CN110582233A - 用于确定光谱计算机断层摄影扫描协议的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影(CT)扫描器来采集CT图像的方法(500)，以及对应的装置(600)。方法(500)包括以下步骤：定义(510)具有用于采集传统CT图像的扫描限制的传统扫描协议；确定(520)包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议；以及确定(520)第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例，使得传统扫描协议的扫描限制被满足。方法(500)和对应的装置允许对减少光谱扫描模式限制的光谱扫描协议的确定。

Description

用于确定光谱计算机断层摄影扫描协议的方法和设备

技术领域

本发明涉及医学成像领域，并且尤其涉及一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法以及用于采集传统计算机断层摄影图像的对应方法。本发明还涉及对应的光谱扫描协议确定装置和计算机断层摄影系统。然而，本发明不限于在医学成像中的使用，并且可以同样应用于其他领域。

背景技术

双能量或光谱计算机断层摄影(CT)是特殊的成像过程，其中，通常使用至少两个不同的X射线束光谱执行多个CT采集。双能量或光谱CT允许对患者执行能量和/或材料选择性重建，例如通过材料分解获得合成的单色能量图像是可能的。

尽管在评估能力方面具有显著优势，但CT用户经常避免选择光谱扫描并选择传统的CT采集。用户犹豫的主要原因是两种采集模式中的一种较低效地使用X射线管功率，与传统采集相比，这可能对扫描限制产生严重影响，例如采集速度。因此，由于光谱CT采集的扫描模式限制，即使在扫描限制将允许这种光谱采集的情况下，也经常不利用增强的光谱能力，而是采集传统的CT图像。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于确定光谱扫描协议的方法和一种用于采集传统CT图像的方法，所述方法减少了光谱CT采集的扫描模式限制。

根据第一方面，提供了一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法。方法包括以下步骤：定义具有扫描限制的传统扫描协议以用于采集传统CT图像；确定包括第一采集模式的比例和第二采集模式的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议；以及确定所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。

总之，根据本发明的解决方案因此允许对光谱扫描协议(即，引起具有光谱分辨率的计算机断层摄影图像的协议)的确定，而用户不必关注通过首先定义光谱扫描协议所暗示的限制。根据本发明，例如，用户可以利用传统扫描协议的扫描限制来定义传统的扫描协议，即用于采集传统CT图像的扫描协议。考虑到针对传统扫描协议定义的这些扫描限制，根据本发明的方法使用可能的可用净空(headroom)来在第一和第二采集模式当中分配采集。换句话说，根据本发明的方法旨在允许光谱采集而不干扰传统的扫描协议，即符合传统扫描协议的扫描限制。

在本申请的进程中，传统的扫描协议用于指代用于获得传统CT图像的协议，即针对其没有采集光谱信息的CT图像。换句话说，术语“传统”用于明确地将这种协议与针对光谱采集定义的协议区分开。

在这种上下文中，将传统的CT图像称为图像，其是使用实质上相同的X射线光谱(例如，具有实质上相同的X射线管操作参数和/或滤波器设置)从多个角度的X射线投影采集的。这例如也可以表达为使用单个采集模式的图像采集。与此对比，光谱采集优选地依赖于图像采集的至少两个投影的X射线光谱之间的差异。

由此，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议。优选地，使用光谱扫描协议可获得的CT图像显示出类似的图像特性，例如在诸如分辨率、对比度、伪像或信噪比之类的图像质量方面。然而，光谱扫描协议将提供进一步显示光谱分辨率的CT图像，即与传统CT图像相比将被增强。进一步优选地，与传统扫描方案相比，光谱扫描协议将不会引起患者的辐射剂量增加。

优选地，由根据本发明的方法确定的光谱扫描协议依赖于传统扫描协议，所述传统扫描协议由用户以公知和熟悉的方式定义。然后，可以通过本发明的方法确定所确定的光谱扫描协议(即，基于协议的光谱能力的增强)，而不会恶化由用户定义的传统扫描协议，并且无需用户的进一步输入。然后，如前所述，光谱采集的CT图像将优选地得到与使用传统扫描协议将会采集到的图像和图像质量相同的图像和图像质量，另外产生光谱信息。总之，通过根据本发明的方法增加了对用户的光谱采集的吸引力，这是因为通过委托用户仅定义传统扫描协议，实际上减少了光谱扫描模式的限制。

第一采集模式的比例和第二采集模式的比例优选地分别被理解为相对于整个扫描时间的比例。换句话说，该比例可以指单个连续时间部分，即在光谱扫描期间将采集从第一采集模式切换到第二采集模式一次。优选地，扫描模式在扫描期间在第一采集模式和第二采集模式之间多次切换(例如，在快速切换采集中)，然后将该比例定义为第一采集模式与第二采集模式的持续时间的相对持续时间，或者期间相对于总扫描时间分别使用第一和第二采集模式的时间段的总和。在许多情况下，两种定义都将产生相同的比例，而本发明不限于此。

在实施例中，传统扫描协议的扫描限制包括以下各项中的一项或多项：图像质量、信噪比、光子通量、管功率利用率、采集速度以及患者剂量。

应当注意，一些协议或扫描限制是相互依赖的，例如图像质量和信噪比，或者光子通量和管功率利用率。特别是，扫描速度或采集速度已被证明是使用光谱CT采集的限制因素。使用根据本发明的方法，进行光谱采集、同时满足例如扫描或采集速度要求是可能的。应注意，这些扫描限制是示例，并且在其他实施例中，可以定义附加或替代的扫描限制。

在实施例中，第一采集模式和第二采集模式与不同X射线管电压和不同射束过滤中的一个或多个相对应。

优选地，光谱CT成像技术执行快速光谱切换以改变第一采集模式和第二采集模式之间的图像采集的光谱特性。在采集模式之间切换X射线管电压的一个示例在文献中称为kVp切换。切换X射线管电压对X射线束光谱具有直接影响，使得使用不同X射线管电压的两个图像采集携带光谱信息。同样地，第一采集模式和第二采集模式之间的不同射束过滤分别得到两个不同的X射线光谱。应当注意，在一些实施例中，还可以预期多于两种不同的采集模式或者还有提供交替X射线束光谱的另外的形式。

在实施例中，与第一采集模式相比，第二采集模式较低效地使用计算机断层摄影扫描器的X射线管的功率。

例如，关于上面例示的不同采集模式，低X射线管电压将生成较少的X射线通量，从而引起较低的X射线管功率利用率，或者换句话说，引起较低效的功率使用。同样地，与未过滤的使用相比，使用用于过滤X射线束的滤波器将减少X射线通量。虽然在该实施例中，第二采集模式被定义为具有较低效的X射线管功率利用率的两种采集模式中的一种，但选择当然是任意的。通常，第一采集模式和第二采集模式中的一种采集模式将较低效，其在本实施例中仅称为第二采集模式。由于较低效的功率利用率，因此结果可能是(例如，对扫描或采集速度)显著的限制。作为响应，根据本发明的方法通过相应地调整或确定第一和第二采集模式的比例来避免干扰扫描协议限制。

在实施例中，方法还包括以下步骤：确定对于满足传统扫描协议的扫描限制必要的管功率利用率百分比，以及确定第一采集模式的比例和第二采集模式的比例以满足所需要的管功率利用率百分比。

优选地，管功率利用率百分比被定义为有用的X射线能量(即，在检测器处可检测的通量)与X射线管操作的功率的比率。优选地，必要的管功率利用率百分比被确定为最小管功率利用率(即，使用最大管功率)，其为了满足扫描限制而被最低限度地遵守。使用具有将低于该最小确定百分比的百分比的管功率将引起太嘈杂的图像，这是因为没有足够的X射线光子到达检测器。如上所述，两种采集模式中的一种(示例性地为第二采集模式)较低效地使用X射线管功率。然而，如果最大管功率的管功率利用率百分比低于通过纯粹使用第一采集模式获得的管功率利用率百分比，则在使用该第二采集模式(即，具有较低管功率利用率百分比的采集模式)完成采集的比例的情况下仍将实现所需的最小管功率利用率百分比。应当注意，除了管功率利用率，还可以确定其他参数以用于导出扫描协议的净空容量。

在实施例中，方法还包括依据光谱能力来优化第一采集模式的比例和第二采集模式的比例的步骤。

例如，光谱能力可以定义为用于分解组织的能力。例如，所采集图像的信噪比可以作为对光谱能力的指示符，而本发明不限于此。优选地，在该实施例中，因此优化了采集的光谱能力，同时不侵犯传统扫描协议的扫描要求。优选地，依据光谱能力的最佳比例对应于这样的比例：其中，两种采集的总剂量将大致相同。

在实施例中，方法还包括以下步骤：将最佳比例确定为具有最佳光谱能力的第一采集模式的比例和第二采集模式的比例的点，并且在使用最佳比例的光谱扫描协议满足扫描限制的情况下，分别将第一采集模式的比例和第二采集模式的比例确定为最佳比例。

用第一采集模式或第二采集模式二者的采集都将完全不会引起光谱能力。因此明显的是，最大或最佳光谱能力的点必须在这些边界之间的某处。例如，可以通过根据第一采集模式中和第二采集模式中的相对采集时间确定信噪比的最大值来导出最佳光谱能力点。然而，当然也可以预期用于确定具有最佳光谱能力的点的其他替代方案。

在最佳光谱能力点是在不侵犯扫描协议限制的情况下可达到的情况下，(例如，在管功率利用率、扫描时间等方面)引起最佳光谱能力点的比例可以分别直接用作第一采集模式和第二采集模式的比例。因此，在这种情况下，净空足够大以容适光谱采集的附加功率要求。换句话说，通过仅增加管功率以解决(account for)较低效的采集模式，而不进一步影响协议限制，光谱采集是可行的。

在实施例中，方法在使用最佳比例的光谱扫描协议不满足扫描限制的情况下还包括以下步骤：从最佳比例开始增加第一采集模式和第二采集模式中的具有较高的X射线管利用率的采集模式的比例的步骤采集模式，直到满足扫描限制。

在该实施例中，具有最佳光谱能力的点在不影响扫描限制的情况下是不可访问的。因此，在没有例如增加扫描时间的情况下，不能执行具有最佳光谱性能的光谱采集。但是，根据该实施例，不是完全不使用光谱检测，而是确定相应采集模式的比例，以便提供最好光谱能力而不影响传统扫描协议。因此，虽然光谱采集并不完美，但它仍将提供增强传统扫描的有价值信息。

根据另外的方面，提供了一种使用CT扫描器来采集传统CT图像的方法。方法包括以下步骤：根据本发明的第一方面来确定光谱扫描协议，使用所确定的光谱扫描协议来执行光谱采集，以及将光谱采集的数据融合到传统CT图像中。

根据该方法，可以以经典方式使用传统扫描协议来获得传统CT图像。然而，由于通过确定的光谱扫描协议集成的附加光谱采集，光谱信息是另外可用的并且可以用于改进对CT数据的评估。因此，用户稍后可以决定是否使用附加光谱信息以进行评估。然而，在定义扫描协议时，用户只需要像他或她习惯于的那样定义传统的扫描协议。在系统资源允许光谱采集的情况下，即使用户不必特别指定光谱采集，也将光谱地采集数据。根据该方面的方法当然也可以有利地与关于上述第一方面描述的任何实施例组合。

根据另外的方面，提供了一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的装置。该装置包括：传统扫描协议提供单元，其用于定义具有扫描限制的传统扫描协议，传统扫描协议描述对传统计算机断层摄影图像的采集；光谱扫描协议确定单元，其用于确定包括第一采集模式的比例和第二采集模式的比例的光谱扫描协议，其中，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议；以及比例确定单元，其用于确定第一采集模式的比例和第二采集模式的比例，使得满足传统扫描协议的扫描限制。

根据该方面的装置允许基于传统扫描协议的扫描模式限制来确定光谱扫描协议，并且因此与典型的光谱扫描协议定义相比具有减少的扫描模式限制。该装置可以实现与现有技术相比的与根据第一方面的方法相同的改进和优点，并且可以进一步有利地与上面关于第一方面描述的任何实施例组合。

根据另外的方面，提供了一种CT系统。CT系统包括：根据本发明的一方面的用于确定光谱扫描协议的装置；以及CT扫描器，其中，CT扫描器被配置为使用所确定的光谱扫描协议来执行光谱采集并且将光谱采集的数据融合到传统的CT图像中。

该系统允许以传统方式确定传统CT图像，其中，用户定义具有传统扫描模式限制的传统CT扫描。然而，作为本发明的结果，CT扫描器的未使用的容量或资源有利地用于使用光谱采集来增强传统的CT图像。因此，仅需要用户以公知方式定义传统的CT扫描，而根据本发明的系统消除了遵守光谱扫描模式限制的负担。

在另外的方面，提供了一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的计算机程序。该计算机程序包括程序代码单元，其用于当计算机程序在如权利要求10所述的装置上运行时使装置执行如权利要求1所述的方法。

应当理解，如权利要求1所述的用于确定光谱扫描协议的方法、如权利要求9所述的采集传统计算机断层摄影图像的方法、如权利要求10所述的光谱扫描协议确定装置、如权利要求11所述的计算机断层摄影系统以及如权利要求12所述的计算机程序具有类似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任何组合。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得以阐明。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性和示例性地示出了CT扫描系统；

图2示意性和示例性地示出了使用两种采集模式的比例采集的定时；

图3示意性和示例性地示出了指示在两种采集模式中相对采集的比例的典型信噪比的曲线。

图4示意性和示例性地示出了指示在两种采集模式中相对采集的比例的典型管功率利用率的曲线。

图5示意性和示例性地示出了根据本发明的用于确定光谱扫描协议的方法的流程图；并且

图6示意性地和示例性地示出了根据本发明的光谱扫描协议确定装置。

具体实施方式

图1示出了可以与根据本发明的方法和装置一起使用的用于医疗应用和患者检查的CT成像系统100的示例。图1所示的CT成像系统100包括机架(gantry)1，所述机架1能够关于平行于z方向延伸的旋转轴R旋转。例如具有旋转钨阳极的辐射源2(特别是传统的X射线管)被安装在机架1上。X射线管2设置有准直器装置3，所述准直器装置3从由X射线管2产生的辐射中形成成形的辐射束4，例如扇形、圆锥楔形或任何其他预定形状。辐射穿过圆柱形检查区域(成像区域)中的感兴趣区域中的对象(未示出)，例如位于支撑件5上的患者。在已经穿过检查区域之后，X射线束4入射到X射线检测器单元6上，在该实施例中是具有多个检测器单元61的二维光子计数检测器，其安装在机架1上并且将入射的X射线辐射转换成检测信号。

机架1由电动机7以优选恒定但可调节的角速度驱动。提供另外的电动机8以用于移动对象，例如被布置在如图1所示平行于旋转轴线R或z轴方向的检查区域中的患者台(即，支撑件5)上的患者。这些电动机7、8由控制设备9控制，例如使得辐射源2和检查区域5沿螺旋轨迹相对于彼此移动。然而，不移动对象或支撑件5、而是仅旋转X射线源2也是可能的。

当执行实际扫描时，控制设备9向电动机7和8提供相应的命令以定位支撑件5并且使机架1围绕检查区域旋转。对于预定位置，控制设备9向源控制设备10发出操作命令，所述操作命令发起由X射线源2在与预定脉冲宽度相对应的时间段内的辐射束4进行的对应发射。控制设备9可以同时向检测器控制设备11发出相应的命令，所述命令以与X射线源2的发起相比预定的延迟(例如，1-3μsec)发起光子检测器6的操作。此外，检测器控制设备11可以在已经达到与预定脉冲宽度相对应的时间段之后停止光子检测器6的操作，例如检测器6与X射线源2一起停止操作或甚至稍微在X射线源2之前停止操作。

图1所示的CT成像系统100被配置用于光谱图像采集。在下文中，快速光谱切换以改变投影之间的图像采集的光谱特性被描述为光谱图像采集的示例，同样也预期了用于CT应用的光谱图像采集的其他已知示例。

在该示例中，源控制设备10控制X射线源2，或者替代地或另外地，控制准直器设备3以在第一采集模式和第二采集模式之间切换。换句话说，例如，X射线源2的X射线管电压或使用准直器设备3的射束过滤可以在两种采集模式之间切换。在这两种情况下，两种采集中的一个较低效地采用X射线源2的功率。例如，在kVp切换中，低kVp设置将生成较少的X射线通量。为了补偿这种影响并优化光谱分离，可以扩展具有较低kVp设置的采集模式的采集时间，以针对两种设置获得大致相同的总剂量。然而，这限制了有效的总管功率利用率并且可能对扫描速度和其他协议限制产生影响。在滤波器切换方法中，滤波器可能显著减小通量，并且类似于kVp切换，第一和第二采集模式的比例或非等距采集时间可以补偿这些对光谱分离的影响。本发明现在通过调整第一和第二采集模式的相对定时来解决协议限制的方面，以提供尽可能多的光谱分辨率，而不侵犯或影响传统定义的扫描协议。

图2示意性且示例性地示出了使用两种采集模式201、202的比例采集的相对定时。使用第一采集模式201和第二采集模式202的两个连续采集总计达总时间T。多个这些连续采集201、202将得到完整扫描。

时间段t被定义为采集模式201与两个连续采集201和202的持续时间(即T)的比例。如果t＝0，则仅第二采集模式202将用于采集。在t＝T/2或t/T＝0.5时，两种采集模式201、202将均贡献总采集时间的一半。最后，如果t＝T，则仅使用第一采集模式201执行采集。为了完整性，在该示例中，采集模式202的比例可以容易地表示为T-t与T的比例。

在确定t以使得两种采集的总剂量将大致相同(或光谱分离将处于其最大值)的情况下，可能发生对协议限制(例如,扫描速度)的可能的副作用。本发明的一个发现是两种采集模式201、202的比例被不同地确定，即关注扫描限制，使得用户不必调整他或她的传统定义的扫描协议，而是可以使用具有传统扫描模式限制的传统扫描协议,所述传统扫描模式使用光谱增强的采集。

图3示意性和示例性地示出了第一采集模式201相对于第一和第二采集模式201和202的两个连续采集T的比例t上的垂直轴上的图像质量度量(例如，信噪比)的变化。曲线302表示例如绝对信号噪声比，其在T/2以下某处具有最大值312，即第一采集模式201具有低于第二采集模式202的比例。

只要有可能，应在此曲线的峰处进行采集。换句话说，在一些示例中，最大值312将被确定为第一采集模式201和第二采集模式202的最佳比例。此外，图3示出了附加曲线304，其在该示例中涉及在低于最大点312的第一采集模式201的比例的情况下具有最大值314的剂量归一化信噪比。取决于应用，可以使用用于确定第一和第二采集模式201、202之间的最佳比例的一个或另一度量。

作为参考，线306指示使用双层检测器的信噪比，即总是用光谱信息采集扫描的检测器，这意味着不存在需要接通的特殊采集模式，并且对于所有采集以后可以决定是否减少光谱结果。然而，光谱检测器并不总是可访问的，并且使用本发明的光谱采集也可以使用不具有双层或光谱检测器的光谱CT扫描器来执行。

图4示意性和示例性地示出了曲线402，其指示在如图3所示的水平轴上的相同的相对采集时间上垂直轴上的典型管功率利用率的示例性百分比值。在该示例中曲线402是线性绘制的，同时管功率利用率与相对采集时间的偏差依赖性也是可能的。如可以看出的，管功率利用率随着第一采集模式201中的采集的相对比例而增加，即t接近T。在两种采集中信噪比近似相等的情况下，即对于使用第一采集模式201的采集和使用第二采集模式202的采集是相同的，光谱性能通常是最大的。

在组合了图3和图4时，可以看出峰值312或314对应于曲线402上相当低的管功率利用率。换句话说，在分别使用与峰312或314相对应的相对比例进行采集的情况下，由于在这些比例下的管功率利用率较低，因此可能干扰扫描模式限制，例如扫描速度。现在，本发明的关键是确定第一采集模式201和第二采集模式202的比例使得管功率利用率例如符合扫描模式要求。

更具体地，例如在峰值312或314将施加协议限制的情况下，比例将在图3或图4的右侧更多地确定，即具有更高比例的第一采集模式201，使得协议限制被满足。

仅给出一些非限制性示例，如果所需的管功率利用率将仅为15％，则选择峰值312或314将不会对协议造成问题，并且因此由于可用的附加功率容量而可以在不使用与峰值312或314相对应的比例的影响的情况下执行光谱采集。

然而，在协议所需的管功率利用率将为35％的情况下，由于太低的管功率利用率，使用将产生最大图像质量(即，峰值312或314)的比例的采集将是不可能的。参考图4，然而一些光谱扫描是可能的，在该示例中使用t＝T/2或第一和第二采集模式201、202的相等比例。然而，虽然该采集将不提供最佳光谱分离或光谱结果，但是由于使用两种不同的采集模式进行采集，它仍将用附加光谱信息来增强传统图像。同时，始终满足传统扫描协议的协议限制。

图5将示意性和示例性地示出根据本发明的用于确定光谱扫描协议的方法500的流程图。

在第一步骤510中，方法包括定义具有用于采集传统CT图像的扫描限制的传统扫描协议。传统扫描协议是针对其用户尚未激活光谱采集的协议。换句话说，用户熟悉传统扫描协议的定义，并且不必处理光谱扫描模式限制。

在步骤520中，基于传统扫描协议，确定了光谱扫描协议。光谱扫描协议包括第一采集模式201和第二采集模式202的比例，其中，光谱扫描协议类似于传统的扫描协议。

在步骤520中，以特定方式确定第一采集模式201和第二采集模式202的比例，使得满足传统扫描协议的扫描限制。与其中基于所确定的比例来施加扫描或协议限制的先前已知的用于采集光谱扫描协议的方法相反，根据本发明，首先分别确定协议的限制，然后根据第二阶段中提供的扫描限制来确定第一和第二采集模式的比例。这意味着光谱采集不会对用户施加扫描模式限制，因此对于所述用户光谱采集吸引力增加了。

在一个示例中，步骤520可以包括多个子步骤，其将在下面讨论。步骤520在该示例中包括子步骤522至528。首先，在步骤522中，确定了第一采集模式201和第二采集模式202的最佳比例，在所述比例下采集具有最佳光谱能力。在一个示例中，在信噪比对于第一采集模式201和第二采集模式202中的采集相等的情况下，存在最佳光谱能力。

接下来，在步骤524中，决定了最佳比例是否满足步骤510中定义的传统扫描协议的扫描限制。可以通过例如用可能的射束功率利用率百分比来评估协议所需射束功率利用率百分比(其是满足扫描限制所需的)来确定最佳比例是否满足扫描限制，这在使用具有确定的最佳比例的采集的情况下是可能的。

在使用所确定的最佳比例的采集满足传统扫描要求的情况下，在步骤526中，将第一采集模式201和第二采集模式202的比例确定为在步骤522中确定的相应最佳比例。

在步骤522中确定的最佳比例不满足扫描限制的情况下，在步骤528中，它偏离最佳比例，直到满足扫描限制。具体地，在一个示例中，增加第一采集模式201和第二采集模式202中的具有较高X射线管利用率采集模式的比例，直到满足扫描限制。因此，在步骤520之后，示例性地在步骤520的示例性实施例中的步骤528或526之后，分别确定第一采集模式201和第二采集模式202的比例，其在组合时允许满足传统扫描协议的扫描要求的光谱扫描协议。

在一个示例中，作为方法500的结果确定的光谱扫描协议可以用于采集传统CT图像，其中，执行了使用该确定的光谱扫描协议的光谱采集，并且在后面的步骤中，光谱采集的数据融合到传统的CT图像中。另外，例如，增强的光谱分辨数据可以用于对所扫描的组织的进一步评估。

最后，图6示意性和示例性地示出了根据本发明的光谱扫描协议确定装置600。光谱扫描协议确定装置600被配置为例如根据上述方法500确定光谱扫描协议以用于使用CT扫描器(例如，计算机断层摄影系统100的CT扫描器)采集CT图像。装置600包括传统扫描协议提供单元610、光谱扫描协议确定单元620以及比例确定单元630。

装置600可以被整体或部分地实现为处理单元，例如本领域已知的通用处理单元。在一个示例中，装置600可以集成到如图1所示的控制设备9中。传统扫描协议提供单元610、光谱扫描协议确定单元620以及比例确定单元630中的每一个同样可以被实现为处理器形成装置600的部分或者被实现为单独的和分别互连和通信的处理单元。当然，一个、多个或所有元件也可以被实现在分布式计算设备上(例如，服务器上)，并且经由诸如因特网之类的网络进行通信。

传统扫描协议提供单元610被配置为定义具有扫描限制的传统扫描协议，其中，传统扫描协议描述了对传统CT图像的采集。

光谱扫描协议确定单元620被配置为确定光谱扫描协议，所述协议包括如图2所示的第一采集模式201的比例和第二采集模式202的比例，其中，光谱扫描协议类似于传统扫描协议。

最后，比例确定单元630被配置为确定第一采集模式201的比例和第二采集模式202的比例，使得满足传统扫描协议的扫描限制。因此，光谱扫描协议确定装置600允许用户光谱地采集图像，而不必特别担心光谱扫描的扫描模式限制。因此，通过使用光谱扫描协议确定装置600增加了光谱采集的吸引力。

计算机程序可以存储/分布在合适的介质(例如，光学存储介质或固态介质)上，其与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供，但也可以以其他形式分发，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统。

虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、本公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (12)

1.一种用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像的方法，所述方法(500)包括以下步骤：

定义(510)具有扫描限制的传统扫描协议以用于采集传统计算机断层摄影图像，

确定(520)包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议，以及

确定(520)所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传统扫描协议的所述扫描限制包括以下各项中的一项或多项：图像质量、信噪比、光子通量、管功率利用率、采集速度以及患者剂量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一采集模式(201)和所述第二采集模式(202)与不同X射线管电压和不同射束过滤中的一个或多个相对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第一采集模式(201)相比，所述第二采集模式(202)较低效地使用所述计算机断层摄影扫描器的X射线管的功率。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

确定对于满足所述传统扫描协议的所述扫描限制必要的管功率利用率百分比，以及

确定所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例，以满足所需的管功率利用率百分比。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

依据光谱能力来优化所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

将最佳比例确定(522)为具有最佳光谱能力的所述第一采集模式(201)的所述比例和所述第二采集模式(202)的所述比例，以及

在使用所述最佳比例的所述光谱扫描协议满足所述扫描限制的情况下，分别将所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例确定(526)为所述最佳比例。

8.根据权利要求7所述的方法，在使用所述最佳比例的所述光谱扫描协议不满足所述扫描限制的情况下，还包括以下步骤：

从所述最佳比例开始，增加(528)所述第一采集模式(201)和所述第二采集模式(202)中具有较高的X射线管利用率的采集模式的比例，直到所述扫描限制被满足。

9.一种使用计算机断层摄影扫描器来采集传统计算机断层摄影图像的方法，所述方法包括以下步骤：

根据权利要求1至8中的一项来确定(500)光谱扫描协议，

使用所确定的光谱扫描协议来执行光谱采集，

将光谱采集的数据融合到传统计算机断层摄影图像中。

10.一种光谱扫描协议确定装置，其用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像，所述装置(600)包括：

传统扫描协议提供单元(610)，其用于定义具有扫描限制的传统扫描协议，所述传统扫描协议描述对传统计算机断层摄影图像的采集，

光谱扫描协议确定单元(620)，其用于确定包括第一采集模式(201)的比例和第二采集模式(202)的比例的光谱扫描协议，其中，所述光谱扫描协议类似于所述传统扫描协议，以及

比例确定单元(630)，其用于确定所述第一采集模式的所述比例和所述第二采集模式的所述比例，使得所述传统扫描协议的所述扫描限制被满足。

11.一种计算机断层摄影系统(100)，包括：

根据权利要求10所述的用于确定光谱扫描协议的装置(600)，以及

计算机断层摄影扫描器，其中，所述计算机断层摄影扫描器被配置为使用所确定的光谱扫描协议来执行光谱采集并且将光谱采集的数据融合到传统计算机断层摄影图像中。

12.一种计算机程序，其用于确定光谱扫描协议以用于使用计算机断层摄影扫描器来采集计算机断层摄影图像，所述计算机程序包括用于当所述计算机程序在根据权利要求10所述的装置(600)上运行时使所述装置(600)执行根据权利要求1所述的方法(500)的程序代码单元。