CN111956248A - 一种x射线成像方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种X射线成像方法、装置、设备及存储介质。该方法应用于X射线成像设备，该设备包括面阵光源，该面阵光源包括多个光源，该方法包括：控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像。本发明实施例的技术方案，通过控制面阵光源对乳房进行扫描后重建出的未存在运动伪影、同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，达到了从乳房中精准检测出感兴趣区的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及X射线成像技术领域，尤其涉及一种X射线成像方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
乳房X射线摄影是乳房检查中常用的影像学检查手段，例如全数字化乳房摄影(Full-Field Digital Mammography，FFDM)将乳房实体投照在二维影像上。
但是，正常的尤其是致密性的乳房在二维影像上存在组织重叠，其可能会遮挡住隐藏的感兴趣区而造成假阴性的误判，或将一些重叠伪影误判为假阳性，乳房中感兴趣区的检测精度较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种X射线成像方法、装置、设备及存储介质，解决了乳房中感兴趣区的检测精度较低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种X射线成像方法，该方法应用于X射线成像设备，该X射线成像设备包括面阵光源，该面阵光源包括多个光源，该方法可以包括：
控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，其中，预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
第二方面，本发明实施例还提供了一种X射线成像装置，该装置配置于X射线成像设备，该X射线成像设备包括面阵光源，该面阵光源包括多个光源，该装置包括：
数据获得模块，用于控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；
影像重建模块，用于基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，其中，预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
第三方面，本发明实施例还提供了一种X射线成像设备，该设备可以包括：
面阵光源，该面阵光源包括多个光源；
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的X射线成像方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的X射线成像方法。
本发明实施例的技术方案，控制面阵光源中的多个光源在不同能量射线下或是造影前后对受检者上的乳房进行扫描，通过缩短整体的扫描时间分别得到了未存在运动伪影的第一投影数据和第二投影数据；由于第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据，对第一投影数据和第二投影数据进行重建可以得到同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，而从该DBT影像中可以精准检测出乳房中的感兴趣区。上述技术方案，通过控制面阵光源中的多个光源对乳房进行扫描后重建出的未包含运动伪影、同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，达到了从乳房中精准检测出感兴趣区的效果。
附图说明
图1a是本发明实施例中的面阵光源的示意图；
图1b是本发明实施例中的X射线成像设备的应用示意图；
图2是本发明实施例一中的一种X射线成像方法的流程图；
图3是本发明实施例二中的一种X射线成像方法的流程图；
图4是本发明实施例三中的一种X射线成像方法的流程图；
图5是本发明实施例四中的一种X射线成像装置的结构框图；
图6是本发明实施例五中的一种X射线成像设备的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在介绍本发明实施例之前，先对本发明实施例的应用场景进行示例性说明：
首先，为了提高乳房中感兴趣区的检测精度，可选的成像技术包括乳房断层摄影(TDigital Breast Tomosynthesis，DBT)以及对比增强乳房成像(Contrast EnhancementDigital Mammography，CEDM)，其中，DBT也可称为数值化乳房断层摄影。
其中，DBT通过一定角度范围进行投影，并对投影数据进行重建以将二维影像转换为三维影像，其通过减少乳房在影像中的重叠区域改善了感兴趣区和边缘的可视性，由此展现出乳房不同深度位置的结构信息，有效提高了乳房中感性兴趣的检测精度和定位精度。
在感兴趣区是乳房肿瘤时，其恶性程度与新生血管的密度有关，这在CEDM中表现为强化信息。强化信息依赖于乳房肿瘤对碘(一种对比剂)的摄取量，由于恶性肿瘤常伴有新生血管，在新生血管丰富或是渗透性高时，碘的摄取量较高，强化明显。因此，通过强化信息可以实现乳房肿瘤的高精度检测。
相较于FFDM，虽然DBT和CEDM在乳房成像方面均有所改进，但是，DBT缺乏强化信息且CEDM缺乏形态学信息，现有的X射线成像技术在乳房成像方面依然有待进一步改进。
在此基础上，本发明实施例将DBT和CEDM结合起来，得到能够同时提供强化信息和形态学信息的对比增强数值化乳房断层摄影(Contrast Enhancement TDigital BreastTomosynthesis，CE-DBT)技术，以使CE-DBT的成像效果和磁共振动态增强扫描(ContrastEnhancement Magnetic Resonance Imaging，CE-MRI)的成像效果相一致。
其次，针对X射线成像技术中的X射线球管，传统的X射线球管多采用热阴极的单光源，其通过进行旋转运动完成DBT。但是，一方面，为了能够进行多视角的X射线扫描，将X射线球管固定在旋转机架上做弧线运动进行X射线扫描，即边运动边扫描，这相当于拉长了X射线球管的有效焦点且降低了X射线成像设备的空间分辨率，因此X射线球管的运动速度不能太快；另一方面，X射线球管从一个扫描位置运动到下一个扫描位置也是需要一定的时间间隔。由上可知，X射线球管的整体扫描时间较长，这意味着在投影数据的采集过程中很容易产生运动伪影，这对影像质量造成了较大影响。
在此基础上，本发明实施例提出了基于采用场致发射曝光方式的面阵光源进行X射线成像的技术方案，相对于传统的热电子阴极，面阵光源中的场致发射阴极又称为冷阴极。即，场致发射X射线源采用冷阴极作为电子源，其通过场致电子发射的方式产生电子束。在外加强电场的作用下，场发射阴极材料的表面势垒被抑制，其表面势垒的高度降低且宽度变窄，这致使冷阴极内部的大量电子在无需另外增加能量的情况下，仅利用量子隧道效应就可穿透表面势垒而逸出，在真空中形成场致电子发射，这可以缩短整体的扫描时间且减少X射线成像设备的散热开销。具体的，面阵光源由至少两个光源(即，X射线源)构成，各光源可以呈面状(如矩阵)排列，示例性的，如图1a所示，每一个圆圈分别代表一个光源，该面阵光源包括25个排成五行五列的光源，每行包括5个光源且每列包括5个光源。另外，面阵光源可以设置为多种形状的阵列，如圆形阵列、方形阵列、三角形阵列等等。
再次，本发明实施例所述的X射线成像方法可以应用于X射线成像设备中，该X射线成像设备可以包括面阵光源和探测器，其中，探测器可以接收来自于面阵光源中一个或多个光源的光子以采集到投影数据。在此基础上，该X射线成像设备还可以包括控制器，示例性的，如图1b所示，该控制器可以用于控制面阵光源100中一个或多个光源(如100-1、100-2……100-N)对乳房进行扫描，例如，控制器可以根据乳房的信息控制面阵光源100中拟进行曝光的光源的位置和/或个数，还可以控制一个或多个光源同时进行曝光等等。
实施例一
图2是本发明实施例一中提供的一种X射线成像方法的流程图。本实施例可适用于X射线成像的情况，尤其适用于基于面阵光源对乳房进行X射线成像以得到同时包含形态学信息和强化信息的影像的情况。该方法可以由本发明实施例提供的X射线成像装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在X射线成像设备上，该设备可以包括面阵光源，该面阵光源可以包括多个光源。
参见图2，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：
S110、控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据。
其中，在控制多个光源对受检者上的乳房进行扫描前，可以给受检者摆位、压迫乳房且将面阵光源调整至合适位置。控制多个光源对乳房进行扫描，该扫描过程可以是逐次扫描过程，如逐次控制多个光源中的每个光源对乳房进行扫描，再如逐次控制多个光源中的每组光源对乳房进行扫描，该每组光源中光源的数量可以是至少一个，由此获得在不同能量射线下分别扫描得到的第一投影数据和第二投影数据，该第一投影数据可以是对某能量射线下的多次扫描结果进行融合后的投影数据，且该第二投影数据可以是对另一能量射线下的多次扫描结果进行融合后的投影数据；或是，由此获得在给受检者注射造影剂前后分别扫描得到的第一投影数据以及第二投影数据，该第一投影数据和该第二投影数据也可以是对相应的投影数据进行融合后的结果，在此不再赘述。需要说明的是，乳房可以包括乳腺、皮肤区域、结缔组织区域、腺体组织区域等等。
示例性的，在不同能量射线下分别扫描获得的第一投影数据和第二投影数据的获得过程可以是：为受检者注射造影剂，将面阵光源的管电压和/或靶/滤过组合设置为第一模式，控制面阵光源在第一模式下对乳房进行扫描以获得第一投影数据；将面阵光源的管电压和/或靶/滤过组合设置为第二模式，控制面阵光源在第二模式下对乳房进行扫描以获得第二投影数据，其中，第一模式是高能模式且第二模式是低能模式、或者第一模式是低能模式且第二模式是高能模式，等等，在此未做具体限定。
示例性的，在造影前后分别扫描获得的第一投影数据和第二投影数据的获得过程可以是：将面阵光源的管电压和/或靶/滤过组合设置为目标数值，控制面阵光源在目标数值下对乳房进行扫描以获得第一投影数据，该第一投影数据是造影前的投影数据；为受检者注射造影剂，控制面阵光源在目标数值下对乳房进行扫描以获得第二投影数据，该第二投影数据是造影后的投影数据。当然，也可以先为受检者注射造影剂，控制面阵光源在目标数值下对乳房进行扫描以获得第一投影数据，该第一投影数据是造影后的投影数据；待造影剂从受检者身上排除后，控制面阵光源在目标数值下对乳房进行扫描以获得第二投影数据，该第二投影数据是造影前的投影数据。等等，在此未做具体限定。
S120、基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，其中，预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
其中，在第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下分别扫描获得的投影数据时，可以基于预设能量剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影(DBT)影像，这一重建过程可以基于滤波反投影(Filtered Back-Projection,FBP)算法、迭代重建算法等等实现，在此未做具体限定。具体的，例如，若第一投影数据和第二投影数据是在造影前后分别扫描获得的投影数据，则根据第一投影数据和第二投影数据可以重建出同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像。再例如，若第一投影数据对应的能量射线的能量低于第二投影数据对应的能量射线的能量，则根据第一投影数据可以重建出同时包含强化信息和形态学信息的DBT影像，且根据第一投影数据和第二投影数据可以重建出强化信息更加突出的DBT影像。当然，也可以根据第二投影数据重建出同时包含强化信息和形态学信息的DBT影像，等等。
本发明实施例的技术方案，控制面阵光源中的多个光源在不同能量射线下或是造影前后对受检者上的乳房进行扫描，通过缩短整体的扫描时间分别得到了未存在运动伪影的第一投影数据和第二投影数据；由于第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据，对第一投影数据和第二投影数据进行重建可以得到同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，而从该DBT影像中可以精准检测出乳房中的感兴趣区。上述技术方案，通过控制面阵光源中的多个光源对乳房进行扫描后重建出的未包含运动伪影、同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，达到了从乳房中精准检测出感兴趣区的效果。
实施例二
图3是本发明实施例二中提供的一种X射线成像方法的流程图。本实施例以上述各技术方案为基础进行优化。本实施例中，可选的，控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，具体可以包括：控制多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，控制多个光源基于第二能量射线对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据；相应的，基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，具体可包括：基于预设能量剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像。其中，与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
参见图3，本实施例的方法具体可以包括如下步骤：
S210、控制多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源基于第二能量射线对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据。其中，第一能量射线和第二能量射线的放线过程可以同时并行执行或是先后串行执行，在此未做具体限定。
需要说明的是，面阵光源发射射线的实现方式有多种，可选的，面阵光源的一个或多个光源放射第一能量射线，探测器采集第一投影数据；探测器采集完成后，其它光源继续放射第一能量射线，探测器继续采集第一投影数据，直至第一能量射线所需要的第一投影数据全部采集完成；面阵光源的一个或多个光源放射第二能量射线，探测器采集第二投影数据；探测器采集完成后，其它光源继续放射第二能量射线，探测器继续采集第二投影数据，直至第二能量射线所需要的第二投影数据全部采集完成。
可选的，面阵光源的一个或多个光源放射第一能量射线，探测器采集第一投影数据；探测器采集完成后，上述一个或多个光源放射第二能量射线，探测器采集第二投影数据；其它光源继续放射第一能量射线，探测器继续采集第一投影数据；探测器采集完成后，上述其它光源放射第二能量射线，探测器继续采集第二投影数据，直至第一能量射线所需要的第一投影数据和第二能量射线所需要的第二投影数据全部采集完成。
再可选的，面阵光源中的一部分光源能够发射第一能量射线且另一部分光源能够发射第二能量射线，在此基础上，面阵光源中的一个或多个光源发射X射线，探测器采集投影数据，并在采集过程确定哪些投影数据来源于第一能量射线且哪些投影数据来源于第二能量射线；探测器采集完成后，其它光源继续发射X射线，探测器继续采集投影数据，直至第一能量射线所需要的第一投影数据和第二能量射线所需要的第二投影数据全部采集完成。
S220、基于预设能量剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像。
其中，第一DBT影像可以是根据第一投影数据重建得到，也可以是根据第二投影数据重建得到，等等，在此未做具体限定，此时的第一DBT影像中可以同时包含强化信息和形态学信息。第二DBT影像可以是根据第一投影数据和第二投影数据共同重建得到，如根据第一投影数据和第二投影数据得到对比剂数据，再对该对比剂数据进行重建，得到乳房的第二DBT影像，该对比剂数据可以是将第一投影数据的对数加权结果和第二投影数据的对数加权结果进行减法运算后得到的；还可以是先根据第一投影数据重建出第一DBT影像且根据第二投影数据重建出第三DBT影像，再从第一DBT影像和第三DBT影像中提取出具有强化信息的第二DBT影像；等等，在此未做具体限定，此时的第二DBT影像可以更加突出强化信息的显示。
本发明实施例的技术方案，通过控制多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源基于第二能量射线对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，由此，基于预设能量剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，可以分别重建出乳房的同时具有形态学信息和强化信息的第一DBT影像和具有显示效果更加突出的强化信息的第二DBT影像，以便根据这两个DBT影像达到了乳房中感兴趣区的精准检测的效果。
一种可选的技术方案，第一投影数据的获得过程可以是：控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源；重复执行控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源的步骤，直至多个光源中未存在下一光源；对各扫描结果进行融合，获得第一投影数据。在此基础上，第一DBT影像和第二DBT影像的重建过程可以是：根据第一投影数据和第二投影数据得到对比剂数据，对该对比剂数据进行重建，得到乳房的第二DBT影像；若第一能量射线的能量低于第二能量射线的能量，则对第一投影数据进行重建，得到乳房的第一DBT影像。
需要说明的是，当前光源的数量可以是一个、两个或是多个，在当前光源的数量是至少两个时，该至少两个当前光源的放线顺序可以是同时并行执行或先后串行执行，例如，在至少两个当前光源在探测器上的成像区域不重叠时，它们可以同时并行执行，由此加快了扫描速度；下一光源可以是根据预设筛选策略从面阵光源的各光源中筛选的光源，例如，下一光源可以是当前光源的四邻域内的光源、与当前光源位于同一行的光源、与当前光源位于同一列的光源、与当前光源相邻的光源、与当前光源间隔预设距离的光源等等，且下一光源的数量和当前光源的数量可以相同也可以不同；面阵光源中未存在下一光源意味着面阵光源中不再存在满足预设筛选策略的且未发射X射线的光源，即第一能量射线所需要的第一投影数据全部采集完成。当然，第二投影数据和第一投影数据的采集过程类似，在此不再赘述。需要说明的是，分属第一能量射线中的当前光源和分属第二能量射线中的当前光源的放线顺序可以是先后串行执行或是同时并行执行。当然，在它们同时并行放线时，不同的当前光源在探测器上的成像区域不能重叠。
为了更好地理解上述技术方案的具体实现过程，下面结合具体示例，对本实施例的X射线成像方法进行示例性的说明。为受检者注射造影剂，给受检者摆位、压迫乳房，调整面阵光源至合适位置；将管电压和靶/滤过组合设置为低能模式；面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集第一投影数据，采集完成后，其它光源继续放线，探测器继续采集第一投影数据，直至高能射线所需要的第一投影数据全部采集完成；将管电压和靶/滤过组合设置为高能模式；面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集第二投影数据，采集完成后，其它光源继续放线，探测器继续采集第二投影数据，直至高能射线所需要的第二投影数据数据全部采集完成；将第二投影数据和第一投影数据进行对数加权相减运算，得到对比剂数据，并对该对比剂数据进行重建得到第二DBT影像；对第一投影数据进行重建得到第一DBT影像。上述技术方案认为面阵光源中光源的数量有限，每个光源既要进行高能放线又要进行低能放线。
一种可选的技术方案，第一投影数据和第二投影数据的获得过程可以是：在控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制当前光源基于第二能量射线对乳房进行再次扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源；重复执行在控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制当前光源基于第二能量射线对乳房进行再次扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源的步骤，直至多个光源中未存在下一光源；对第一能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；对第二能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第二投影数据。在此基础上，第一DBT影像和第二DBT影像的重建过程可以是：根据第一投影数据和第二投影数据得到对比剂数据，对该对比剂数据进行重建，得到乳房的第二DBT影像；若第一能量射线的能量低于第二能量射线的能量，则对第一投影数据进行重建，得到乳房的第一DBT影像。
为了更好地理解上述技术方案的具体实现过程，下面结合具体示例，对本实施例的X射线成像方法进行示例性的说明。示例性的，1)为受检者注射造影剂，给受检者摆位、压迫乳房，调整面阵光源至合适位置；2)将管电压和靶/滤过组合设置为低能模式；3)面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集第一投影数据；4)将管电压和靶/滤过组合设置为高能模式；5)面阵光源中与第3)步相同的光源光源放线，探测器采集第二投影数据；6)激发其它光源，重复第2)步-第5)步，直到高能射线和低能射线所需要的投影数据全部采集完成；7)将第二投影数据和第一投影数据进行对数加权相减运算，得到对比剂数据，并对该对比剂数据进行重建得到第二DBT影像；8)对第一投影数据进行重建得到第一DBT影像。其中，第7)步和第2)步-第5)步可以并行执行，由此再次缩短整体的扫描时间。上述技术方案认为面阵光源中光源的数量有限，每个光源既要进行高能放线又要进行低能放线。
一种可选的技术方案，若多个光源包括用于发射第一能量射线的第一光源和用于发射第二能量射线的第二光源，第一投影数据和第二投影数据的获得过程可以是；控制第一光源中的当前第一光源和第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将当前第一光源的下一第一光源更新为当前第一光源且将当前第二光源的下一第二光源更新为当前第二光源；重复执行控制第一光源中的当前第一光源和第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将当前第一光源的下一第一光源更新为当前第一光源且将当前第二光源的下一第二光源更新为当前第二光源的步骤，直至第一光源中未存在下一第一光源或是第二光源中未存在下一第二光源；对第一光源下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；对第二光源下的各次扫描结果进行融合，获得第二投影数据。
需要说明的是，当前第一光源的数量可以是一个、两个或是多个；下一第一光源可以是根据预设筛选策略从面阵光源的各第一光源中筛选的光源，例如，下一第一光源可以是当前第一光源的四邻域内的光源、可以是与当前第一光源位于同一行的光源、可以是与当前第一光源位于同一列的光源等等，且下一第一光源的数量和当前第一光源的数量可以相同也可以不同；面阵光源中未存在下一第一光源意味着面阵光源中不再存在满足预设筛选策略的且未发射第一能量射线的光源，即第一能量射线所需要的第一投影数据全部采集完成。当然，当前第二光源和下一第二光源的含义类似，在此不再赘述。另外，当前第一光源和当前第二光源的放线顺序可以是先后串行执行或是同时并行执行。当然，在它们同时并行放线时，不同的当前光源在探测器上的成像区域不能重叠。
在此基础上，第一DBT影像和第二DBT影像的重建过程可以是：根据第一投影数据重建出第一DBT影像，且根据第二投影数据重建出第三DBT影像；根据第一DBT影像和第三DBT影像，得到第二DBT影像。需要说明的是，第二DBT影像是根据第一DBT影像和第三DBT影像计算得到的，不再是根据第一投影数据和第二投影数据重建得到的，这是因为上述采集方式致使第一投影数据和第二投影数据不能直接进行减法运算，二者间存在位置偏差。
为了更好地理解上述技术方案的具体实现过程，下面结合具体示例，对本实施例的X射线成像方法进行示例性的说明。示例性的，为受检者注射造影剂，给受检者摆位、压迫乳房，调整面阵光源至合适位置；将面阵光源中的一部分光源的管电压和靶/滤过组合设置为低能模式，且将面阵光源中的另一部分光源的管电压和靶/滤过组合设置为高能模式；面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集投影数据、且在采集过程中标记哪些投影数据来源于高能射线且哪些投影数据来源于低能射线，其中，这一标记实现过程可以是，在多个光源同时放线时，每个光源在探测器上的成像区域不重叠，可以通过预先设定的光源和探测器的几何关系，分割出哪个成像区域对应哪个光源，并根据分割结果得到一一对应关系，且该对应关系几何相关，其不受限于光源的能量；采集完成后，其它光源继续放线，探测器继续采集投影数据，直至高能射线和低能射线需要的投影数据全部采集完成；对第一投影数据(即来源于低能射线的投影数据)和第二投影数据(即来源于高能射线的投影数据)分别进行重建，并从两个重建结果中提取出强化信息。上述技术方案认为面阵光源中的光源足够多，可以一部分光源用来进行高能放线且另一部分光源用来进行低能放线。
实施例三
图4是本发明实施例三中提供的一种X射线成像方法的流程图。本实施例以上述各技术方案为基础进行优化。在本实施例中，可选的，控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，具体可包括：控制多个光源对未注射造影剂的受检者上的乳房进行扫描，获得第一投影数据，并控制多个光源对已注射造影剂的受检者上的乳房进行再次扫描，获得第二投影数据；相应的，基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，具体可包括：根据第一投影数据和第二投影数据得到造影剂数据，对造影剂数据进行重建，得到乳房的乳房断层摄影影像。其中，与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
参见图4，本实施例的方法具体可以包括如下步骤：
S310、控制多个光源对未注射造影剂的受检者上的乳房进行扫描，获得第一投影数据，并控制多个光源对已注射造影剂的受检者上的乳房进行再次扫描，获得第二投影数据。
其中，第一投影数据和第二投影数据的获取顺序可以是第一投影数据在先且第二投影数据在后，即在为受检者注射造影剂前，控制面阵光源对受检者上的乳房进行扫描以获得第一投影数据，并在为受检者注射造影剂后，控制面阵光源对受检者上的乳房进行扫描以获得第二投影数据；也可以是第一投影数据在后且第二投影数据在前，即在为受检者注射造影剂后，控制面阵光源对受检者上的乳房进行扫描以获得第二投影数据，并在造影剂从受检者身上排除后，控制面阵光源对受检者上的乳房进行扫描以获得第一投影数据。
S320、根据第一投影数据和第二投影数据得到造影剂数据，对造影剂数据进行重建，得到乳房的乳房断层摄影影像。
其中，在第一投影数据和第二投影数据是在造影前后分别扫描获得的投影数据时，可以基于预设时间剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的DBT影像，如将第一投影数据和第二投影数据进行对数相减运算得到造影剂数据，并对该造影剂数据进行重建得到DBT影像，此时的DBT影像是包含强化信息的影像。在此基础上，可选的，还可以对第一投影数据进行重建得到DBT影像，此时的DBT影像是同时包含强化信息和形态学信息的影像。
本发明实施例的技术方案，通过控制多个光源在造影前后对受检者的乳房进行扫描以分别获得融合后的第一投影数据和融合后的第二投影数据，在根据第一投影数据和第二投影数据得到造影剂数据，可以对该造影剂数据进行重建得到包含强化信息的DBT影像，以便根据该DBT影像达到了乳房中感兴趣区的精准检测的效果。
为了更好地理解上述技术方案的具体实现过程，下面结合具体示例，对本实施例的X射线成像方法进行示例性的说明。示例性的，为受检者注射造影剂，给受检者摆位、压迫乳房，调整面阵光源至合适位置；将面阵光源的管电压和靶/滤过组合设到目标数值；控制面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集第一投影数据，采集完成后，其它光源继续放线，探测器继续采集第一投影数据，直至造影前所需的第一投影数据全部采集完成；为受检者注射造影剂；控制面阵光源的一个或多个光源放线，探测器采集第二投影数据，采集完成后，其它光源继续放线，探测器继续采集第二投影数据，直至造影后所需的第二投影数据全部采集完成；对第一投影数据的对数结果和第二投影数据的对数结果进行减法运算得到造影剂数据，并对该造影剂数据进行重建得到DBT影像。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的X射线成像装置的结构框图，该装置配置于X射线成像设备中，其可用于执行上述任意实施例所提供的X射线成像方法。该装置与上述各实施例的X射线成像方法属于同一个发明构思，在X射线成像装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述X射线成像方法的实施例。参见图5，该装置可以配置于X射线成像设备，X射线成像设备包括面阵光源，该面阵光源可以包括多个光源，该装置具体可包括：数据获得模块410和影像重建模块420。
其中，数据获得模块410，用于控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；
影像重建模块420，用于基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，其中，预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
可选的，数据获得模块410，具体可以包括：
数据获得子模块，用于控制多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源基于第二能量射线对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据；
相应的，影像重建模块420，具体可以包括：
影像重建子模块，用于基于预设能量剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像。
可选的，数据获得子模块，具体可以包括：
第一数据获得单元，用于控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源；重复执行控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源的步骤，直至多个光源中未存在下一光源；对各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据。
可选的，数据获得子模块，具体可以包括：
第二数据获得单元，用于在控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制当前光源基于第二能量射线对乳房进行再次扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源；重复执行在控制多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制当前光源基于第二能量射线对乳房进行再次扫描，并将当前光源的下一光源更新为当前光源的步骤，直至多个光源中未存在下一光源；对第一能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；对第二能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第二投影数据。
可选的，影像重建子模块，具体可以包括：
影像重建单元，用于根据第一投影数据和第二投影数据得到对比剂数据，对对比剂数据进行重建，得到乳房的第二乳房断层摄影影像；
若第一能量射线的能量低于第二能量射线的能量，则对第一投影数据进行重建，得到乳房的第一乳房断层摄影影像。
可选的，多个光源包括用于发射第一能量射线的第一光源和用于发射第二能量射线的第二光源，数据获得子模块，具体可以用于：
控制第一光源中的当前第一光源和第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将当前第一光源的下一第一光源更新为当前第一光源且将当前第二光源的下一第二光源更新为当前第二光源；重复执行控制第一光源中的当前第一光源和第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将当前第一光源的下一第一光源更新为当前第一光源且将当前第二光源的下一第二光源更新为当前第二光源的步骤，直至第一光源中未存在下一第一光源或是第二光源中未存在下一第二光源；对第一光源下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；对第二光源下的各扫描结果进行融合，获得第二投影数据；
相应的，影像重建子模块，具体可以用于：
根据第一投影数据重建出第一乳房断层摄影影像，且根据第二投影数据重建出第三乳房断层摄影影像；根据第一乳房断层摄影影像以及第三乳房断层摄影影像，得到第二乳房断层摄影影像。
可选的，数据获得模块410，具体可以用于：控制多个光源对未注射造影剂的受检者上的乳房进行扫描，获得第一投影数据，并控制多个光源对已注射造影剂的受检者上的乳房进行再次扫描，获得第二投影数据；
相应的，影像重建模块420，具体可用于：根据第一投影数据和第二投影数据得到造影剂数据，对造影剂数据进行重建，得到乳房的乳房断层摄影影像。
本发明实施例四提供的X射线成像装置，通过数据获得模块控制面阵光源中的多个光源在不同能量射线下或是造影前后对受检者上的乳房进行扫描，通过缩短整体的扫描时间分别得到了未存在运动伪影的第一投影数据以及第二投影数据；由于第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或造影前后分别扫描获得的投影数据，影像重建模块对第一投影数据和第二投影数据进行重建可以得到同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，而从该DBT影像中可以精准检测出乳房中的感兴趣区。上述装置，通过控制面阵光源中的多个光源对乳房进行扫描后重建出的未包含运动伪影、同时包含形态学信息和强化信息的DBT影像，达到了从乳房中精准检测出感兴趣区的效果。
本发明实施例所提供的X射线成像装置可执行本发明任意实施例所提供的X射线成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述X射线成像装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例五
图6为本发明实施例五提供的一种X射线成像设备的结构示意图，该X射线成像设备可以是任意的能够发射和探测X射线的设备，如CT、DR、X射线机等等。如图6所示，该设备包括存储器510、处理器520、输入装置530和输出装置540。设备中的处理器520的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器520为例；设备中的存储器510、处理器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其它方式连接，图6中以通过总线550连接为例。
存储器510作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的X射线成像方法对应的程序指令/模块(例如，X射线成像装置中的数据获得模块410和影像重建模块420)。处理器520通过运行存储在存储器510中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的X射线成像方法。
存储器510可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器510可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器510可进一步包括相对于处理器520远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
实施例六
本发明实施例六提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种X射线成像方法，该方法可应用于X射线成像设备，该设备包括面阵光源，该面阵光源包括多个光源，该方法可以包括：
控制多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制多个光源对乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，第一投影数据和第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；
基于预设剪影策略，根据第一投影数据和第二投影数据，重建出乳房的乳房断层摄影影像，预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的X射线成像方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。依据这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种X射线成像方法，其特征在于，应用于X射线成像设备，所述X射线成像设备包括面阵光源，所述面阵光源包括多个光源，所述方法包括：
控制所述多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，所述第一投影数据和所述第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；
基于预设剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的乳房断层摄影影像，其中，所述预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，包括：
控制所述多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源基于第二能量射线对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据；
相应的，所述基于预设剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的乳房断层摄影影像，包括：
基于预设能量剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据包括：
控制所述多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将所述当前光源的下一光源更新为所述当前光源；
重复执行所述控制所述多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描，并将所述当前光源的下一光源更新为所述当前光源的步骤，直至所述多个光源中未存在所述下一光源；
对各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源基于第二能量射线对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，包括：
在控制所述多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制所述当前光源基于第二能量射线对所述乳房进行再次扫描，并将所述当前光源的下一光源更新为所述当前光源；
重复执行所述在控制所述多个光源中的当前光源基于第一能量射线对受检者上的乳房进行扫描之后，控制所述当前光源基于第二能量射线对所述乳房进行再次扫描，并将所述当前光源的下一光源更新为所述当前光源的步骤，直至所述多个光源中未存在所述下一光源；
对所述第一能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；
对所述第二能量射线下的各次扫描结果进行融合，获得第二投影数据。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基于预设能量剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像，包括：
根据所述第一投影数据和所述第二投影数据得到对比剂数据，对所述对比剂数据进行重建，得到所述乳房的第二乳房断层摄影影像；
若所述第一能量射线的能量低于所述第二能量射线的能量，则对所述第一投影数据进行重建，得到所述乳房的第一乳房断层摄影影像。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个光源包括用于发射第一能量射线的第一光源和用于发射第二能量射线的第二光源；
所述控制所述多个光源基于第一能量射线对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源基于第二能量射线对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，包括；
控制所述第一光源中的当前第一光源和所述第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将所述当前第一光源的下一第一光源更新为所述当前第一光源且将所述当前第二光源的下一第二光源更新为所述当前第二光源；
重复执行所述控制所述第一光源中的当前第一光源和所述第二光源中的当前第二光源对受检者上的乳房进行扫描，并将所述当前第一光源的下一第一光源更新为所述当前第一光源且将所述当前第二光源的下一第二光源更新为所述当前第二光源的步骤，直至所述第一光源中未存在所述下一第一光源或是所述第二光源中未存在所述下一第二光源；
对所述第一光源下的各次扫描结果进行融合，获得第一投影数据；
对所述第二光源下的各次扫描结果进行融合，获得第二投影数据；
相应的，所述第一能量射线的能量低于所述第二能量射线的能量，所述基于预设能量剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的第一乳房断层摄影影像和第二乳房断层摄影影像，包括：
根据所述第一投影数据重建出第一乳房断层摄影影像，且根据所述第二投影数据重建出第三乳房断层摄影影像；
根据所述第一乳房断层摄影影像以及所述第三乳房断层摄影影像，得到第二乳房断层摄影影像。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，包括：
控制所述多个光源对未注射造影剂的受检者上的乳房进行扫描，获得第一投影数据，并控制所述多个光源对已注射所述造影剂的所述受检者上的所述乳房进行再次扫描，获得第二投影数据；
所述基于预设剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的乳房断层摄影影像，包括：
根据所述第一投影数据和所述第二投影数据得到造影剂数据，对所述造影剂数据进行重建，得到所述乳房的乳房断层摄影影像。
8.一种X射线成像装置，其特征在于，配置于X射线成像设备，所述X射线成像设备包括面阵光源，所述面阵光源包括多个光源，所述装置包括：
数据获得模块，用于控制所述多个光源对受检者的乳房进行扫描以获得融合后的第一投影数据，并控制所述多个光源对所述乳房进行扫描以获得融合后的第二投影数据，其中，所述第一投影数据和所述第二投影数据是在不同能量射线下或是造影前后分别扫描获得的投影数据；
影像重建模块，用于基于预设剪影策略，根据所述第一投影数据和所述第二投影数据，重建出所述乳房的乳房断层摄影影像，其中，所述预设剪影策略包括预设能量剪影策略及/或预设时间剪影策略。
9.一种X射线成像设备，其特征在于，包括：
面阵光源，所述面阵光源包括多个光源；
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的X射线成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的X射线成像方法。
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