RU2597073C2 - Формирование спектральных изображений - Google Patents

Формирование спектральных изображений Download PDF

Info

Publication number
RU2597073C2
RU2597073C2 RU2014139064/28A RU2014139064A RU2597073C2 RU 2597073 C2 RU2597073 C2 RU 2597073C2 RU 2014139064/28 A RU2014139064/28 A RU 2014139064/28A RU 2014139064 A RU2014139064 A RU 2014139064A RU 2597073 C2 RU2597073 C2 RU 2597073C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spectral
kilovolts
peak voltage
projection
imaging system
Prior art date
Application number
RU2014139064/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014139064A (ru
Inventor
Дирк ШЕФЕР
Аксель ТРАН
Томас КЕЛЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014139064A publication Critical patent/RU2014139064A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2597073C2 publication Critical patent/RU2597073C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2008Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of different types of scintillation detectors, e.g. phoswich
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Изобретение относится к формированию спектральных изображений. Сущность изобретения заключается в том, что система формирования изображений содержит источник излучения, который испускает излучение, которое проходит область обследования и часть субъекта в ней; детекторную матрицу, которая обнаруживает излучение, которое проходит через область обследования и часть субъекта в ней, и генерирует сигнал, указывающий на это; дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство, которое рекомендует, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для объемного сканирования части субъекта на основе спектрального разложения первой и второй 2D проекций, полученных с помощью источника излучения и детекторной матрицы, причем первая и вторая 2D проекции имеют разные спектральные характеристики; и консоль, которая использует рекомендованное, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для выполнения объемного сканирования части субъекта. Технический результат - повышение качества объемного изображения, получаемого при выполнении компьютерной томографии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Последующее в целом относится к формированию спектральных изображений и более конкретно к определению подходящего напряжения на трубке для спектрального объемного сканирования на основе двух или нескольких двумерных (2D) проекционных сканирований (сканограмм), выполняемых при двух или более различных пиковых напряжениях в киловольтах при приблизительно одном и том же ракурсе получения, и описывается в конкретном применении к компьютерной томографии (КТ).
Традиционный сканер компьютерной томографии (CT) включает в себя рентгеновскую трубку, установленную на способном вращаться гентри напротив детекторной матрицы, поперек области обследования. Способный вращаться гентри и, таким образом, рентгеновская трубка вращаются вокруг области обследования. Рентгеновская трубка испускает излучение, которое проходит через область обследования и часть субъекта в ней и обнаруживается детекторной матрицей. Детекторная матрица генерирует и выводит сигнал, указывающий на сканируемую часть субъекта. Сигнал реконструируется для того, чтобы генерировать данные трехмерного объемного изображения, указывающие на сканируемую часть субъекта.
Данные объемного изображения включают в себя вокселы, представленные в показателях значений шкалы серого, соответствующие относительной рентгенопроницаемости. Показатели значений шкалы серого отражают характеристики затухания сканируемого субъекта и, как правило, показывают анатомические структуры внутри сканируемого субъекта. Так как поглощение фотона материалом зависит от энергии фотона, проходящего через материал, обнаруживаемое излучение также включает в себя спектральную информацию. Однако данные изображений обычной КТ не отражают спектральную информацию, так как сигнал пропорционален интегральной плотности потока энергии, интегрированной по энергетическому спектру.
Спектральный сканер КТ получает спектральную информацию, которая показывает элементарный или материальный состав (например, атомное число) материала сканируемой части субъекта. Конфигурации спектрального сканера КТ включают в себя две или более рентгеновские трубки с угловым смещением друг от друга и выполнены с возможностью испускать излучение, имеющие различные пиковые эмиссионные напряжения, одна рентгеновская трубка выполнена с возможностью переключения между, по меньшей мере, двумя различными пиковыми напряжениями в киловольтах (например, 80 кВт пикового напряжения и 140 кВт пикового напряжения), одну рентгеновскую трубку широкого спектра, и детекторы с энергетическим разрешением, и/или их сочетания.
Объемные сканирования обычно планируются (т.е., положение сканирующего пучка и длина сканирования) с использованием 2D проекционного изображения из 2D проекционного сканирования при фиксированном пиковом напряжении в киловольтах. Однако 2D проекционное изображение, как правило, не дает достаточной информации для оптимального выбора параметров сканирования, таких как пиковые напряжения в киловольтах для спектрального объемного сканирования, а качество изображения зависит от пикового напряжения в киловольтах. Например, хорошие спектральные рабочие характеристики могут быть достигнуты при более низком значении (например, 80 кВт пикового напряжения) для нижнего пикового напряжения в киловольтах. Однако при большем субъекте незначительное количество фотонов с 80 кВт пикового напряжения проходят через субъект, и данные объемного изображения могут быть зашумленными при ухудшенном качестве изображения.
Аспекты, описываемые в настоящем документе, обращены к вышеозначенным проблемам и другим.
В одном из аспектов система формирования изображений включает в себя источник излучения, который испускает излучение, которое проходит область обследования и часть субъекта в ней, и детекторную матрицу, которая обнаруживает излучение, которое проходит через область обследования и часть субъекта в ней, и генерирует сигнал, указывающий на это. Дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство рекомендует, по меньшей мере, одно значение параметра для объемного сканировании части субъекта на основе спектрального разложения первой и второй 2D проекций, полученных с помощью источника излучения и детекторной матрицы. Первая и вторая 2D проекции имеют разные спектральные характеристики. Консоль использует, по меньшей мере, одно рекомендованное значение параметра спектрального сканирования для выполнения объемного сканирования части субъекта.
В другом аспекте способ включает в себя прием первой 2D проекции, имеющей первую спектральную характеристику и прием второй 2D проекции, имеющей вторую спектральную характеристику, где первая и вторая спектральные характеристики различны. Способ дополнительно включает в себя спектральное разложение первых и вторых данных, по меньшей мере, на две различные компоненты. Способ дополнительно включает в себя определение физической характеристики сканируемого субъекта на основе разложенных данных. Способ дополнительно включает в себя определение, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования для объемного сканирования субъекта на основе определенной физической характеристики. Способ дополнительно включает в себя выполнение объемного сканирования субъекта с использованием, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования.
В другом аспекте машиночитаемый носитель информации кодируется с помощью машиночитаемых инструкций. Машиночитаемые инструкции, при исполнении их процессором, побуждают процессор получать несколько 2D проекций, по меньшей мере, для двух различных эмиссионных спектров, по меньшей мере, при одном угле получения и определять, по меньшей мере, одну установку параметров спектрального сканирования для объемного сканирования на основе нескольких полученных 2D проекций.
Изобретение может принимать форму в виде различных компонент и вариантов сочетания компонент, а также в виде различных этапов и компоновок этапов. Чертежи имеют целью только проиллюстрировать предпочтительные варианты осуществления и не должны толковаться как ограничивающие данное изобретение.
На Фиг. 1 схематично представлена примерная система формирования изображений вместе с устройством, дающим рекомендации по параметрам объемного сканирования.
На Фиг. 2 схематично представлен пример устройства, дающего рекомендации по параметрам объемного сканирования.
На Фиг. 3 схематично представлен многослойный сцинтиллятор/фотодатчик на основе детектора с энергетическим разрешением.
На Фиг. 4 схематично представлен другой многослойный сцинтиллятор/фотодатчик на основе детектора с энергетическим разрешением.
На Фиг. 5 схематично представлена электронная обработка выходных сигналов детектора подсчета фотонов с прямым преобразованием.
На Фиг. 6 представлен примерный способ определения пикового напряжения в киловольтах для спектрального объемного сканирования.
На Фиг. 1 схематично представлена система 100 формирования изображений, такая как сканер 100 компьютерной томографии (CT). Система 100 формирования изображений включает в себя стационарный гентри 102 и вращающийся гентри 104. Вращающийся гентри 104 поддерживается с возможностью вращения стационарным гентри 102. Вращающийся гентри 104 выполнен с возможностью вращения вокруг области 108 обследования вокруг продольной оси или по z оси.
По меньшей мере, один источник 106 излучения, такой как рентгеновская трубка, поддерживается вращающимся гентри 104 и вращается с ним. Вращающийся гентри 104 поворачивается, чтобы переместить источник 106 излучения в заданное статическое углового положение, если он еще не на месте, например для 2D проекционного сканирования. Вращающийся гентри 104 также поворачивается, чтобы поворачивать источник 106 излучения вокруг области 108 обследования для объемного сканирования.
Определитель 112 напряжения источника излучения выполнен с возможностью переключения пикового эмиссионного напряжения между двумя или более напряжениями (например, 80 кВт пикового напряжения, 100 кВт пикового напряжения, 140 кВт пикового напряжения и т.д.) для 2D проекционного и/или объемного сканирований. В качестве не имеющего ограничительного характера примера, для 2D проекционного сканирования можно использовать одно пиковое напряжение в киловольтах для переднезаднего (ПЗ) проекционного сканирования (и/или латерального сканирования) в одном направлении вдоль z оси и другое пиковое напряжение в киловольтах можно использовать для ПЗ сканирования (и/или латерального сканирования) в том же или противоположном направлении вдоль z оси.
Альтернативно, две разные 2D проекции при разных пиковых напряжениях в киловольтах и при приблизительно одном и том же угле получения могут быть получены посредством быстрого переключения пикового напряжения в киловольтах и обратного скачка фокусного пятна. Это может способствовать снижению искажения расхождения за счет движения гентри. Нижнее значение пикового напряжения в киловольтах, как правило, достаточно велико, чтобы смягчить последствия нехватки фотонов, вызванной поглощением всех или существенной части фотонов. Определитель 112 напряжения источника излучения также можно использовать для управления источником 106 с одним фиксированным пиковым напряжением в киловольтах.
Одно- или двумерная чувствительная к излучению детекторная матрица 114 охватывает угловую дугу напротив области 108 обследования по отношению к источнику 106 излучения. Детекторная матрица 114 обнаруживает излучение, которое проходит через область 108 обследования и генерирует выходной сигнал, показывающий его. Показанная детекторная матрица 114 включает в себя матрицу 116 фотодатчиков с фотодатчиками, такими как фотодиоды или т.п., и матрицу 118 сцинтилляторов, которая оптически соединена с матрицей 116 фотодатчиков на светочувствительной стороне матрицы 116 фотодатчиков.
Детекторная матрица 114 расположена в сканере 100 таким образом, что матрица 118 сцинтилляторов принимает излучение, испускаемое источником 106, который освещает детекторную матрицу 114. Альтернативно, детекторная матрица 114 может включать в себя детекторную матрицу с энергетическим разрешением, такую как детекторная матрица многослойных сцинтилляторов/фотодатчиков (Фиг. 3 и 4 ниже), матрица детекторов подсчета фотонов с прямым преобразованием с соответствующим электронным устройством (Фиг. 5), и/или другой детектор с энергетическим разрешением. С детекторной матрицей многослойных сцинтилляторов/фотодатчиков можно использовать одно или несколько пиковых напряжений в киловольтах для многоэнергетического получения. В основном, m пиковых напряжений в киловольтах можно использовать с n различными слоями детектора для m×n получений энергии и выходных сигналов детектора, зависящих от энергии. С детектором подсчета фотонов с прямым преобразованием используется одно пиковое напряжение в киловольтах для получения одной проекции, и спектральная информация получается путем анализа амплитуды импульсов электрического выходного сигнала детектора прямого преобразования.
Дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство 120 рекомендует один или несколько параметров протокола спектрального объемного сканирования, таких как напряжение на трубке (пиковое напряжение в киловольтах), ток трубки (мА-с), энергетический порог (для детекторов подсчета фотонов) и/или другие параметры протокола спектрального сканирования. Показанное дающее рекомендации устройство 120 спектрально разлагает 2D проекции и рекомендует параметр на основе спектрального разложения. Как правило, для спектрального разложения, данные для двух разных пиковых напряжений в киловольтах, полученных при приблизительно одном и том же угле получения, разлагаются, по меньшей мере, на две различные компоненты, например кости и мягкие ткани. Примерное спектральное разложение обсуждается в Alvarez, R. E. & Macovski, A. "Energy-selective Recon in X-ray Computerized Tomography", Phys Med Biol, 1976, 21, 733-44.
На Фиг. 2 схематично показан не имеющий ограничительного характера пример дающего рекомендации устройства 120. Определитель 202 характеристик определяет характеристику сканируемого субъекта из разложенных данных. Например, на основе разложения, устройство 120 может экстраполировать затухание объекта, даже при нижних установках пикового напряжения в киловольтах. Исходя из этих данных, устройство 120 может определить, будет ли объемное сканирование при определенном пиковом напряжении в киловольтах (например, 80 кВт пикового напряжения) испытывать нехватку фотонов. Это позволяет дающему рекомендации устройству 120 рекомендовать надлежащее значение пикового напряжения в киловольтах для объемного сканирования, которое реализует компромисс между риском нехватки фотонов и хорошими спектральными рабочими характеристиками.
В одном из примеров, не имеющих ограничительного характера, дающее рекомендации устройство 120 выполняет это определение на основе отображения 204 характеристики на пиковое напряжение в киловольтах, которое отображает значения уровней затухания (и/или другие характеристики) на значения пикового напряжения в киловольтах и которое основано на одном или нескольких заранее определенных компромиссах между риском нехватки фотонов и хорошими спектральными рабочими характеристиками и/или другими критериями. Например, определитель 202 характеристик размещает определенную(ые) характеристику(и) в отображение 204 характеристики на пиковое напряжение в киловольтах и извлекает значение пикового напряжения из отображения 204. Отображение 204 может генерироваться во время калибровки с соответствующим фантомом и сохраняться в виде таблицы соответствия (LUT) и/или другим способом. Извлеченное значение пикового напряжения в киловольтах может автоматически загружаться в систему 100, отображаться для рассмотрения оператором, использоваться для того, чтобы уведомить оператора о том, что установка пикового напряжения в киловольтах может привести к переполнению детектора или более высокой дозе для пациента и т.д.
В качестве не имеющего ограничительного характера примера, первое 2D проекционное сканирование, выполненное при 100 кВт пикового напряжения, и второе 2D проекционное сканирование, выполненное при 140 кВт пикового напряжения, можно спектрально разложить для предоставления данных, которые показывают, что нижняя установка пикового напряжения в киловольтах двухэнергетического сканирования может быть установлена ниже, чем 100 кВт пикового напряжения, например на 80 кВт пикового напряжения. Альтернативно, характеристика(и) может указывать на то, что нижняя установка пикового напряжения в киловольтах должна быть 100 кВт пикового напряжения или больше. Другие подходы также рассматриваются в данном описании. Например, дающее рекомендации устройство 120 может альтернативно вычислить одно или несколько значений пикового напряжения в киловольтах на основе набора правил, алгоритма и/или другой информации.
Как правило, дающее рекомендации устройство 120 позволяет определить и/или оптимизировать одно или несколько пиковых напряжений в киловольтах для спектрального объемного сканирования. Дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство 120 может быть реализовано с помощью, по меньшей мере, одного процессора, выполняющего исполняемые компьютером инструкции, встроенные или закодированные на машиночитаемом носителе данных, таком как физическая память или другой постоянный носитель. Дополнительно или альтернативно, дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство 120 может быть реализовано, по меньшей мере, посредством одного процессора, выполняющего исполняемые компьютером инструкции, переносимые несущей, сигналом или другой промежуточной средой.
Ссылаясь на Фиг. 1, компьютер общего назначения служит в качестве операторской консоли 122 и включает в себя устройство вывода, пригодное для понимания человеком, такое как монитор или дисплей, и устройство ввода, такое как клавиатура и мышь. Программное обеспечение, постоянно установленное на консоли 122, позволяет оператору взаимодействовать со сканером 100 через графический интерфейс (ГИП) пользователя или иным образом. Такое взаимодействие включает в себя выбор двух или более 2D проекционных сканирований (например, режим мульти-2D проекционного сканирования), установку и/или изменение параметров сканирования (например, пикового напряжения в киловольтах, мА·с и т.д.) для выбранных 2D проекционных сканирований, выбор протокола спектрального объемного сканирования, установку и/или изменение параметров протокола (например, пикового напряжения в киловольтах, мА·с и т.д.) для выбранного спектрального объемного сканирования.
Взаимодействие также может включать в себя отображение с помощью ГИП визуальной информации о рекомендуемых параметрах (например, пиковых напряжений в киловольтах) и дает возможность подтверждать, модифицировать и/или отклонять их оператором системы 100 формирования изображений с помощью мыши, сенсорного экрана, клавиатуры, кнопочной панели и т.д. Альтернативно, рекомендуемые параметры могут быть автоматически загружены в системе 100. Альтернативно, там, где рекомендуемые параметры отличаются от соответствующих выбираемых пользователем параметров или параметров по умолчанию, консоль 122 может уведомить оператора с помощью сообщения или предупреждения посредством визуального и/или звукового индикатора.
Реконструктор 124 реконструирует выходной сигнал детекторной матрицы и генерирует данные объемного изображения. Реконструктор 124 использует один или несколько обычных, спектральных, итеративных и/или других алгоритмов реконструкции. Данные объемного изображения могут включать в себя данные, соответствующие конкретной спектральной составляющей и/или составные данные, аналогичные данным изображения традиционной КТ. Реконструктор 124 также может генерировать 2D проекционные изображения, соответствующие определенной спектральной составляющей. Опора 126 для субъекта, такая как кушетка, поддерживает субъект в области 108 обследования. Опора 126 для субъекта может перемещаться во взаимодействии со сканированием для того, чтобы направлять субъект по отношению к области 108 обследования для выполнения 2D проекционного и/или объемного сканирований.
ОБСУЖДЕНИЕ ВАРИАНТОВ
Как кратко отмечалось выше, детекторная матрица 114 может альтернативно включать в себя детекторную матрицу многослойных сцинтилляторов/фотодатчиков и/или детектор подсчета фотонов с прямым преобразованием. На Фиг. 3 и 4 схематично показаны не имеющие ограничительного характера примеры детекторных матриц 300 и 400 двуслойных сцинтилляторов/фотодатчиков, и на Фиг. 5 показана электронная обработка выходных сигналов детекторной матрицы подсчета фотонов с прямым преобразованием.
На Фиг. 3 первый и второй слои 302 и 304 сцинтиллирующего вещества соединены таким образом, что первый слой 302 находится на стороне детектора, принимающей падающее излучение. Фотодатчики 310 и 312 соединены со второй противоположной стороной детектора 300. Поглощение энергии, как правило, зависит от толщины. Таким образом, большинство нижних энергетических фотонов поглощаются в первом слое 302 и большинство фотонов более низкой энергии поглощаются во втором слое 304. Слои 302 и 304 сцинтилляторов соответственно имеют эмиссионные спектры, которые соответствуют спектральной чувствительности фотодатчиков 310 и 312.
Таким образом, по существу, только свет, испускаемый первым слоем 302, поглощается фотодатчиком 310, и, по существу, только свет, испускаемый вторым слоем 304, поглощается фотодатчиком 312. Выходные сигналы фотодатчиков 310 и 311 указывают на излучение из различных энергетических зон, которые соответствуют первому и второму слоям 302 и 304. На Фиг. 4 фотодатчики 310 и 312 соединены со стороной сцинтилляционных слоев 302 и 304, которая перпендикулярна направлению падающего излучения.
Согласно Фиг. 5 выходной сигнал детекторной матрицы 114 обрабатывается предусилителем 502, который усиливает электрический сигнал, выводимый детекторной матрицей 114. Формирователь 504 импульсов обрабатывает усиленный электрический сигнал и генерирует импульс, такой как напряжение или другой импульс, указывающий на энергию обнаруженного фотона. Дискриминатор 506 энергии дискриминирует по энергии импульс. В показанном примере дискриминатор 506 энергии включает в себя компаратор 508, включающий в себя, по меньшей мере, два подкомпаратора, которые сравнивают амплитуду импульса с двумя или более различными энергетическими порогами, которые соответствуют различным энергиям, представляющим интерес. Компаратор 508 производит выходной сигнал, указывающий на энергию фотона на основе сравнения.
Счетчик 510 увеличивает значение счетчика для каждого порога на основании выходного сигнала от дискриминатора 506 энергии. Например, когда выходной сигнал компаратора 508 для определенного порога указывает, что амплитуда импульса превышает соответствующее пороговое значение, значение счетчика для этого порога увеличивается. Группировщик 512 энергии присваивает подсчитанные импульсы двум или более энергетическим интервалам на основе подсчетов. Каждый энергетический интервал охватывает диапазон энергии или окно. Например, интервал может быть определен для диапазона энергии между двумя порогами, где фотон, приводящий к подсчету для нижнего порога, но не для более высокого порога, будет присвоен этому нижнему интервалу.
Дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство 120 обрабатывает сгруппированные данные и дающее рекомендации устройство120 рекомендует параметры спектрального сканирования, такие как пиковое напряжение в киловольтах, мА·с, один или несколько энергетических порогов, и/или другой параметр(ы).
Другие варианты могут включать в себя больше сцинтилляционных слоев, и отдельные сцинтилляционные слои могут иметь одинаковую толщину и/или разную толщину. С помощью детектора с двумя пиковыми напряжениями в киловольтах и двумя слоями, дающее рекомендации устройство 120 рекомендует установки для четырех различных получений энергии. В основном, для М пиковых напряжений в киловольтах и N слоев, дающее рекомендации устройство 120 рекомендует установки для M×N различных получений энергии. Что касается детектора с регистрацией счета фотонов, с N энергетическими интервалами, дающее рекомендации устройство 120 рекомендует установки для N различных получений энергии.
В другом варианте 2D проекции могут дополнительно или альтернативно использоваться для определения фильтра, который улучшают спектральные рабочие характеристики системы с двумя слоями. В случае, когда фильтр улучшает рабочие характеристики только для маленьких пациентов и ухудшает рабочие характеристики для толстых пациентов, дающее рекомендации устройство 120 рекомендует, следует ли использовать фильтр.
В другом варианте система 100 формирования изображений включает в себя более одного источника 106. Например, система 100 формирования изображений может включать в себя два источника 106 с угловым смещением относительно друг друга примерно на девяносто градусов вдоль поперечного направления, которое перпендикулярно z оси, три источника 106 с угловым смещением относительно друг друга примерно на шестьдесят градусов вдоль поперечного направления и т.д. Каждый из этих источников может работать, как описано в настоящем документе, для переключения между пиковыми напряжениями в киловольтах и/или парой детекторных матриц с энергетическим разрешением.
В другом варианте дающее рекомендации устройство 120 использует разложение 2D проекций для определения тока трубки (мА-с) для источника 106.
В другом варианте дающее рекомендации устройство 120 для переключения пикового напряжения в киловольтах, может рекомендовать параметр периодического повторения пикового напряжения в киловольтах. Например, устройство 120, дающее рекомендации, может рекомендовать, сколько собрать проекций при каждой установке пикового напряжения в киловольтах. Таким образом, отношение данных, полученных с двумя установками пикового напряжения в киловольтах можно регулировать для того, чтобы удовлетворить заранее определенному критерию вывода. Например, критерий может указывать, что данные для обеих установок пикового напряжения в киловольтах имеют одинаковое качество изображения. Таким образом, для более полного пациента, дающее рекомендации устройство 120 может рекомендовать больше проекций при низкой установке пикового напряжения в киловольтах по отношению к высокой установке пикового напряжения в киловольтах или альтернативно продолжительные периоды получения при низкой установке пикового напряжения в киловольтах относительно высокой установки пикового напряжения в киловольтах для компенсации недостаточности статистических данных. Фиг. 6 иллюстрирует примерный способ.
Следует иметь в виду, что порядок действий в способах, описываемый в настоящем документе, не является ограничивающим. Таким образом, другие порядки рассматриваются в данном документе. Кроме того, одно или несколько действий может быть опущено и/или одно или несколько дополнительных действий могут быть добавлены.
На этапе 602 получают первую 2D проекцию под углом получения, используя первое пиковое напряжение в киловольтах.
На этапе 602 получают вторую 2D проекцию под углом получения, используя второе пиковое напряжение в киловольтах, которое отличается от первого пикового напряжения в киловольтах.
На этапе 606 первая и вторая 2D проекции спектрально разлагаются, по меньшей мере, на две компоненты.
На этапе 608, по меньшей мере, одна характеристика (например, толщина, количество костной и/или мягкой ткани и т.д.) от сканируемого субъекта определяется из данных спектрального разложения.
На этапе 610, по меньшей мере, одно значение пикового напряжения в киловольтах для спектрального объемного сканирования субъекта определяется на основании, по меньшей мере, определенной физической характеристики.
На этапе 612 определенное пиковое напряжение в киловольтах, наряду, по меньшей мере, с одним другим определенным или заданным пользователем пиковым напряжением в киловольтах, используется для выполнения спектрального объемного сканирования.
Как описано в настоящем документе, альтернативно первая и вторая 2D проекции могут быть получены с помощью одного пикового напряжение в киловольтах и либо детекторной матрицы многослойных сцинтилляторов/фотодатчиков, детекторной матрицы подсчета фотонов с прямым преобразованием и/или другой детекторной матрицы с энергетическим разрешением.
По меньшей мере часть указанного выше может быть реализована в виде машиночитаемых инструкций, закодированных или встроенных на машиночитаемом носителе данных, которые при выполнении процессором(ами) компьютера, побуждают процессор(ы) выполнять описанные действия. Кроме того или альтернативно, по меньшей мере, одни из машиночитаемых инструкций переносятся сигналом, несущей или другой промежуточной средой.
Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и понимания предшествующего подробного описания могут возникнуть другие модификации и изменения. Предполагается, что изобретение было построено как включающее в себя все такие модификации и изменения постольку, поскольку они входят в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Claims (15)

1. Система (100) формирования изображений, содержащая:
источник (106) излучения, который испускает излучение, которое проходит область обследования и часть субъекта в ней;
детекторную матрицу (114), которая обнаруживает излучение, которое проходит через область обследования и часть субъекта в ней, и генерирует сигнал, указывающий на это,
дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство (120), которое рекомендует, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для объемного сканирования части субъекта на основе спектрального разложения первой и второй 2D проекций, полученных с помощью источника излучения и детекторной матрицы, причем первая и вторая 2D проекции имеют разные спектральные характеристики; и
консоль (122), которая использует рекомендованное, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования для выполнения объемного сканирования части субъекта.
2. Система формирования изображений по п. 1, в которой параметром спектрального сканирования является значение kVp (пикового напряжения в киловольтах), и источник излучения выполнен с возможностью переключения между, по меньшей мере, двумя различными значениями пикового напряжения в киловольтах, причем значение первого пикового напряжения в киловольтах используется для получения первой 2D проекции, а значение второго отличного пикового напряжения в киловольтах используется для получения второй 2D проекции, причем значение первого пикового напряжения в киловольтах меньше значения второго пикового напряжения в киловольтах.
3. Система формирования изображений по п. 2, в которой, по меньшей мере, одно рекомендованное значение пикового напряжения в киловольтах равно первому пиковому напряжению в киловольтах.
4. Система формирования изображений по п. 2, в которой, по меньшей мере, одно рекомендованное значение пикового напряжения в киловольтах меньше, чем значение первого пикового напряжения в киловольтах.
5. Система формирования изображений по любому из пп. 2-4, в которой консоль (122) использует как, по меньшей мере, одно значение пикового напряжения в киловольтах, так и значение второго пикового напряжения в киловольтах для выполнения многоспектрального объемного сканирования.
6. Система формирования изображений по любому из пп. 2-4, в которой детекторная матрица является детекторной матрицей с энергетическим разрешением, имеющей, по меньшей мере, первый и второй фотодатчики с различными первой и второй спектральными чувствительностями, и причем первый фотодатчик генерирует первую 2D проекцию и третью 2D проекцию, имеющие первую и третью спектральные характеристики, и второй фотодатчик генерирует вторую 2D проекцию и четвертую 2D проекцию, имеющие вторую и четвертую спектральные характеристики, и дающее рекомендации по параметрам объемного сканирования устройство рекомендует, по меньшей мере, одно значение пикового напряжения в киловольтах на основе спектрального разложения первой, второй, третьей и четвертой 2D проекций.
7. Система формирования изображений по п. 1, в которой детекторная матрица является детекторной матрицей с энергетическим разрешением, имеющей, по меньшей мере, первый и второй фотодатчики с различными первой и второй спектральными чувствительностями, и причем первый фотодатчик генерирует первую 2D проекцию и второй фотодатчик генерирует вторую 2D проекцию.
8. Система формирования изображений по п. 1, в которой детекторная матрица является детектором подсчета фотонов, первая 2D проекция соответствует первому энергетическому интервалу детектора подсчета фотонов, вторая 2D проекция соответствует второму энергетическому интервалу детектора подсчета фотонов, и по меньшей мере, один параметр спектрального сканирования включает в себя одно или несколько значений пикового напряжения в киловольтах, значение мА·с или значение энергетического порога.
9. Система формирования изображений по любому из пп. 1-4, в которой консоль визуально представляет рекомендуемое, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования на графическом интерфейсе пользователя.
10. Система формирования изображений по п. 9, в которой консоль принимает входной сигнал, указывающий на подтверждение, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования.
11. Система формирования изображений по п. 9, в которой консоль принимает входной сигнал, указывающий на изменение, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования и загружает, по меньшей мере, одно подтвержденное значение параметра спектрального сканирования для объемного сканирования.
12. Система формирования изображений по любому из пп. 1-4, в которой консоль визуально представляет предупреждение о том, что, по меньшей мере, одно значение параметра спектрального сканирования не совпадает с выбранным пользователем параметром спектрального сканирования для объемного сканирования.
13. Способ формирования изображения, содержащий:
прием первой 2D проекции, имеющей первую спектральную характеристику;
прием второй 2D проекции, имеющей вторую спектральную характеристику, причем первая и вторая спектральные характеристики различны;
спектральное разложение первых и вторых данных, по меньшей мере, на две различные компоненты;
определение физической характеристики сканируемого субъекта на основе разложенных данных;
определение, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования для объемного сканирования субъекта на основе определенной физической характеристики; и
выполнение объемного сканирования субъекта с использованием, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования.
14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий:
визуальное представление, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования;
прием входного сигнала, указывающего на подтверждение пользователем, по меньшей мере, одного значения пикового напряжения в киловольтах; и
выполнение объемного сканирования субъекта с использованием, по меньшей мере, одного подтвержденного пользователем значения параметра спектрального сканирования.
15. Способ по п. 13, дополнительно содержащий:
автоматическую загрузку, по меньшей мере, одного значения параметра спектрального сканирования в протокол формирования изображений для объемного сканирования; и
выполнение объемного сканирования субъекта с использованием, по меньшей мере, одного автоматически загруженного значения параметра спектрального сканирования.
RU2014139064/28A 2012-02-27 2013-02-20 Формирование спектральных изображений RU2597073C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261603596P 2012-02-27 2012-02-27
US61/603,596 2012-02-27
PCT/IB2013/051361 WO2013128336A2 (en) 2012-02-27 2013-02-20 Spectral imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014139064A RU2014139064A (ru) 2016-04-20
RU2597073C2 true RU2597073C2 (ru) 2016-09-10

Family

ID=48142028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014139064/28A RU2597073C2 (ru) 2012-02-27 2013-02-20 Формирование спектральных изображений

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10485503B2 (ru)
EP (1) EP2820449B1 (ru)
JP (1) JP5774242B2 (ru)
CN (1) CN104136938B (ru)
RU (1) RU2597073C2 (ru)
WO (1) WO2013128336A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782169C1 (ru) * 2018-12-19 2022-10-21 Цзинхуа Юниверсити Устройство для визуализации гамма-излучения и способ такой визуализации

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2871496B1 (en) * 2013-11-12 2020-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd Radiation detector and computed tomography apparatus using the same
CN108601571B (zh) * 2016-12-15 2023-09-01 皇家飞利浦有限公司 Ct成像系统和用于ct成像系统的方法
US10497152B2 (en) 2017-01-24 2019-12-03 Canon Medical Systems Corporation X-ray CT apparatus and reconstruction processing apparatus
JP7179479B2 (ja) * 2017-04-13 2022-11-29 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線ct装置
EP3399341A1 (en) 2017-05-04 2018-11-07 Koninklijke Philips N.V. Dose modulation for a photon scanning apparatus
JP6885803B2 (ja) * 2017-06-27 2021-06-16 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 放射線撮影装置及び撮影方法
US11000701B2 (en) * 2017-08-01 2021-05-11 Varex Imaging Corporation Dual-layer detector for soft tissue motion tracking
EP3684257A4 (en) * 2017-09-22 2021-06-09 The University of Chicago LOW-DOSE MULTISPECTRAL X-RAY TOMOGRAPHY SYSTEM AND METHOD
US20200342639A1 (en) * 2017-11-14 2020-10-29 Koninklijke Philips N.V. Single ct backprojector with one geometry calculation per voxel for multiple different types of projection data
JP7005354B2 (ja) * 2018-01-16 2022-01-21 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線ct装置及びスキャン計画装置
EP3632325A1 (en) * 2018-10-04 2020-04-08 Koninklijke Philips N.V. System for providing a spectral image
US11071514B2 (en) * 2018-11-16 2021-07-27 Varex Imaging Corporation Imaging system with energy sensing and method for operation
CN111329500B (zh) 2018-12-19 2022-09-09 清华大学 一种伽马辐射成像装置及成像方法
CN113841044B (zh) * 2019-05-14 2024-04-12 皇家飞利浦有限公司 在kVp切换谱(多能量)成像扫描期间维持给定焦斑尺寸
CN110464326B (zh) * 2019-08-19 2022-05-10 上海联影医疗科技股份有限公司 一种扫描参数推荐方法、系统、装置及存储介质
EP4201329A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-28 Koninklijke Philips N.V. An imaging method and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080253509A1 (en) * 2005-10-06 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Acquisition Parameter Optimization For Csct
RU78955U1 (ru) * 2008-07-03 2008-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВедаПроект" Устройство для формирования и регистрации рентгеновского изображения
US7940885B2 (en) * 2005-11-09 2011-05-10 Dexela Limited Methods and apparatus for obtaining low-dose imaging
US20110170757A1 (en) * 2004-02-10 2011-07-14 Xiaochuan Pan Imaging System

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6683934B1 (en) * 2000-06-05 2004-01-27 General Electric Company Dual energy x-ray imaging system and method for radiography and mammography
US6343111B1 (en) * 2000-09-07 2002-01-29 General Electric Company Dual energy decomposition using automatically determined cancellation parameters
US6501819B2 (en) 2000-12-18 2002-12-31 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Medical diagnostic method and apparatus to control dual energy exposure techniques based on image information
US6917697B2 (en) * 2001-05-08 2005-07-12 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus to automatically determine tissue cancellation parameters in X-ray dual energy imaging
US7068826B2 (en) * 2002-01-28 2006-06-27 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Automatic selection of the log-subtraction decomposition parameters for dual energy chest radiography
US6661873B2 (en) * 2002-01-28 2003-12-09 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Motion artifacts reduction algorithm for two-exposure dual-energy radiography
US6816572B2 (en) * 2002-03-08 2004-11-09 Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc Method, system and computer product for processing dual energy images
US6904118B2 (en) * 2002-07-23 2005-06-07 General Electric Company Method and apparatus for generating a density map using dual-energy CT
US7031425B2 (en) 2002-11-27 2006-04-18 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for generating CT scout images
US7599465B2 (en) * 2004-11-19 2009-10-06 General Electric Company Detection of thrombi in CT using energy discrimination
US20070076842A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Tkaczyk John E Adaptable energy discriminating computed tomography system
RU2515338C2 (ru) 2008-11-25 2014-05-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Формирование спектральных изображений
CN102421369B (zh) * 2009-05-12 2014-07-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 灌注成像
US8031831B2 (en) * 2009-05-28 2011-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage and or current modulation in dual energy computed tomography
US7826587B1 (en) * 2009-09-11 2010-11-02 General Electric Company System and method of fast kVp switching for dual energy CT
US9275189B2 (en) 2009-10-22 2016-03-01 Koninklijke Philips N.V. Scan parameter policy
US8199874B2 (en) * 2009-12-11 2012-06-12 General Electric Company System and method of mitigating low signal data for dual energy CT

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110170757A1 (en) * 2004-02-10 2011-07-14 Xiaochuan Pan Imaging System
US20080253509A1 (en) * 2005-10-06 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Acquisition Parameter Optimization For Csct
US7940885B2 (en) * 2005-11-09 2011-05-10 Dexela Limited Methods and apparatus for obtaining low-dose imaging
RU78955U1 (ru) * 2008-07-03 2008-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВедаПроект" Устройство для формирования и регистрации рентгеновского изображения

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782169C1 (ru) * 2018-12-19 2022-10-21 Цзинхуа Юниверсити Устройство для визуализации гамма-излучения и способ такой визуализации

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015508001A (ja) 2015-03-16
EP2820449B1 (en) 2017-07-26
US20150038839A1 (en) 2015-02-05
US20200054302A1 (en) 2020-02-20
EP2820449A2 (en) 2015-01-07
US11123034B2 (en) 2021-09-21
CN104136938B (zh) 2016-12-07
US10485503B2 (en) 2019-11-26
CN104136938A (zh) 2014-11-05
RU2014139064A (ru) 2016-04-20
JP5774242B2 (ja) 2015-09-09
WO2013128336A3 (en) 2013-10-31
WO2013128336A2 (en) 2013-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597073C2 (ru) Формирование спектральных изображений
EP2296551B1 (en) Spectral ct
US7778383B2 (en) Effective dual-energy x-ray attenuation measurement
JP5763916B2 (ja) 多重エネルギct撮像データを取得するシステム及び方法
JP5582514B2 (ja) X線ct装置
JP4726995B2 (ja) 二重エネルギCTのための高速kVp切換えのシステム及び方法
US8378307B2 (en) Spectral imaging
US20110216878A1 (en) Spectral imaging
JP2011120903A (ja) 二重エネルギctの低信号データを軽減するシステム及び方法
WO2004105610A1 (en) Fan-beam coherent-scatter computer tomography
CN111435120A (zh) X射线成像系统的使用和校准
JP2016052349A (ja) X線ct装置、画像処理装置及び画像処理プログラム
US8229060B2 (en) Medical X-ray examination apparatus and method for k-edge imaging
JP2021010727A (ja) X線ctシステム及び医用処理装置
WO2010070583A1 (en) X-ray examination device and method
US20150248782A1 (en) Quantitative spectral imaging
CN111093509A (zh) 多能量计算机断层摄影中的能量分离
Tkaczyk et al. Atomic number resolution for three spectral CT imaging systems
US10806422B2 (en) Apparatus for generating X-rays
JP2021040991A (ja) X線ctシステム及び医用処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170221