗计划，以使扫描剂量的设定更加合理。被扫描组织的电子密度可以通过被扫描组织的CT扫描数据计算得到。
现有技术中，在根据CT扫描数据测定被扫描组织的电子密度的过程中，所设定的参数没有考虑被扫描组织的物质信息，这导致电子密度的测定结果准确度较低。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有技术中，被扫描组织的电子密度的测定结果准确度较低。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电子密度信息获取方法、装置及设备，用以解决现有技术中被扫描组织的电子密度的测定结果准确度较低的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种电子密度信息获取方法，所述方法包括：
响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，包括：
根据所述第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据所述第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值；
根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数；
根据所述指定物质的有效原子序数，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数之前，所述方法还包括：
根据指定数量的第一已知原子的原子序数，以及所述第一已知原子在所述第一能量值下的光谱线性衰减系数值与在所述第二能量值下的光谱线性衰减系数值的比值，获得所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数之前，所述方法还包括：
根据指定数量的第二已知原子的原子序数，以及所述第二已知原子在所述第一能量值下的康普顿效应衰减系数值与在所述第二能量值下的康普顿效应衰减系数值的比值，获得所述第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数比值与有效原子序数的对应关系。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述指定等式中还包括物质无关参数，所述物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，所述方法还包括：
利用指定的已知物质信息，校正所述指定参数的参数值；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度，包括：
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的所述指定参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
第二方面，本发明实施例提供一种电子密度信息获取装置，所述装置包括：
采集模块，用于响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
获取模块，用于根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
确定模块，用于基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述指定等式中还包括物质无关参数，所述物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，所述装置还包括：
校正模块，利用指定的已知物质信息，校正所述指定参数的参数值；
所述确定模块在用于基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度时，具体用于：
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的所述指定参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
第三方面，本发明实施例提供一种电子密度信息获取设备，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器被配置为：
响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例，通过采集不同能量值下指定物质的扫描数据，根据采集的数据确定密度计算等式中的物质相关参数，再根据物质相关参数确定具体物质的密度值，在密度获取过程中，对于与物质相关的参数，不再对所有物质统一取固定的数值，而是根据具体物质的不同取不同的数值，从而使得参数的设置更加合理，进而提高了密度测定结果的准确度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第一流程示例图。
图2为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第二流程示例图。
图3为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第三流程示例图。
图4为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第四流程示例图。
图5为本发明实施例提供的质量衰减系数比值与有效原子序数的对应关系曲线示例图。
图6为本发明实施例提供的康普顿效应衰减系数比值与有效原子序数的对应关系曲线示例图。
图7为本发明实施例提供的电子密度信息获取装置的功能方块图。
图8是电子密度信息获取设备800的简化框图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例一
本发明实施例提供了一种电子密度信息获取方法。该电子密度信息获取方法可以通过应用程序APP来实现，终端设备可以通过安装该应用程序获取相应的电子密度信息获取功能。
图1为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第一流程示例图。如图1所示，本实施例中，电子密度信息获取方法可以包括如下步骤：
S101，响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值。
S102，根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，其中，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数。
S103，基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
以下为描述的方便，将电子密度简称为密度。
其中，指定物质可以是CT扫描的人体组织或器官，例如人体软组织、心脏等。
指定物质通常是混合物质，例如，人体软组织是由固体物质和液体物质组成的混合物质，心脏是由心肌、瓣膜和血管组成的混合物质。
其中，用户可以通过在指定位置处输入指令的方式来发出电子密度获取请求。其中的指定位置可以是界面上的指定输入框。
其中，第一扫描数据是在计算机断层扫描中使用第一能量值的能量进行扫描时获得的扫描数据，第二扫描数据是在计算机断层扫描中使用第二能量值的能量进行扫描时获得的扫描数据。
第一扫描数据、第二扫描数据可以是CT值，CT值的单位为HU(Hounsfield Unit，亨氏单位)。CT值代表X射线穿过组织被吸收后的衰减值。
其中，指定等式可以是根据第一能量值对应的第一光谱线性衰减系数等式和第二能量值对应的第二光谱线性衰减系数等式联立求解得到的电子密度计算等式。
光谱线性衰减系数的表达式如公式(1)所示：
μ＝μphoto+μcompton (1)
公式(1)中，μ表示光谱线性衰减系数，μphoto表示光电效应的线性衰减系数，μcompton表示康普顿效应的线性衰减系数。μphoto和μcompton都是由质量衰减系数和物质密度的乘积得到的，因此，公式(1)可以表示为公式(2)：
公式(2)中，ρ为物质密度，和分别表示光电效应的质量衰减系数和康普顿效应的质量衰减系数。光电效应的质量衰减系数可以近似的用公式(3)表示：
公式(3)中，Z表示原子序数，E表示射线能量，α是一个常数，k的取值范围在3-4之间(通常取3)，m的取值范围在3-3.5之间(通常取3)。
康普顿效应的质量衰减系数用常数近似表达，表示为
因此，公式(1)可以表示为如下的公式(4)：
利用公式(4)，在不同的能量下会得到如下的公式(5)：
公式(5)可以看作是两个等式。
公式(5)中，μH和μL分别表示高能量和低能量下的光谱线性衰减系数。本实施例中，第一能量值可以看作低能量，第二能量值可以看作高能量。
公式(5)中，βH和βL分别表示高能量下的康普顿效应衰减系数和低能量下的康普顿效应衰减系数。
其中，μ值可以用CT值表示，CT值的单位为HU，因此，μ值可以用公式(6)表示：
公式(6)中，μwater表示在相同能量下水的线性衰减系数。
联立公式(5)式中的两个等式可以解出原子序数Z和密度值ρ，密度值ρ的计算公式如公式(7)所示。
公式(7)中，KL、KH均为已知参数，
在利用公式(7)求解密度值ρ时，μH和μL的值可以通过前述的公式(6)确定，KL、KH为已知参数，因此，要确定密度值ρ，需要获取α、有效原子序数Z、康普顿效应衰减系数值比值其中，有效原子序数Z和康普顿效应衰减系数值比值为物质相关参数，即Z和的取值与物质信息有关，不同物质的Z和的取值不同。
需要说明的是，对于纯物质来说，有确定的原子序数Z，例如纯水。对于混合物质来说，由于其是由多种物质混合而成，没有确定的原子序数Z，但是可以将确定(这里“确定”是指混合物质中各物质的比例确定)的混合物质看作为纯物质，这样，混合物质就有确定的原子序数Z，本文中将混合物质的原子序数称为有效原子序数，也用Z表示。例如，人体组织、器官等都可以有对应的有效原子序数。可见，有效原子序数Z是一个与物质信息相关的参数。
Z和的取值可以通过下述图2所示实施例的步骤S202、S203和S204获得。
图1所示实施例，通过采集不同能量值下指定物质的扫描数据，根据采集的数据确定密度计算等式中的物质相关参数，再根据物质相关参数确定具体物质的密度值，在密度获取过程中，对于与物质相关的参数，不再对所有物质统一取固定的数值，而是根据具体物质的不同取不同的数值，从而使得参数的设置更加合理，进而提高了密度测定结果的准确度。
图2为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第二流程示例图。如图2所示，本实施例中，电子密度信息获取方法可以包括如下步骤：
S201，响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值。
S202，根据第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值。
S203，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的有效原子序数。
S204，根据指定物质的有效原子序数，以及第一能量值和第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
S205，基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度，其中，物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，指定等式用于求解电子密度。
其中，在S202中，第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，以及根据第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值，可以通过前述的公式(6)实现。
其中，在S203中，在指定的高能量和低能量(本实施例中高能量为第二能量值、低能量为第一能量值)下，光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数之间存在确定的对应关系，利用该对应关系，通过指定物质的对应第一能量值的第一光谱线性衰减系数值和对应第二能量值的第二光谱线性衰减系数值，可以获得指定物质对应的有效原子序数。
其中，第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系可以通过图3所示实施例的步骤S303获得，该对应关系可以预先确定，并在确定后作为已知条件存储于系统中，以便在应用该对应关系时直接使用。
其中，在S204中，在指定的高能量和低能量(本实施例中高能量为第二能量值、低能量为第一能量值)下，康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数之间也存在确定的对应关系，利用该对应关系，通过S203获得的指定物质的有效原子序数值，可以获得指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值(即)。
图3为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第三流程示例图。如图3所示，本实施例中，电子密度信息获取方法可以包括如下步骤：
S301，响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值。
S302，根据第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值。
S303，根据指定数量的第一已知原子的原子序数，以及第一已知原子在第一能量值下的光谱线性衰减系数值与在第二能量值下的光谱线性衰减系数值的比值，获得第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系。
S304，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的有效原子序数。
S305，根据指定数量的第二已知原子的原子序数，以及第二已知原子在第一能量值下的康普顿效应衰减系数值与在第二能量值下的康普顿效应衰减系数值的比值，获得第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数比值与有效原子序数的对应关系。
S306，根据指定物质的有效原子序数，以及第一能量值和第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
S307，基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度，其中，物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，指定等式用于求解电子密度。
两个单能量下μ(光谱线性衰减系数)的比值和有效原子序数的对应关系是确定。该对应关系可以通过一定数量的已知原子的相应数据得到。
对S303举例说明。将原子序数为1～30的原子在高能量和低能量分别为120keV和70keV下μ的比值采用插值或者拟合的方式构造出一条曲线，从而得到对应关系，如图5所示(由于μ与质量衰减系数存在如公式(2)所示的线性关系，因此光谱线性衰减系数比值与有效原子序数的对应关系曲线与质量衰减系数比值与有效原子序数的对应关系曲线是相同的)。利用单能算法重建出120keV和70keV能量下的单能图像。这样图像中的每个像素都可以获得120keV和70keV光谱线性衰减系数的比值，通过已知的对应关系曲线获得有效原子序数值。
原子序数Z和有整体单调的对应关系，利用已知的原子序数和对应的值，通过插值的方式可以得到，原子序数Z和的对应关系。
举例说明。利用已知的序数为1～30的原子和对应的通过插值的方式得到原子序数Z和的对应关系曲线，如图6所示，其中βL和βH分别表示CT设备的球管在低能量(如80kvp)和高能量(如140kvp)对应的有效能量的康普顿效应衰减系数。
图4为本发明实施例提供的电子密度信息获取方法的第四流程示例图。如图4所示，本实施例中，电子密度信息获取方法可以包括如下步骤：
S401，响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值。
S402，根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，其中，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数。
S403，指定等式中还包括物质无关参数，物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，利用指定的已知物质信息，校正指定参数的参数值。
S404，基于指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的指定参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
其中，S403中，光电效应衰减系数中的指定参数参见前述公式(4)中的常数α。
将和代入前述公式(5)，得到如下的公式(8)：
联立公式(8)中的两个等式，得到如下的公式(9)：
根据公式(9)，得到α的计算公式如公式(10)所示：
这样，通过公式(10)，就可以用已知物质的相关数据来估算出α的值了。例如，把水的信息ρwater＝1g/cm3、Zwater＝7.42，代入式(10)，就可以估算出α的值。如此，利用纯水信息就可以校正参数α的值，从而使得α值的设定更加准确，进而进一步提高了通过含有α值的等式(例如前述的公式(7))计算指定物质密度值的准确度。
本发明实施例提供的电子密度信息获取方法，通过采集不同能量值下指定物质的扫描数据，根据采集的数据确定密度计算等式中的物质相关参数，再根据物质相关参数确定具体物质的密度值，在密度获取过程中，对于与物质相关的参数，不再对所有物质统一取固定的数值，而是根据具体物质的不同取不同的数值，从而使得参数的设置更加合理，进而提高了密度测定结果的准确度。
实施例二
本发明实施例提供了一种电子密度信息获取装置，该电子密度信息获取装置能够实现前述实施例一中电子密度信息获取方法的各步骤。
图7为本发明实施例提供的电子密度信息获取装置的功能方块图。如图7所示，本实施例中，电子密度信息获取装置可以包括：
采集模块710，用于响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于所述第一能量值。
获取模块720，用于根据第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数。
确定模块730，用于基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
在一个具体的实现过程中，物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，获取模块720在用于根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值时，具体用于：根据第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值；根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的有效原子序数；根据指定物质的有效原子序数，以及第一能量值和第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
在一个具体的实现过程中，获取模块720在用于根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的有效原子序数之前，还用于：根据指定数量的第一已知原子的原子序数，以及第一已知原子在第一能量值下的光谱线性衰减系数值与在第二能量值下的光谱线性衰减系数值的比值，获得第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系。
在一个具体的实现过程中，获取模块720在用于根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及第一能量值和第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得指定物质对应的有效原子序数之前，还用于：根据指定数量的第二已知原子的原子序数，以及第二已知原子在所述第一能量值下的康普顿效应衰减系数值与在第二能量值下的康普顿效应衰减系数值的比值，获得第一能量值和第二能量值对应的康普顿效应衰减系数比值与有效原子序数的对应关系。
在一个具体的实现过程中，指定等式中还包括物质无关参数，物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，所述装置还包括：校正模块，利用指定的已知物质信息，校正指定参数的参数值；确定模块730在用于基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度时，具体用于：基于指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的指定参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
在一个具体的实现过程中，指定等式可以为根据第一能量值对应的第一光谱线性衰减系数等式和第二能量值对应的第二光谱线性衰减系数等式联立求解得到的电子密度计算等式。
由于本实施例中的电子密度信息获取装置能够执行前述实施例一中的电子密度信息获取方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对前述实施例一中电子密度信息获取方法的相关说明。
本发明实施例提供的电子密度信息获取装置，通过采集不同能量值下指定物质的扫描数据，根据采集的数据确定密度计算等式中的物质相关参数，再根据物质相关参数确定具体物质的密度值，在密度获取过程中，对于与物质相关的参数，不再对所有物质统一取固定的数值，而是根据具体物质的不同取不同的数值，从而使得参数的设置更加合理，进而提高了密度测定结果的准确度。
实施例三
本发明实施例提供一种电子密度信息获取设备，该电子密度信息获取设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；处理器被配置为：响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值；根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
其中，电子密度信息获取设备可以是计算机或者带有计算机系统的设备等。
图8是电子密度信息获取设备800的简化框图。参见图8，该电子密度信息获取设备800可以包括与一个或多个数据存储工具连接的处理器801，该数据存储工具可以包括存储介质806和内存单元804。电子密度信息获取设备800还可以包括输入接口805和输出接口807，用于与另一装置或系统进行通信。被处理器801的CPU执行的程序代码可存储在内存单元804或存储介质806中。
电子密度信息获取设备800中的处理器801调用存储在内存单元804或存储介质806的程序代码，执行下面各步骤：
响应于指定物质的电子密度获取请求，采集指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，第二能量值大于第一能量值；
根据第一扫描数据和第二扫描数据，获取指定物质对应的物质相关参数的参数值，物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
基于指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定指定物质的电子密度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者智能设备等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种电子密度信息获取方法，其特征在于，所述方法包括：
响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，包括：
根据所述第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据所述第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值；
根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数；
根据所述指定物质的有效原子序数，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数之前，所述方法还包括：
根据指定数量的第一已知原子的原子序数，以及所述第一已知原子在所述第一能量值下的光谱线性衰减系数值与在所述第二能量值下的光谱线性衰减系数值的比值，获得所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数之前，所述方法还包括：
根据指定数量的第二已知原子的原子序数，以及所述第二已知原子在所述第一能量值下的康普顿效应衰减系数值与在所述第二能量值下的康普顿效应衰减系数值的比值，获得所述第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数比值与有效原子序数的对应关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定等式中还包括物质无关参数，所述物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，所述方法还包括：
利用指定的已知物质信息，校正所述指定参数的参数值；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度，包括：
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的所述指定参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定等式为根据所述第一能量值对应的第一光谱线性衰减系数等式和所述第二能量值对应的第二光谱线性衰减系数等式联立求解得到的电子密度计算等式。
7.一种电子密度信息获取装置，其特征在于，所述装置包括：
采集模块，用于响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
获取模块，用于根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
确定模块，用于基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述物质相关参数包括有效原子序数和康普顿效应衰减系数值比值，所述获取模块在用于根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值时，具体用于：
根据所述第一扫描数据获得第一光谱线性衰减系数值，根据所述第二扫描数据获得第二光谱线性衰减系数值；
根据第一光谱线性衰减系数值、第二光谱线性衰减系数值，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的光谱线性衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的有效原子序数；
根据所述指定物质的有效原子序数，以及所述第一能量值和所述第二能量值对应的康普顿效应衰减系数值比值与有效原子序数的对应关系，获得所述指定物质对应的康普顿效应衰减系数值比值。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述指定等式中还包括物质无关参数，所述物质无关参数包括光电效应衰减系数中的指定参数，所述装置还包括：
校正模块，利用指定的已知物质信息，校正所述指定参数的参数值；
所述确定模块在用于基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度时，具体用于：
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值和校正后的所述指定参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
10.一种电子密度信息获取设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器被配置为：
响应于指定物质的电子密度获取请求，采集所述指定物质的计算机断层扫描中第一能量值对应的第一扫描数据和第二能量值对应的第二扫描数据，所述第二能量值大于所述第一能量值；
根据所述第一扫描数据和所述第二扫描数据，获取所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，所述物质相关参数为求解电子密度的指定等式中的参数；
基于所述指定物质对应的物质相关参数的参数值，确定所述指定物质的电子密度。
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|---|---|---|---|
| CN201710236166.7A CN107019496A (zh) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | 电子密度信息获取方法、装置及设备 |
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