多譜式計(jì)算機(jī)斷層成像的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種多譜式成像方法(100,200)、優(yōu)選一種CT成像方法。在多譜式成像方法(100,200)中，采集檢查對(duì)象(O)的待拍攝區(qū)域(VOI)的譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)(PMD(sn(f)))，其與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜(sn(f))相關(guān)聯(lián)。重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)(BD(sn(f))，其針對(duì)待拍攝區(qū)域(VOI)的每個(gè)圖像點(diǎn)(xi)包括多個(gè)衰減值(μn(xi,sn(f)))，其中，所述衰減值(μn(xi,sn(f)))分別與預(yù)先確定的不同的分譜(sn(f))中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。此外，基于所述多個(gè)衰減值(μn(xi,sn(f)))針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(xi)確定極限衰減值(μext(xi,sn_ext(f)))，并且確定代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)，其中，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(xi)分配所確定的極限衰減值(μext(xi,sn_ext(f)))。此外，描述了一種圖像數(shù)據(jù)確定裝置(40)。另外，描述了一種計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(1)。
【專利說(shuō)明】
多譜式計(jì)算機(jī)斷層成像
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種多譜式成像方法。此外，本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)據(jù)確定裝置。另夕卜，本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]借助現(xiàn)代的成像方法，經(jīng)常產(chǎn)生二維或者三維的圖像數(shù)據(jù)，其可以用于將拍攝的檢查對(duì)象可視化，此外還可以用于其它應(yīng)用。
[0003]這些成像方法經(jīng)?；赬射線的采集，其中，產(chǎn)生所謂的投影測(cè)量數(shù)據(jù)。例如，可以借助計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(CT系統(tǒng))來(lái)獲取投影測(cè)量數(shù)據(jù)。在CT系統(tǒng)中，通常布置在機(jī)架上的X光源與相對(duì)地布置的X光檢測(cè)器的組合圍繞檢查對(duì)象(下面不失一般性將其稱為患者)所在的測(cè)量空間運(yùn)行。在此，旋轉(zhuǎn)中心(也稱為“對(duì)稱中心”)與所謂的系統(tǒng)軸z—致。在一次或更多次旋轉(zhuǎn)期間，用X光源的X射線照射患者，其中，借助相對(duì)的X光檢測(cè)器采集投影測(cè)量數(shù)據(jù)或X光投影數(shù)據(jù)。
[0004]所產(chǎn)生的投影測(cè)量數(shù)據(jù)、也簡(jiǎn)稱為投影數(shù)據(jù)，特別地與X光檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。X光檢測(cè)器通常具有通常以規(guī)則的像素陣列的形式布置的多個(gè)檢測(cè)單元。檢測(cè)單元分別針對(duì)射向檢測(cè)單元的X射線產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，其在特定時(shí)刻關(guān)于X射線的強(qiáng)度和譜分布被分析，以便得出關(guān)于檢查對(duì)象的結(jié)論并且產(chǎn)生投影測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0005]傳統(tǒng)上，CT圖像數(shù)據(jù)具有帶有灰度值的圖像點(diǎn)，灰度值分別對(duì)應(yīng)于待拍攝的區(qū)域在每個(gè)時(shí)刻的測(cè)量的衰減值。下面在提到圖像點(diǎn)時(shí)，由此例如意為二維像素和三維體素。測(cè)量的衰減值是待拍攝的區(qū)域中的對(duì)應(yīng)的對(duì)象點(diǎn)對(duì)所入射的X射線已經(jīng)歷的總衰減有貢獻(xiàn)的量值。該衰減值以亨斯菲爾德單位(Hounsfield-Unit)給出。在此，值-1000HU對(duì)應(yīng)于由于空氣而產(chǎn)生的衰減，OHU相當(dāng)于與水的衰減對(duì)應(yīng)的衰減。通常，圖像數(shù)據(jù)作為灰度值編碼的二維圖像來(lái)顯示。
[0006]此外，為了考慮待拍攝的體積區(qū)域的第三個(gè)維度，存在不同的顯示可能性。例如，并排顯示多個(gè)二維圖像。在此，每個(gè)二維圖像表示三維體積的一個(gè)層。也可以先后顯示二維圖像，從而可以利用鼠標(biāo)或者其它進(jìn)行控制的輸入裝置翻閱所拍攝的體積。為了形成各個(gè)層圖像，例如可以對(duì)與一個(gè)層相關(guān)聯(lián)的三維圖像數(shù)據(jù)材料進(jìn)行重整。在此，例如在層方向上、即在與層平面垂直的方向上對(duì)圖像數(shù)據(jù)求平均值，并且在與該層相關(guān)聯(lián)的二維圖像中顯示所計(jì)算的平均值。這種重整也稱為多平面重整(Mult1-Planar_Reformatierung，MPR)。替換地，也可以在與層平面垂直的方向上進(jìn)行最大值或最小值的計(jì)算，并且在與該層相關(guān)聯(lián)的二維圖像中顯示所計(jì)算的最大值或最小值。在顯示最大值的情況下，結(jié)合這種過(guò)程，也稱為最大強(qiáng)度值的投影(maximum intensity pro ject1n=MIP)。對(duì)于顯示最小值的情況，結(jié)合這種過(guò)程，也稱為最小強(qiáng)度值的投影(minimum intensity pro ject1n=MinIP)。
[0007]在CT系統(tǒng)的一系列應(yīng)用中，從涉及同一對(duì)象的獨(dú)立的測(cè)量中采集多個(gè)數(shù)據(jù)集合或投影數(shù)據(jù)集合。這些數(shù)據(jù)集合例如在采用利用多個(gè)能量閾值來(lái)記錄、即所謂的多能量掃描的情況下被記錄。在多能量掃描中，利用一個(gè)或更多個(gè)能量閾值采集量子計(jì)數(shù)檢測(cè)器的數(shù)據(jù)，其中，被能量閾值分離的各個(gè)能量區(qū)域與不同的數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)。
[0008]在這種情況下，對(duì)于待拍攝的區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)，存在多個(gè)衰減值，其分別與不同的數(shù)據(jù)集合中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，并且合起來(lái)描述入射的X射線的衰減值的譜相關(guān)性。原則上，譜相關(guān)性可以通過(guò)針對(duì)不同的譜或譜間隔給出不同的衰減值來(lái)表征，或者也可以通過(guò)給出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的不同基材的分量來(lái)表征。在此，基材與分譜相關(guān)聯(lián)，所述分譜一起給出圖像數(shù)據(jù)的譜相關(guān)性的總譜。也就是說(shuō)，圖像數(shù)據(jù)的譜相關(guān)性對(duì)應(yīng)于在測(cè)量中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的第四個(gè)維度。然而，很難直觀地顯示四維的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0009]傳統(tǒng)上，將這些四維數(shù)據(jù)分割為分別與一個(gè)譜分量對(duì)應(yīng)的三維體積數(shù)據(jù)，并且單獨(dú)顯示根據(jù)譜分量分離的三維數(shù)據(jù)。然而，四維測(cè)量數(shù)據(jù)的這種顯示非常不清楚并且復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]由此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，在多譜式成像中產(chǎn)生能夠清楚地顯示、同時(shí)包括重要的譜圖像信息的圖像數(shù)據(jù)集合。
[0011]上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的多譜式成像方法、根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置和根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)來(lái)解決。
[0012]在優(yōu)選可以構(gòu)造為多譜式CT成像方法的根據(jù)本發(fā)明的多譜式成像方法中，采集檢查對(duì)象的待拍攝區(qū)域的譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)。投影測(cè)量數(shù)據(jù)與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜相關(guān)聯(lián)。分譜例如可以對(duì)應(yīng)于通過(guò)X光檢測(cè)器的能量閾值定義的頻率間隔。分譜也可以通過(guò)與各個(gè)基材相關(guān)聯(lián)的譜分量來(lái)定義。此外，在根據(jù)本發(fā)明的多譜式成像方法中，根據(jù)所采集的投影測(cè)量數(shù)據(jù)重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)。這些圖像數(shù)據(jù)包括針對(duì)待拍攝區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)的多個(gè)衰減值，其中，圖像數(shù)據(jù)分別與預(yù)先確定的不同的分譜中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。也就是說(shuō)，每個(gè)圖像點(diǎn)不僅與一個(gè)衰減值相關(guān)聯(lián)，而且其分別取決于所述分譜而與多個(gè)衰減值相關(guān)聯(lián)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，基于多個(gè)衰減值針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)確定極限衰減值。極限衰減值例如可以是最小值或者最大值，也就是說(shuō)，與一個(gè)圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的譜衰減值中的、顯示最小衰減或最大衰減的值的譜衰減值。最后，產(chǎn)生代表性的圖像數(shù)據(jù)集合，其中，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)分配分別關(guān)于各個(gè)圖像點(diǎn)確定的極限衰減值。這種圖像數(shù)據(jù)集合提供關(guān)于在待拍攝的區(qū)域中存在的待拍攝結(jié)構(gòu)的壓縮信息。例如，如果相應(yīng)地選擇衰減值的最大值作為極限值，則產(chǎn)生具有良好的信噪比的圖像。此外，可以假設(shè)，一個(gè)圖像點(diǎn)的相應(yīng)地最大的衰減值表示該位置處的主要材料以及還最好地再現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征。
[0013]特別是用于多譜式CT成像的根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置具有用于從檢查對(duì)象的待拍攝區(qū)域中采集譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)的輸入接口，其中，投影測(cè)量數(shù)據(jù)與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置還具有用于重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)的重建單元，所述譜分辨的圖像數(shù)據(jù)包括針對(duì)待拍攝區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)的與預(yù)先確定的分譜相關(guān)聯(lián)的多個(gè)衰減值。用于確定每個(gè)圖像點(diǎn)的極限衰減值的衰減值確定單元也是根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置的一部分。此外，根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置包括用于產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合的圖像數(shù)據(jù)集合產(chǎn)生單元，其中，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)分配所確定的極限衰減值。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置的主要部件大部分可以以軟件部件的形式構(gòu)造。這特別涉及重建單元、衰減值確定單元和圖像數(shù)據(jù)集合產(chǎn)生單元。然而，原則上，這些部件部分地、特別是在涉及特別快速的計(jì)算時(shí)也可以以軟件支持的硬件、例如FPGA等的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。所需的接口例如在僅涉及來(lái)自其它軟件部件的數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)同樣可以作為軟件接口來(lái)構(gòu)造。但是其也可以作為由合適的軟件控制的、按照硬件構(gòu)建的接口來(lái)構(gòu)造。
[0016]特別地，根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置可以是CT系統(tǒng)的用戶終端或者控制裝置的一部分。
[0017]在很大程度上按照軟件實(shí)現(xiàn)具有如下優(yōu)點(diǎn):還可以以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)軟件更新來(lái)升級(jí)迄今為止使用的控制裝置，以便以根據(jù)本發(fā)明的方式工作。在這方面，上述技術(shù)問(wèn)題還通過(guò)對(duì)應(yīng)的具有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)解決，其能夠以程序段直接加載到計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)的控制裝置的存儲(chǔ)裝置中，以便在控制裝置中執(zhí)行程序時(shí)，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。除了計(jì)算機(jī)程序之外，這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在必要時(shí)還可以包括附加組成部分、例如文檔和/或附加部件、還有硬件部件、例如用于使用軟件的硬件密鑰(軟件狗等)O
[0018]為了向控制裝置傳輸和/或?yàn)榱舜鎯?chǔ)在控制裝置上或中，可以使用計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、例如存儲(chǔ)棒、硬盤或其它便攜式或者固定地構(gòu)建的數(shù)據(jù)載體，其存儲(chǔ)有控制裝置的運(yùn)算單元可讀取并且可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序的程序段。為此，運(yùn)算單元例如可以具有一個(gè)或更多個(gè)協(xié)作的微處理器等。
[0019]從屬權(quán)利要求以及下面的描述相應(yīng)地包含本發(fā)明的特別有利的構(gòu)造和展開。在此，特別地也可以將一種權(quán)利要求類別的權(quán)利要求與另一種權(quán)利要求類別的從屬權(quán)利要求類似的展開。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以將不同的實(shí)施例和權(quán)利要求的不同特征與新的實(shí)施例組合。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造中，將分譜與不同的頻率間隔相關(guān)聯(lián)。如已經(jīng)提及的那樣，檢測(cè)器利用多個(gè)能量閾值按照頻率間隔分離地采集X射線。根據(jù)采集的計(jì)數(shù)速率，對(duì)這些單個(gè)的頻率間隔分配不同的衰減值。所采集的衰減值形成譜，譜也可以分解成分別與基材相關(guān)聯(lián)的分譜，其中，在分解中確定的系數(shù)表示關(guān)于在該圖像點(diǎn)出現(xiàn)的基材的份額的信息。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利構(gòu)造中，極限衰減值是最大值。其意為對(duì)共同像素點(diǎn)分配的多個(gè)衰減值中的最大衰減值。
[0022]替換地，極限衰減值也可以是最小值。其意為對(duì)共同圖像點(diǎn)分配的多個(gè)衰減值中的最小衰減值。
[0023]作為最小衰減值的顯示的示例，在利用含碘造影劑進(jìn)行拍攝時(shí)，通過(guò)關(guān)于所有閾值或分譜選擇“最小”衰減值可以獲得基本上“無(wú)碘”的圖像，從而該顯示近似于本征掃描(natives Scan)。
[0024]在選擇“最大”衰減值時(shí)，對(duì)于使用含碘造影劑的情況，獲得最大碘對(duì)比，由此獲得最佳對(duì)比圖像。
[0025]替換地，利用“最小”衰減值的顯示適合于對(duì)血管中的鈣的顯示，因?yàn)橛捎谑一蚬穷^固有的高對(duì)比度，作為效果可能出現(xiàn)在文獻(xiàn)中描述的盛開(Blooming)，其在這種顯示中同樣減小，并且能夠更好地判斷鈣化的真實(shí)程度。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特別有效的變形方案中，在產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合時(shí)，附加地對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)分配關(guān)于與所確定的極限衰減值相關(guān)聯(lián)的極限分譜的信息。換句話說(shuō)，將代表性圖像數(shù)據(jù)集合與關(guān)于極限衰減值的譜來(lái)源的信息相關(guān)聯(lián)。
[0027]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)替換變形方案中，對(duì)每個(gè)分譜分配譜值。譜值應(yīng)當(dāng)理解為根據(jù)其值能夠推斷相應(yīng)的衰減值的譜來(lái)源的變量。該譜值例如可以與具有特定KV值的檢測(cè)器的能量閾值相關(guān)聯(lián)。其也可以與特定基材相關(guān)聯(lián)。
[0028]特別優(yōu)選的是，關(guān)于與所確定的極限衰減值相關(guān)聯(lián)的極限分譜的附加信息包括與相應(yīng)地相關(guān)聯(lián)的極限分譜相關(guān)聯(lián)的極限譜值。在該變形方案中，極限譜值給出關(guān)于所確定的極限衰減值的譜來(lái)源的信息。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)能夠特別簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)的構(gòu)造中，代表性圖像數(shù)據(jù)集合被構(gòu)造為作為灰度級(jí)值顯示與每個(gè)圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的極限衰減值。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特別有效的構(gòu)造中，代表性圖像數(shù)據(jù)集合被構(gòu)造為，利用其強(qiáng)度取決于相應(yīng)的極限衰減值的大小的不同顏色，根據(jù)相關(guān)聯(lián)的極限譜值，顯示與每個(gè)圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的極限衰減值。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)替換構(gòu)造中，針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)確定附加的第二高或第二小的譜衰減值或者另外的附加譜衰減值。此外，在產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合的步驟中，附加地將每個(gè)圖像點(diǎn)與所確定的附加譜衰減值和其相關(guān)聯(lián)的分譜和/或與分譜對(duì)應(yīng)的譜值相關(guān)聯(lián)。
[0032]代表性圖像數(shù)據(jù)集合例如可以以如下方式顯示:利用強(qiáng)度與相應(yīng)的譜衰減值的大小有關(guān)的不同的顏色，與相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的譜值有關(guān)地顯示與共同的圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值，并且與該共同的圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值共同作為顏色的顏色混合來(lái)顯示，所述顏色和與該共同的圖像點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值相關(guān)聯(lián)。換句話說(shuō)，在該構(gòu)造中，通過(guò)顏色混合，通過(guò)不同的顏色顯示一個(gè)圖像點(diǎn)中的衰減的譜分量，所述顏色共同得到顏色混合。在此，各個(gè)顏色的強(qiáng)度由相關(guān)聯(lián)的衰減值的大小確定。以這種方式，圖像數(shù)據(jù)狀態(tài)得到一個(gè)附加維度，該附加維度說(shuō)明關(guān)于每個(gè)圖像點(diǎn)中的譜分量的信息。
[0033]優(yōu)選，與各個(gè)譜衰減值相關(guān)聯(lián)的顏色值包括基本色。
[0034]還可以修改根據(jù)本發(fā)明的方法，使得將所產(chǎn)生的代表性圖像數(shù)據(jù)集合劃分為作為二維圖像數(shù)據(jù)顯示的多個(gè)層，其中，二維顯示作為空間MIP或MinIP或MPR顯示來(lái)進(jìn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0035]下面，參考附圖根據(jù)實(shí)施例再一次對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]其中:
[0037]圖1示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的多譜式成像方法的流程圖，
[0038]圖2示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的多譜式成像方法的流程圖，
[0039]圖3示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的多譜式成像方法的流程圖，
[0040]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)確定裝置的框圖，
[0041 ]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的多譜式成像方法100。首先，在方法100的步驟1.1中，拍攝檢查對(duì)象0(參見圖5)的待拍攝區(qū)域VOI的譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD(sn(f))。為此，向CT系統(tǒng)1(參見圖5)的測(cè)量單元傳輸采集控制信號(hào)并且采集投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD。投影測(cè)量數(shù)據(jù)例如可以借助具有多個(gè)能量閾值的CT檢測(cè)器來(lái)拍攝。這些投影測(cè)量數(shù)據(jù)例如包括與不同的分譜sn(f)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)獨(dú)立的投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn。這些分譜sn(f)例如可以是簡(jiǎn)單地通過(guò)至少一個(gè)閾值劃分的分譜。也就是說(shuō)，在這種情況下，每個(gè)分譜Sn(f)與總譜的一個(gè)頻段相關(guān)聯(lián)。但是，分譜也可以分解成與所謂的基材相關(guān)聯(lián)的分譜，其疊加得到所采集的投影測(cè)量數(shù)據(jù)的總譜。在這種情況下，代替將投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn與頻段相關(guān)聯(lián)，可以將投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合與各個(gè)基材相關(guān)聯(lián)。這兩種類型的投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD的譜分解都應(yīng)當(dāng)包含在分解為投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn的譜分解的形成中。
[0043 ]現(xiàn)在，在步驟1.1I中，重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)BD (sn(f))o在這種情境中，重建應(yīng)當(dāng)理解為通常的例如借助濾波反投影將獨(dú)立的投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn重建為圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)重建。可以將圖像數(shù)據(jù)BD劃分為譜分辨的圖像數(shù)據(jù)集合BDn，其包括相應(yīng)地與獨(dú)立的投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的、與位置有關(guān)的、即分別與一個(gè)圖像點(diǎn)xdg關(guān)聯(lián)的衰減值(yn(Xl，sn(f)))。也就是說(shuō)，換句話說(shuō)，在劃分為N個(gè)分譜時(shí)(例如當(dāng)檢測(cè)器包括N-1個(gè)能量閾值時(shí))，每個(gè)圖像點(diǎn)xAN個(gè)在譜方面不同的衰減值(yn(Xl，sn(f)))的集合相關(guān)聯(lián)。
[0044]現(xiàn)在，在步驟1.1II中，關(guān)于每個(gè)圖像點(diǎn)Xi，確定在譜方面不同的衰減值(μη(χ?, sn(f)))的極值(yext(Xl，sn—ext(f)))。例如，這可以是譜方面不同的衰減值yn(Xl，sn(f))的集合的衰減值，該衰減值是其中具有最大值的。
[0045]在步驟1.1V中，產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合BDR，其作為衰減值包括在步驟1.1II中確定的極值yeXt ( Xi，Sn_ext ( f ))。
[0046]在步驟1.V中，作為灰度值GSW以圖形表示所確定的圖像數(shù)據(jù)，其各自的灰度級(jí)對(duì)應(yīng)于分別相關(guān)聯(lián)的極值KxtUhSyxta))。所選擇的圖形表示也可以直觀地表示為譜方向上的MIP或MinIP。
[0047]在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法200。在方法200中，除了已經(jīng)在第一實(shí)施例中選擇的作為譜方向上的MIP或MinIP的表示之外，還可以以圖形表示關(guān)于相應(yīng)的衰減值的譜來(lái)源的信息。以這種方式，圖像數(shù)據(jù)包含一種類型的附加的譜維度。
[0048]步驟2.1至2.1V對(duì)應(yīng)于步驟1.1至1.1V，因此參考結(jié)合圖1對(duì)此的說(shuō)明。在步驟2.V中，除了極限衰減值之外，還將關(guān)于極值的譜來(lái)源的信息sn—ext加入圖像數(shù)據(jù)脳?中。此外，該譜信息Sn—由譜值VSn—表征。在步驟2.VI中，將譜值VSn—分別與色值FW相關(guān)聯(lián)，其中，色值FW例如對(duì)應(yīng)于色譜中的顏色C，其與投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn*的一個(gè)對(duì)應(yīng)或相關(guān)聯(lián)，所述投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合與不同的分譜sn(f)相關(guān)聯(lián)。也就是說(shuō)，利用該顏色C表示圖像數(shù)據(jù)的來(lái)源，其中，將與分別與一個(gè)分譜或譜段相關(guān)聯(lián)的投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn中的一個(gè)的關(guān)聯(lián)理解為來(lái)源。在步驟2.VII中，與所確定的色值FW和代表性圖像數(shù)據(jù)BDR對(duì)應(yīng)地，作為彩色圖像數(shù)據(jù)C以圖形表示所確定的圖像數(shù)據(jù)。在表示中，顏色的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于相應(yīng)地相關(guān)聯(lián)的譜極值yext(xi，sn—ext(f))，并且顏色對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的譜來(lái)源。也可以作為譜方向上的MIP或MinIP直觀地表示所選擇的圖形表示。
[0049]在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的多譜式成像方法300。步驟3.1至3.1I對(duì)應(yīng)于步驟1.1至1.1I或2.1至2.1I，因此關(guān)于其描述參考結(jié)合圖1的說(shuō)明。然而，與在前面描述的實(shí)施例100、200中不同，現(xiàn)在，在步驟3.1II中，在產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合BDR時(shí)，不僅確定衰減值的數(shù)據(jù)集合的極值lW(Xi，Sn—ext(f ))，還確定分別與具有其它分譜Sn—2ext(f )，sn—kext(f)的其它投影測(cè)量數(shù)據(jù)集合PMDn相關(guān)聯(lián)的另外的附加的譜衰減值y2ext(Xl，Sn—2ext(f )) , Ukext ( Xi，Sn_kext(f ))。在步驟3.1V中，附加地將每個(gè)圖像點(diǎn)Xi與所確定的附加的譜衰減值( Xi，Sn_2ext ( f ) )，Ukext ( Xi，Sn—kext ( f ))相關(guān)聯(lián)。在步驟3.V中，對(duì)各個(gè)圖像點(diǎn)Xi分配其相關(guān)聯(lián)的分譜 Sn—2ext(f ) , Sn—kext ( f )以及與分譜 Sn—2ext ( f ) , Sn—kext ( f )對(duì)應(yīng)的譜值 V S 2—kext，VSn_kext ο在步驟3.VI中，與所確定的譜值VSn—，VS2_kext，VSn—kext有關(guān)地對(duì)各個(gè)圖像點(diǎn)分配色值FW。因?yàn)楝F(xiàn)在對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)Xl*配了多個(gè)色值FW，因此對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)^形成了與所確定的色值FW對(duì)應(yīng)的各個(gè)顏色C的顏色混合CM。在步驟3.VII中，與所確定的代表性圖像數(shù)據(jù)BDR和相關(guān)聯(lián)的顏色混合CM對(duì)應(yīng)地以圖形表示所確定的圖像數(shù)據(jù)。在表示時(shí)，顏色混合CM中的顏色C的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于分別相關(guān)聯(lián)的衰減值y2ext( Xi，Sn_2ext(f ) ) , UkextC Xi，Sn—kext ( f ) ) , Uext ( Xi，Sn_ext ( f ))的大小，并且顏色混合CM中的顏色C對(duì)應(yīng)于相關(guān)聯(lián)的衰減值(y2ext ( Xi，Sn_2ext ( f ))，Ukext ( Xi，Sn—kext ( f ) )，Uext ( Xi，Sn_ext ( f ))的相應(yīng)的譜來(lái)源。所描述的方法優(yōu)選自動(dòng)執(zhí)行。
[0050]對(duì)此，在圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)確定裝置40。圖像數(shù)據(jù)確定裝置40例如可以是在圖5中示出的CT系統(tǒng)I的控制裝置20的一部分。圖像數(shù)據(jù)確定裝置40包括從CT系統(tǒng)1(參見圖5)的測(cè)量裝置(參見圖5)接收投影數(shù)據(jù)PMD的輸入接口 41。投影數(shù)據(jù)PMD是檢查對(duì)象O的待拍攝區(qū)域VOI的譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD(sn(f))，其與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜8?(0相關(guān)聯(lián)。投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD(sn(f))被傳輸?shù)街亟ㄗV分辨的圖像數(shù)據(jù)BD(sn(f))的重建單元42，所述譜分辨的圖像數(shù)據(jù)針對(duì)待拍攝區(qū)域VOI的每個(gè)圖像點(diǎn)X1，包括多個(gè)與預(yù)先確定的分譜sn(f)相關(guān)聯(lián)的衰減值μn(Xl，Sn(f))。重建的圖像數(shù)據(jù)BD(sn(f))被傳輸至Ij針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)Xi確定至少一個(gè)極限衰減值yext(Xi，Sn—ext(f ))的衰減值確定單元43。隨后，向圖像數(shù)據(jù)集合產(chǎn)生單元44傳輸極限衰減值μ#(Χι，Sn_ext(f))，圖像數(shù)據(jù)集合產(chǎn)生單元44由此產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合BDR，其中，對(duì)每個(gè)圖像Axi分配所確定的極限衰減值yext
(Xi，Sn—ext ( f ) ) ο
[0051 ]隨后，代表性圖像數(shù)據(jù)集合BDR傳輸?shù)捷敵鼋涌?45。輸出接口 45將代表性圖像數(shù)據(jù)集合BDR輸出到其它單元、例如存儲(chǔ)單元或圖像顯示單元、例如終端或屏幕。
[0052]在圖5中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有根據(jù)本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)確定裝置40的計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(CT系統(tǒng))1。
[0053]在此，CT系統(tǒng)I主要由掃描器10構(gòu)成，其中，在機(jī)架11上，具有檢測(cè)器16和與檢測(cè)器16相對(duì)的X光源15的投影數(shù)據(jù)獲取單元5圍繞測(cè)量空間12旋轉(zhuǎn)?；颊咧С醒b置3或患者臺(tái)3位于掃描器10前面，患者臺(tái)3的上部2可以與位于其上的患者O—起移入掃描器10，以便使患者O相對(duì)于檢測(cè)器系統(tǒng)16移動(dòng)通過(guò)測(cè)量空間12。掃描器10和患者臺(tái)3由控制裝置20控制，從控制裝置20經(jīng)由通常的控制接口 23獲得采集控制信號(hào)AS，以便以傳統(tǒng)方式根據(jù)預(yù)先給定的測(cè)量協(xié)議控制整個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)沿著與縱向通過(guò)測(cè)量空間12的系統(tǒng)軸ζ對(duì)應(yīng)的ζ方向移動(dòng)患者O以及X光源15同時(shí)旋轉(zhuǎn)，針對(duì)X光源15相對(duì)于患者O在測(cè)量期間得到螺旋軌跡。在此，檢測(cè)器16總是相對(duì)于X光源15—起并行地運(yùn)行，以便采集投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD，然后將其用于重建體積和/或?qū)訄D像數(shù)據(jù)。
[0054]也可以執(zhí)行連續(xù)測(cè)量方法，其中，駛向ζ方向上的固定位置，然后在一次旋轉(zhuǎn)、一次部分旋轉(zhuǎn)或者多次旋轉(zhuǎn)期間，在相關(guān)ζ位置采集所需的投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD，以便重建該ζ位置的片段圖像，或者以便根據(jù)多個(gè)Z位置的投影數(shù)據(jù)重建體積圖像數(shù)據(jù)。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的方法原則上也可用于例如具有多個(gè)X光源和/或檢測(cè)器和/或具有形成一個(gè)完整的環(huán)的檢測(cè)器的其它CT系統(tǒng)。
[0056]將由檢測(cè)器16獲取的投影測(cè)量數(shù)據(jù)PMD(下面也稱為原始數(shù)據(jù))經(jīng)由在本實(shí)施例中是圖像數(shù)據(jù)確定裝置40的輸入接口41的原始數(shù)據(jù)接口，傳輸?shù)娇刂蒲b置20或包含于其中的圖像數(shù)據(jù)確定裝置40。然后，在圖像數(shù)據(jù)確定裝置40中以上面描述的方式對(duì)該原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)確定裝置40在控制裝置20中在處理器上以軟件的形式實(shí)現(xiàn)。
[0057]在圖像數(shù)據(jù)確定裝置40中進(jìn)行處理之后，將所確定的代表性圖像數(shù)據(jù)BDR輸出到CT系統(tǒng)的控制裝置20的存儲(chǔ)單元22以及例如輸出單元。
[0058]最后，應(yīng)當(dāng)再一次指出，前面描述的方法和裝置僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行變形，而不脫離由權(quán)利要求給出的本發(fā)明的范圍。本發(fā)明不局限于應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，相反本發(fā)明原則上還可以應(yīng)用于為了其它目的、例如為了進(jìn)行材料檢測(cè)等而進(jìn)行的CT圖像拍攝。為了完整起見，還應(yīng)當(dāng)指出，不定冠詞“一”或“一個(gè)”的使用不是排他的，相關(guān)特征也可以以復(fù)數(shù)的形式存在。類似地，術(shù)語(yǔ)“單元”不排除其由在必要時(shí)也可能分布在空間中的多個(gè)部件構(gòu)成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種優(yōu)選用于多譜式CT成像的多譜式成像方法(100,200)，具有以下步驟: -采集檢查對(duì)象(O)的待成像區(qū)域(VOI)的譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)(PMD(sn(f)))，其與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜(sn(f))相關(guān)聯(lián)， -重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)(BD(sn(f))，其針對(duì)待成像區(qū)域(VOI)的每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)包括多個(gè)衰減值(yn(Xl，sn(f)))，其中，所述衰減值(yn(Xl，sn(f)))分別與預(yù)先確定的不同的分譜(sn(f))中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)， -基于所述多個(gè)衰減值㈨^^⑴”針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)^丨確定極限衰減值&^^，Sn—ext ( f )))， -產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)，其中，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)分配所確定的極限衰減值(14ext ( Xi，Sn—ext ( f ) ) ) ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(100，200)，其中，所述分譜(Sn(f))與不同的頻率間隔(If)或者不同的基材(BMn)相關(guān)聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法(100，200)，其中，所述極限衰減值化(^(^，?—(^(f)))是最大值或最小值。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法(100，200)，其中，在產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)時(shí)，附加地對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)分配關(guān)于與所確定的極限衰減值(yext(Xl，sn—ext(f)))相關(guān)聯(lián)的極限分譜(sn—Mt(f))的信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法(100，200)，其中，對(duì)分譜(&(^)中的每一個(gè)分配譜值(VSn)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法(100，200)，其中，關(guān)于與所確定的極限衰減值(μ#(Xl，Sn—ext(f)))相關(guān)聯(lián)的極限分譜(Sn—Mt(f))的附加信息包括與分別相關(guān)聯(lián)的極限分譜(Sn—ext(f))相關(guān)聯(lián)的極限譜值(VSn—ext)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法(100,200)，其中，以作為灰度級(jí)值顯示與每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)相關(guān)聯(lián)的極限衰減值(Kxt(Xl，sn—Mt(f)))的方式，顯示代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDr)08.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法(100，200)，其中，以與相關(guān)聯(lián)的極限譜值(VSn—Mt)有關(guān)地利用不同的顏色(C)顯示與每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)相關(guān)聯(lián)的極限衰減值(μ#(Χι，Sn—ext(f)))的方式，顯示代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)，其中，顏色(C)的強(qiáng)度(I)與相應(yīng)的極限衰減值(Uext ( Xi，Sn_ext ( f )))的大小有關(guān)。9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其中，針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)確定附加的第二高或第二小的譜衰減值(y2Mt(xi，sn—2ext(f)))或者另外的附加譜衰減值(ykMt(xi，Sn—kext(f)))，并且在產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)的步驟中，附加地將每個(gè)圖像點(diǎn)(^)與所確定的附加譜衰減值(y2ext(Xi ,Sn—2ext(f ) ) ,ykext(xi,Sn_kext(f )))和其相關(guān)聯(lián)的分譜(Sn_2ext(f), Sn_kext (f ))和/或與分譜(Sn—2ext(f )，Sn_kext (f ))對(duì)應(yīng)的譜值(VS2_kext，VSn_kext)相關(guān)聯(lián)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法(200)，其中，代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)以如下方式被顯示:與分別相關(guān)聯(lián)的譜值(VSn—ext，VSn—2ext，VSn—kext)有關(guān)地利用不同的顏色(C)顯示與共同的圖像點(diǎn)(X i )相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值(( Xi，Sn_ext (f)) , Ukext ( Xi, Sn_kext(f)))，其中，不同的顏色(C)的強(qiáng)度(I)與相應(yīng)的譜衰減值(yext(Xl，Sn—ext(f))，ykext(Xl，Sn—2(^α))，μι^(Χι，8η—kext(f)))的大小有關(guān)，并且與該共同的圖像點(diǎn)(Xl)相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值(yext ( Xi，Sn_ext ( f ) )，Ukext ( Xi，Sn—kext ( f )))共同作為顏色(C )的顏色混合(CM)來(lái)顯示，所述顏色和與該共同的圖像點(diǎn)(X1)相關(guān)聯(lián)的極限譜衰減值和附加譜衰減值(14ext ( Xi，Sn—ext ( f ) ) , l^kext ( Xi，Sn—kext ( f )))相關(guān)聯(lián) ο11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法(100,200)，其中，將所產(chǎn)生的代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDR)劃分為多個(gè)層，所述多個(gè)層作為二維圖像數(shù)據(jù)被顯示，其中，二維顯示作為空間上的MIP或MinIP或MPR顯示來(lái)進(jìn)行。12.—種特別用于多譜式CT成像的圖像數(shù)據(jù)確定裝置(40)，具有: -輸入接口(41)，用于從檢查對(duì)象(O)的待成像區(qū)域(VOI)中采集譜分辨的投影測(cè)量數(shù)據(jù)(PMD(sn(f)))，所述投影測(cè)量數(shù)據(jù)與多個(gè)預(yù)先確定的不同的分譜(sn(f))相關(guān)聯(lián)， -重建單元(42)，用于重建譜分辨的圖像數(shù)據(jù)m)(Sn(f))，所述譜分辨的圖像數(shù)據(jù)針對(duì)待成像區(qū)域(VOI)的每個(gè)圖像點(diǎn)(X1)包括多個(gè)與預(yù)先確定的分譜(sn(f))相關(guān)聯(lián)的衰減值(μη(xi,Sn(f))), -衰減值確定單元(43)，用于針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(Xi)確定極限衰減值(yextUi’sn—ext(f)))，-圖像數(shù)據(jù)集合產(chǎn)生單元(44)，用于產(chǎn)生代表性圖像數(shù)據(jù)集合(BDr)，其中，對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)(Xi )分配所確定的極限衰減值(Uext ( Xi，Sn_ext ( f )))。13.一種計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(I)，包括具有根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像數(shù)據(jù)確定裝置(40)的控制裝置(20)。14.一種具有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其能夠以程序段直接加載到計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(I)的控制裝置的存儲(chǔ)裝置中，以便在計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(I)的控制裝置中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。15.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有運(yùn)算單元能讀取并且能執(zhí)行的程序段，以便在由所述運(yùn)算單元執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)段時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
【文檔編號(hào)】A61B6/03GK106056642SQ201610220577
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日 公開號(hào)201610220577.2, CN 106056642 A, CN 106056642A, CN 201610220577, CN-A-106056642, CN106056642 A, CN106056642A, CN201610220577, CN201610220577.2
【發(fā)明人】T.奧爾門丁格, R.勞帕克, B.施密特, H.舍恩杜布
【申請(qǐng)人】西門子公司