多谱成像方法和装置制造方法_陈平专利（多谱,成像,装置）-早鸽网

一种多谱成像方法和装置制造方法

专利名称

一种多谱成像方法和装置制造方法
发明者

陈平, 韩焱, 刘宾, 潘晋孝, 王黎明, 苏新彦, 牛素鋆
公开日

2014年6月25日
申请日期

2014年3月20日
优先权日

2014年3月20日
申请人

中北大学
文档编号

A61B6/03GK103876772SQ201410105317
关键字

多谱成像装置制造
权利要求

1.一种多谱成像方法，其特征在于，包括确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数；根据确定结果，对所述检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列；根据所述递变能量投影序列进行多谱计算机断层扫描CT重建，得到不同能量下的衰减图像；对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定检测对象的能谱滤波范围包括针对所述检测对象中的每种组分i，分别进行以下处理根据组分i的衰减系数变化率模型，确定出组分i对应的最大能量Emax ；按照预定关系确定出该Emax对应的最小能量Emin的取值范围；所述预定关系为-.h Σ 5(￡)exp(^^nt{E)pidi}Δ￡ e j ；其中，S(E)表示在经过能谱滤波后，能量为E的光子数占射线穿过所述检测对象之前的光子数Itl的比例表示所述检测对象中包括的组分种类数，Hii(E)表示组分i在能量E下的质量衰减系数，P i表示组分i的密度，Cli表`示组分i的厚度，X表示探测器能够接收到的有效数据范围，Λ E表示E的取`值间隔；分别确定位于取值范围内的各Emin是否满足以下条件￡ S(E)Ml(E)PliIlAEKl; 如果是，则保留该Emin,否则,丢弃该Emin ；将保留的各Emin中取值最小的作为组分i对应的Emin ；所述确定检测对象的能谱分离次数包括统计各组分对应的Emax中出现的不同取值数，将统计结果作为所述能谱分离次数3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括当N个组分对应的Emax相同时,N为大于I的正整数，将这N个组分对应的Emax中取值最小的作为这N个组分及该Emax对应的Emin ；针对每个不同取值的Emax,分别根据其对应的Emin确定出该Emax对应的滤波片的材料和厚度；所述对所述检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列包括按照从小到大的顺序，对各不同取值的Emax进行排序；按照排序顺序，根据各不同取值的Emax进行递变能量的CT扫描；并且，在射线发射窗口处分别附加与各不同取值的Emax相对应的滤波片4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述递变能量投影序列进行多谱CT重建，得到不同能量下的衰减图像包括针对每个能量，分别确定该能量下的每种组分i对应的衰减图像；其中，所述确定该能量下的每种组分i对应的衰减图像包括按照迭代的方式进行以下计算 5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像包括利用基于主成分分析的多谱融合算法，分别提取出每幅衰减图像中相对独立的主成分图像；根据提取结果，通过自适应加权融合，得到融合图像；通过对所述融合图像进行着色，得到所述真彩CT图像6.一种多谱成像装置，其特征在于，包括射线滤波与分离模块，用于确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数，并将确定结果发送给递变能量成像模块；所述递变能量成像模块，用于根据确定结果，对所述检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列，并将所述递变能量投影序列发送给多谱计算机断层扫描CT重建模块；所述多谱CT重建模块，用于根据所述递变能量投影序列进行多谱CT重建，得到不同能量下的衰减图像，并将得到的各衰减图像发送给多谱融合模块；所述多谱融合模块，用于对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述射线滤波与分离模块针对所述检测对象中的每种组分i，分别根据组分i的衰减系数变化率模型，确定出组分i对应的最大能量Emax ;按照预定关系确定出该Emax对应的最小能量Emin的取值范围；分别确定位于取值范围内的各Emin是否满足预定条件；如果是，则保留该Emin，否则，丢弃该Emin ;将保留的各Emin中取值最小的作为组分i对应的Emin ；其中，所述预定关系为- 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述射线滤波与分离模块进一步用于，当N个组分对应的Emax相同时，N为大于I的正整数，将这N个组分对应的Emax中取值最小的作为这N个组分及该Emax对应的Emin ；针对每个不同取值的Emax,分别根据其对应的Emin确定出该Emax对应的滤波片的材料和厚度，并通知给所述递变能量成像模块；所述递变能量成像模块按照从小到大的顺序，对各不同取值的Emax进行排序；按照排序顺序，根据各不同取值的Emax进行递变能量的CT扫描；并且，在射线发射窗口处分别附加与各不同取值的Emax相对应的滤波片9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，` 所述多谱CT重建模块针对每个能量，分别确定该能量下的每种组分i对应的衰减图像；其中，针对该能量下的每种组分i，分别按照迭代的方式进行以下计算 10.根据权利要求6、7、8或9所述的装置，其特征在于，所述多谱融合模块利用基于主成分分析的多谱融合算法，分别提取出每幅衰减图像中相对独立的主成分图像；根据提取结果，通过自适应加权融合，得到融合图像；通过对所述融合图像进行着色，得到所述真彩CT图像
技术领域

[0001]本发明涉及计算机断层扫描(CT,Computer Tomography)技术,特别涉及一种多谱成像方法和装置
专利摘要

本发明公开了一种多谱成像方法和装置确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数；根据确定结果，对检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列；根据递变能量投影序列进行多谱CT重建，得到不同能量下的衰减图像；对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像。应用本发明所述方案，能够扩大CT系统的适用范围。
发明内容
专利说明

一种多谱成像方法和装置

专利详情
全文pdf
权力要求
说明书
法律状态

一种多谱成像方法和装置制造方法[0002]X射线CT成像技术目前已经广泛应用于医学、工业、安全检测等领域，并发挥了无可替代的作用。[0003]但随着技术的发展，适用于疵病检测、结构分析等的现有单能X射线CT成像技术，已经不能满足现代工业以及现代医学中组分定量化检测的功能成像需求。这是因为现有的CT系统均是基于单能假设实现检测对象的结构成像的，无法实现多谱定量分析及功能成像，即无法实现多谱成像，从而限制了 CT系统的适用范围。
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种多谱成像方法和装置，能够扩大CT系统的适用范围。[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:[0006]一种多谱成像方法，包括:[0007]确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数；
[0008]根据确定结果，对所述检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列；
[0009]根据所述递变能量投影序列进行多谱计算机断层扫描CT重建，得到不同能量下的衰减图像；
[0010]对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像。
[0011]一种多谱成像装置，包括:
[0012]射线滤波与分离模块，用于确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数，并将确定结果发送给递变能量成像模块；
[0013]所述递变能量成像模块，用于根据确定结果，对所述检测对象进行变能量成像，得到能谱分离的递变能量投影序列，并将所述递变能量投影序列发送给多谱计算机断层扫描CT重建模块；
[0014]所述多谱CT重建模块，用于根据所述递变能量投影序列进行多谱CT重建，得到不同能量下的衰减图像，并将得到的各衰减图像发送给多谱融合模块；
[0015]所述多谱融合模块，用于对得到的各衰减图像进行多谱融合，得到所需的真彩CT图像。
[0016]可见，采用本发明所述方案，可基于现有CT系统，利用射线滤波和变能量成像等技术，实现射线发射端能谱分离，在此基础上，可进一步利用多谱CT重建和多谱融合等技术，得到真彩CT图像，从而实现了多谱成像，进而扩大了 CT系统的适用范围。

[0017]图1为本发明多谱成像方法实施例的流程图。
[0018]图2为本发明多谱成像装置实施例的组成结构示意图。

[0019]为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步的详细说明。
[0020]图1为本发明多谱成像方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤11~14。
[0021]步骤11:确定检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数。
[0022]要实现真彩CT成像，需要确保每个能量下的投影数据为单能或近似单能数据，而现有的CT系统中，由于轫致辐射，所获得的投影为宽谱投影，因此无法进一步实现能谱分离。
[0023]为此，本步骤中，可首先基于检测对象的组分和外形尺寸等先验信息，确定出检测对象的能谱滤波范围和能谱分离次数，从而为后续的递变能量投影序列的获取提供能量参数设置依据。
[0024]另外，在X射线成像过程中，通过在射线发射端附加不同材料和厚度的滤波片，如铝、钢和钽等，可使较宽的连续谱变为近似单能的窄谱，从而可克服连续谱成像所出现的硬化伪影等；同时，不同材料的衰减系数随着射线能量的变化率不同，在单能成像的条件下，可依据衰减系数的变化率差异达到检测对象组分区分的目的，从而满足多谱成像的需求；但是，对射线滤波(能谱滤波)会增大投影的噪声水平，从而影响投影质量；为此，本发明所述方案中需要在满足组分区分度的前提下，尽可能地减小射线滤波程度，从而保证投影质量。
[0025]相应地，本发明所述方案中，针对检测对象中的每种组分i，可分别按照步骤I)~
3)所示方式进行处理。
[0026]I)根据组分i的衰减系数变化率模型，确定出组分i对应的最大能量Emax ；
[0027]本步骤的具体实现为现有技术。
[0028]2)按照预定关系确定出该Emax对应的最小能量Emin的取值范围；

查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利