用于多能組織量化的設(shè)備和方法
【專利摘要】用于多能組織量化的設(shè)備包括x射線成像系統(tǒng)，該x射線成像系統(tǒng)包括：x射線源，其配置成朝要成像的對象發(fā)射x射線束；檢測器，其配置成接收由該對象衰減的x射線；以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），其操作地耦合于該檢測器。對操作地連接到該x射線源和DAS的計算機編程以促使該x射線源以第一kVp和第二kVp中的每個朝該檢測器發(fā)射x射線、從以第一和第二kVp發(fā)射通過感興趣區(qū)域（ROI）的x射線采集x射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的x射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第一多物質(zhì)分解。還對該計算機編程以基于該第一多物質(zhì)分解將ROI中第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化并且向用戶顯示該第一物質(zhì)的體積分數(shù)。
【專利說明】用于多能組織量化的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般來說涉及診斷成像，并且更具體地，涉及用于一個或多個感興趣組織的多能組織量化的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學成像裝置包括X射線系統(tǒng)、磁共振(MR)系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)、計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)系統(tǒng)、超聲、核醫(yī)學和其他類型的成像系統(tǒng)。典型地，在CT成像系統(tǒng)中，X射線源朝受檢者或?qū)ο?例如患者或行李件)發(fā)射扇形束。在下文中，術(shù)語“受檢者”和“對象”將包括能夠被成像的任何東西。束在由受檢者衰減后撞擊輻射檢測器的陣列。在該檢測器陣列處接收的衰減束輻射的強度典型地取決于由受檢者對X射線束的衰減。檢測器陣列的每個檢測器元件產(chǎn)生指示由每個檢測器元件接收的衰減束的單獨電信號。這些電信號傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于分析，其最終產(chǎn)生圖像。
[0003]一般，X射線源和檢測器陣列繞著在成像平面內(nèi)并且圍繞受檢者的門架開口旋轉(zhuǎn)。X射線源典型地包括X射線管，其在焦點處發(fā)射X射線。X射線檢測器典型地包括用于使在檢測器處接收的X射線束準直的準直器、鄰近該準直器用于將X射線轉(zhuǎn)換成光能的閃爍體和用于從該鄰近的閃爍體接收光能并且從其產(chǎn)生電信號的光電二極管。
[0004]典型地，閃爍體陣列中的每個閃爍體將X射線轉(zhuǎn)換成光能。每個閃爍體向鄰近其的光電二極管釋放光能。每個光電二極管檢測該光能并且生成對應的電信號。光電二極管的輸出然后傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于圖像重建。然而，這樣的典型系統(tǒng)不包括當X射線通過正成像的對象時辨別X射線的光譜能含量的能力。
[0005]然而，如本領(lǐng)域內(nèi)已知的，已經(jīng)開發(fā)多能光譜CT系統(tǒng)，其可以揭示對象中不同物質(zhì)的密度并且生成以多個單色X射線能量水平采集的圖像。在沒有對象散射的情況下，系統(tǒng)基于來自光譜中的兩個光子能量區(qū)域(入射X射線光譜的低能和高能部分)的信號得出處于不同能量的行為。已經(jīng)開發(fā)不同的方式來實現(xiàn)雙能或光譜成像。僅舉幾例，雙X射線源和檢測器、具有能量辨別檢測器的單X射線源以及具有以不同kVp的多個采集或交錯有快速kVp轉(zhuǎn)換能力的單X射線源和檢測器是技術(shù)的示例。
[0006]在雙X射線源和檢測器系統(tǒng)中，典型地提供兩個X射線源，每個具有安置在其對面的相應檢測器，使得X射線可從具有不同光譜能含量的每個源發(fā)射。從而，基于已知的源的能量差異，閃爍或能量積分裝置可足以區(qū)分正成像的對象內(nèi)的不同物質(zhì)和能含量。
[0007]在具有能量辨別檢測器的單X射線源中，可使用能量靈敏檢測器使得到達檢測器的每個X射線光子記錄有它的光子能量。這樣的系統(tǒng)可使用直接轉(zhuǎn)換檢測器物質(zhì)來代替閃爍體。
[0008]肝臟脂肪的準確量化在脂肪肝疾病的診斷、表征和治療中是重要的。脂肪肝疾病的早期診斷與為此關(guān)聯(lián)的治療可以幫助防止更嚴重的肝臟疾病的發(fā)病并且甚至可以引起一些形式的脂肪肝疾病的逆轉(zhuǎn)。此外，肝臟脂肪的濃度可以用作肝臟切除術(shù)的臨床診斷。
[0009]肝臟活檢是用于肝臟脂肪量化的技術(shù)，但活檢結(jié)果可能由于取樣錯誤而遭受爭議。另外，肝臟活檢需要侵入性過程來獲得對其執(zhí)行活檢的組織樣本。
[0010]利用磁共振(MR)、超聲(US)和計算機斷層攝影(CT)掃描儀的非侵入性成像具有日益增加的興趣和接受度。這三個模態(tài)中，MR最常被引用為肝臟脂肪量化的較好模態(tài)，因為它提供若干方法用于直接并且準確的肝臟脂肪量化。然而，期望MR的備選，因為MR掃描是昂貴并且耗時的。
[0011]當前存在許多技術(shù)用于肝臟脂肪用CT的量化，并且全部依賴肝臟脂肪含量和肝臟衰減之間的相反關(guān)系。第一技術(shù)牽涉采用Hounsfield單位(HU)的值的肝臟衰減的直接測量。第二和第三技術(shù)通過脾臟的平均HU值將肝臟的平均HU值正規(guī)化，并且牽涉計算差(肝臟減去脾臟)或比(典型地，脾臟對肝臟)。然而，這些技術(shù)是半量化的并且啟發(fā)式地推斷肝臟脂肪的濃度。[0012]這些CT技術(shù)的一個限制是它們對于碘化造影增強CT采集是不實用的，其中碘化造影劑的存在使HU值大大偏斜。該變化性取決于給予哪個造影劑、造影介質(zhì)的患者特定的吸收率和成像的造影增強階段(動脈、門靜脈、延遲的)。此外，肝臟和脾臟的HU值常常通過使用2D感興趣區(qū)域(ROI)獲得，其可導致安置和配準錯誤，并且可不代表整個肝臟。盡管雙能CT (DECT)可經(jīng)由物質(zhì)分解來克服造影增強的限制，現(xiàn)有的方法仍然依賴HU值并且從而在性質(zhì)上仍然是半量化的。
[0013]因此，具有克服前面提到的缺點的脂肪量化的系統(tǒng)和方法將是可期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]根據(jù)本發(fā)明的方面，X射線成像系統(tǒng)包括:x射線源，其配置成朝要成像的對象發(fā)射X射線束；檢測器，其配置成接收由該對象衰減的X射線；以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，其操作地耦合于該檢測器。對操作地連接到該X射線源和DAS的計算機編程以促使該X射線源以第一 kVp和第二 kVp中的每個朝該檢測器發(fā)射X射線、從以第一和第二 kVp發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線采集X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第一多物質(zhì)分解。還對該計算機編程以基于該第一多物質(zhì)分解將ROI中第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化并且向用戶顯示該第一物質(zhì)的體積分數(shù)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，X射線成像的方法包括采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)將ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解。該方法還包括將ROI內(nèi)該多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化并且顯示該量化的體積分數(shù)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的再另一個方面，計算機可讀存儲介質(zhì)具有存儲在其上的包括指令的計算機程序，這些指令在由計算機執(zhí)行時促使該計算機采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)將ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解。這些指令進一步促使計算機將ROI內(nèi)該多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化并且顯示該量化的體積分數(shù)。
[0017]提供一種X射線成像系統(tǒng)，其包括:
X射線源，其配置成朝要被成像的對象發(fā)射X射線束；
檢測器，其配置成接收由所述對象衰減的所述X射線；
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，其操作地耦合于所述檢測器；以及計算機，其操作地連接到所述X射線源和所述DAS，對所述計算機編程以:
促使所述X射線源以第一 kVp和第二 kVp中的每個朝所述檢測器發(fā)射X射線；
從以所述第一和第二 kVp發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線采集X射線數(shù)據(jù)；
基于采集的X射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第一多物質(zhì)分解；
基于所述第一多物質(zhì)分解將所述ROI中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化；以及 向用戶顯示所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)。
[0018]優(yōu)選的，被編程以將所述體積分數(shù)量化的所述計算機被編程以將所述ROI內(nèi)的感興趣對象中的所述第一物質(zhì)的全局量的所述體積分數(shù)量化。
[0019]優(yōu)選的，所述感興趣對象包括器官。
[0020]優(yōu)選的，所述器官包括肝臟。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述第一物質(zhì)包括脂肪。
[0022]優(yōu)選的，進一步對所述計算機編程以基于所述第一物質(zhì)的所述體積分數(shù)對所述ROI內(nèi)的感興趣對象分級。
[0023]優(yōu)選的，被編程以對所述感興趣對象分級的所述計算機被編程以:
確定所述感興趣對象內(nèi)脂肪的百分比；以及
基于所述脂肪的百分比將脂肪變 性得分應用于所述感興趣對象。
[0024]優(yōu)選的，進一步對所述計算機編程以:
對所述ROI內(nèi)的子區(qū)域分段；以及
掩蓋在所述子區(qū)域外部的所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)數(shù)據(jù)。
[0025]優(yōu)選的，被編程以對所述子區(qū)域分段的所述計算機被編程以對肝臟的奎諾段分段。
[0026]優(yōu)選的，進一步對所述計算機編程以在執(zhí)行所述第一多物質(zhì)分解之前對所述子區(qū)域分段。
[0027]優(yōu)選的，進一步對所述計算機編程以:
基于采集的X射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第二多物質(zhì)分解；
基于所述第二多物質(zhì)分解識別造影物質(zhì)；以及 基于所述造影物質(zhì)的去除來執(zhí)行所述第一多物質(zhì)分解。
[0028]優(yōu)選的，進一步對所述計算機編程以:
對所述ROI內(nèi)的腫瘤或病變分段；
將所述腫瘤或病變中所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化；以及 基于量化的所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)來對所述腫瘤或病變歸類。
[0029]提供一種X射線成像的方法，其包括:
采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)；
基于采集的X射線數(shù)據(jù)將所述ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解；
將所述ROI內(nèi)所述多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化；并且 顯示量化的體積分數(shù)。
[0030]優(yōu)選的，量化包括將所述ROI內(nèi)的對象中所述第一物質(zhì)的全局體積分數(shù)量化或?qū)⑺鯮OI內(nèi)的所述對象的每個體素內(nèi)所述第一物質(zhì)的局部體積分數(shù)量化。
[0031]優(yōu)選的，所述方法進一步包括基于所述全局體積分數(shù)或所述局部體積分數(shù)來對所述對象分級。
[0032]優(yōu)選的，所述方法進一步包括從所述對象的第二段對所述ROI內(nèi)的對象的第一段分段。
[0033]提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其具有存儲在其上的包括指令的計算機程序，所述指令在由計算機執(zhí)行時促使所述計算機:
采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)；
基于采集的X射線數(shù)據(jù)將所述ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解；
將所述ROI內(nèi)所述多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化；并且 顯示量化的體積分數(shù)。
[0034]優(yōu)選的，促使所述計算機來量化的所述指令促使所述計算機將所述ROI內(nèi)的對象中所述第一物質(zhì)的全局體積分數(shù)量化或?qū)⑺鯮OI內(nèi)的所述對象的每個體素內(nèi)所述第一物質(zhì)的局部體積分數(shù)量化。
[0035]優(yōu)選的，所述指令進一步促使所述計算機:
識別所述ROI內(nèi)感興趣對象內(nèi)的腫瘤或病變；以及
基于所述腫瘤或病變內(nèi)所述第 一物質(zhì)的量化體積分數(shù)來對所述腫瘤或病變歸類。
[0036]優(yōu)選的，所述指令進一步促使所述計算機:
使所述ROI內(nèi)肝臟的至少一個奎諾段隔離；以及
基于其中的所述第一物質(zhì)的量化體積分數(shù)來計算所述至少一個奎諾段的等級，其中所述第一物質(zhì)包括脂肪。
[0037]本發(fā)明的各種其他特征和優(yōu)勢將從下列詳細描述和附圖變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]附圖圖示目前設(shè)想用于實施本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
[0039]在附圖中:
圖1是CT成像系統(tǒng)的不圖。
[0040]圖2是在圖1中圖示的系統(tǒng)的框示意圖。
[0041]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于將組織的體積分數(shù)量化的技術(shù)的圖示。
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例用于將組織的體積分數(shù)量化的技術(shù)的圖示。
[0043]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例用于將組織的體積分數(shù)量化的技術(shù)的圖示。
[0044]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例用于將組織的體積分數(shù)量化的技術(shù)的圖示。
【具體實施方式】
[0045]本發(fā)明的操作環(huán)境關(guān)于六十四切片計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)而描述。然而，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到本發(fā)明同樣能適用于與其他多切片配置一起使用。此外，本發(fā)明將關(guān)于X射線的檢測和轉(zhuǎn)換而描述。然而，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將進一步意識到本發(fā)明同樣能適用于其他高頻電磁能的檢測和轉(zhuǎn)換。本發(fā)明將關(guān)于“第三代”CT掃描儀描述，但同樣可與其他CT系統(tǒng)一起能適用。
[0046]參考圖1和2，計算機斷層攝影(CT)成像系統(tǒng)10示出為包括門架12，其代表“第三代” CT掃描儀。門架12具有X射線源14，其通過動態(tài)控制的多位置光譜濾波器17并且朝該門架12的相對側(cè)上的檢測器組裝件或準直器18投射X射線束16。由X射線源14生成的X射線束16由患者前準直器19準直成期望的尺寸，例如通過使用在X射線源前面的鎢刀片和不同的檢測器孔徑，以便限定從X射線源14出現(xiàn)的X射線束16的大小和形狀。 [0047]如在圖2中示出的，檢測器組裝件18由多個檢測器20和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS) 32形成。多個檢測器20感測穿過醫(yī)療患者22的投射X射線，并且DAS 32將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于后續(xù)處理，其中處理的數(shù)據(jù)通常稱為投影數(shù)據(jù)或投影。每個檢測器20產(chǎn)生代表碰撞X射線束的強度以及因此代表當它穿過患者22時衰減束的強度的模擬電信號。在掃描來采集X射線投影數(shù)據(jù)期間，門架12和安裝在其上的組件繞著旋轉(zhuǎn)中心24旋轉(zhuǎn)。
[0048]門架12的旋轉(zhuǎn)、X射線源14的操作和多位置光譜濾波器17的操作由CT系統(tǒng)10的控制機構(gòu)26管理。控制機構(gòu)26包括提供電力和定時信號給X射線源14的X射線控制器28、控制門架12的轉(zhuǎn)速與位置的門架馬達控制器30以及控制光譜濾波器17中的濾波器元件的安置的濾波器控制器31。圖像重建器34從DAS 32接收采樣且數(shù)字化的X射線數(shù)據(jù)并且執(zhí)行高速重建。重建的圖像作為輸入應用于計算機36，其將圖像存儲在大容量存儲裝置38中。
[0049]計算機36還經(jīng)由控制臺40從操作者接收命令和掃描參數(shù)，該控制臺40具有例如鍵盤、鼠標、語音激活控制器或任何其他適合的輸入設(shè)備的一些形式的操作者接口。關(guān)聯(lián)的顯示器42允許操作者觀察來自計算機36的重建圖像和其他數(shù)據(jù)。操作者供應的命令和參數(shù)由計算機36使用來提供控制信號和信息給DAS 32、X射線控制器28和門架馬達控制器30。另外，計算機36操作臺馬達控制器44，其控制電動臺46來安置患者22和門架12。特別地，臺46使患者22整體或部分地移動通過圖1的門架開口 48。
[0050]參考圖3，圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于將感興趣組織或器官中的一個或多個物質(zhì)量化的技術(shù)50。技術(shù)50包括在框52處從成像受檢者的感興趣區(qū)域(ROI)采集2D或3D多能X射線數(shù)據(jù)。根據(jù)一個實施例，采用CT系統(tǒng)10用于多能成像。在另一個實施例中，可使用另一個X射線系統(tǒng)(未示出)。
[0051]在多能成像中，典型地在不同的管峰值千伏(kVp)水平獲得成像的受檢者/對象的兩個或以上的投影數(shù)據(jù)集，所述不同的管峰值千伏(kVp)水平改變包括發(fā)射的X射線束的入射光子的能量的峰值和光譜。即，X射線源14在兩個或以上不同的管kVp水平操作。在一個示例中，低和高kVp光譜分別是70kV和140kV，并且在一個示例中，低kVp電勢和高kVp電勢對于快速kVp轉(zhuǎn)換各自持續(xù)小于一毫秒的時段。然而，要理解根據(jù)本發(fā)明對于多能成像可選擇任何低和高kVp光譜。還要理解在低和高kVp電勢的一毫秒持續(xù)時間是示例，并且根據(jù)本發(fā)明，可取決于成像應用實現(xiàn)任何長度的時段。即，對于示例中的緩慢kVp轉(zhuǎn)換，以低kVp的完整數(shù)據(jù)集可在以高kVp的完整數(shù)據(jù)集采集之前采集，并且反之亦然。也設(shè)想了用于采集多水平數(shù)據(jù)的其他眾所周知的技術(shù)。
[0052]在框54處，對采集的投影數(shù)據(jù)集執(zhí)行算法來從其生成水圖像和碘圖像。這些水和碘圖像在框56處轉(zhuǎn)換成線性衰減系數(shù)空間中的數(shù)據(jù)集，并且在框58處，使用線性衰減系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行多物質(zhì)分解算法以在ROI中使目標物質(zhì)互相分離為相應的數(shù)據(jù)集。例如，在MMD期間，線性衰減系數(shù)空間中的數(shù)據(jù)集可用于在ROI中生成對脂肪的第一數(shù)據(jù)集和對軟組織的第二數(shù)據(jù)集。然而，預想還可對其他物質(zhì)創(chuàng)建其他數(shù)據(jù)集。線性衰減系數(shù)空間數(shù)據(jù)集用于在框60處確定每個體素中物質(zhì)的體積分數(shù)。例如，可確定每個體素中脂肪的百分比和軟組織的百分比。[0053]盡管可在整個ROI上執(zhí)行技術(shù)50，限制存儲的或向用戶示出的數(shù)據(jù)量或使該數(shù)據(jù)量減少，這可以是可期望的。因此，如在框62中示出的，可執(zhí)行分段算法來使ROI內(nèi)的特定區(qū)或段隔離。根據(jù)本發(fā)明的實施例，分段可自動對預定組織類型或器官分段。例如，分段可自動對與預定器官(例如，肝臟)對應的體素分段。在半自動實施例中，用戶可在運行中選擇組織或器官。在手動實施例中，可向用戶示出ROI的圖像，并且可允許用戶選擇或抽取包含感興趣組織或器官的區(qū)域。分段算法(無論是自動、半自動或手動的)掩蓋未分段數(shù)據(jù)使得保留在分布圖中的體積分數(shù)數(shù)據(jù)可只與分段區(qū)域?qū)?。預想可比在圖3中示出的更早地在技術(shù)50中執(zhí)行框62處的分段。例如，可在框58處執(zhí)行MMD算法之前執(zhí)行分段。
[0054]為了基于整個ROI中或其分段部分中物質(zhì)的體積分數(shù)而將組織百分比(例如，諸如脂肪)量化，技術(shù)50確定64是否將全局組織百分比量化。如果是這樣的話66，整個ROI或分段部分中一個或多個物質(zhì)的比在框68處被全局量化。在框70處，計算整個ROI或分段部分中全局組織的等級。組織的等級可基于工業(yè)標準尺度或圖，例如在一個實施例中是脂肪變性得分。例如，如果肝臟中脂肪的百分比小于5%，可計算零等級(例如，健康的)。如果肝臟中脂肪的百分比大于或等于5%并且小于或等于33%，可計算一等級(例如，低脂肪)。對于肝臟中脂肪的百分比大于33%但小于或等于66%，可計算二等級(例如，中等脂肪)。對于在66%以上的肝臟脂肪百分比，可計算三等級(例如，脂肪非常多)。然而，預想可使用其他等級系統(tǒng)。在框72處，全局組織比和/或等級可向用戶示出或存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。
[0055]如果未對全局組織百分比量化74，在框76處使用體積分數(shù)來生成組織的局部體積分數(shù)分布圖。在框78處生成組織的局部等級分布圖。在框76、78處生成的分布圖(無論是與整個R0I還是與分段部分對應)可在框80處向用戶示出或存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。
[0056]在框72、80處的顯示可包括3D體積顯示或逐片2D顯示。顯示可與對應區(qū)域的解剖圖像重建一起被圖示，并且可在解剖結(jié)構(gòu)的頂部對顯示進行彩色編碼。另外，顯示可包括計算數(shù)據(jù)的散射或柱狀標繪圖。
[0057]圖4圖示包含圖3的技術(shù)50的步驟連同用于在存在碘化造影劑下采集多能X射線數(shù)據(jù)時去除造影的步驟的技術(shù)82。已經(jīng)在上文描述與技術(shù)50 —樣的步驟。
[0058]為了從執(zhí)行框58的MMD所在的數(shù)據(jù)去除造影物質(zhì)，在框84處使用線性衰減系數(shù)數(shù)據(jù)執(zhí)行第一 MMD以至少使造影物質(zhì)和血液與ROI中的其他組織分離。在框86處，造影物質(zhì)數(shù)據(jù)被去除或被血液數(shù)據(jù)所代替來從線性衰減系數(shù)數(shù)據(jù)集去除造影物質(zhì)。之后，如上文描述的那樣執(zhí)行步驟60-80。
[0059]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例用于對腫瘤或病變歸類的技術(shù)88。技術(shù)88包含圖3的技術(shù)50的步驟52-62，其已經(jīng)在上文描述。
[0060]在框90處，從ROI對腫瘤或病變分段。腫瘤/病變分段可基于多物質(zhì)分解而自動確定或可基于用戶輸入而半自動或手動確定。被分段來包含腫瘤/病變的ROI的區(qū)域的組織比(例如，脂肪比)在框92處被量化，該組織比用于對腫瘤/病變歸類。歸類算法可基于在框94處量化的組織數(shù)據(jù)來選擇腫瘤/病變的類型。例如，病變中脂肪的量可用于根據(jù)與已知病變類型中脂肪水平的比較而對病變歸類。組織比和/或腫瘤/病變的歸類可在框96處向用戶示出或存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。
[0061]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例用于在肝臟段中將組織比量化的技術(shù)98。技術(shù)98包含圖3的技術(shù)50的步驟52-62，其已經(jīng)在上文描述。
[0062]技術(shù)98包括將肝臟分段成肝臟奎諾(Couinaud)段中的一個或多個。相似地，可采用類似的方式對肝葉分段。這樣的分段可以半自動地基于門靜脈的識別或可基于基于平面的分段而半自動地執(zhí)行。因此，技術(shù)98確定100是否經(jīng)由肝臟脈管分段技術(shù)識別一個或多個奎諾段。如果是這樣的話102，用戶在框104處識別肝臟的解剖圖像上的肝臟脈管(例如，門靜脈或其他肝動脈或靜脈)的區(qū)域?；谟脩糇R別的肝臟脈管區(qū)域，在框106處，期望的肝臟的一個或多個奎諾段自動與剩余物分離或分段。備選地，分段可完全是手動的，其中用戶識別整個奎諾段。如果要在框108處執(zhí)行基于平面的分段，框110允許用戶基于向用戶顯示的解剖圖像來選擇或限定期望的一個或多個奎諾段。在一個實施例中，可使用虛擬手術(shù)刀技術(shù)。
[0063]當期望的一個或多個奎諾段已經(jīng)被識別和分段時，在框112處將一個或多個奎諾段的組織比(例如，脂肪比)量化。在框114處，計算一個或多個奎諾段的組織的等級。組織的等級可基于工業(yè)標準尺度或圖，例如在一個實施例中，是如上文描述的脂肪變性得分。在框116處，一個或多個奎諾段的組織比和/或組織等級可向用戶顯示或存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。
[0064]對公開的方法和設(shè)備的技術(shù)貢獻是它為一個或多個感興趣組織的多能組織量化提供計算機實現(xiàn)的設(shè)備和方 法。
[0065]本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到本發(fā)明的實施例可接口到計算機可讀存儲介質(zhì)并且由其控制，該計算機可讀存儲介質(zhì)具有存儲在其上的計算機程序。該計算機可讀存儲介質(zhì)包括多個組件，例如電組件、硬件組件和/或計算機軟件組件中的一個或多個。這些組件可包括一個或多個計算機可讀存儲介質(zhì)，其一般存儲例如軟件、固件和/或匯編語言的指令用于執(zhí)行一個或多個實現(xiàn)或序列實施例的一個或多個部分。這些計算機可讀存儲介質(zhì)一般是非暫時性和/或有形的。這樣的計算機可讀存儲介質(zhì)的示例包括計算機的可記錄數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)和/或存儲裝置。計算機可讀存儲介質(zhì)可采用，例如，磁、電、光、生物和/或原子數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中的一個或多個。此外，這樣的介質(zhì)可采取例如軟盤、磁帶、⑶-ROM、DVD-ROM、硬盤驅(qū)動和/或電子儲存器的形式。未列出其他形式的非暫時性和/或有形的計算機可讀存儲介質(zhì)可與本發(fā)明的實施例一起采用。
[0066]多個這樣的組件可以在系統(tǒng)的實現(xiàn)中組合或劃分。此外，如將由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識到的，這樣的組件可包括用多個編程語言中的任何編程語言編寫或?qū)崿F(xiàn)的計算機指令集和/或系列。另外，可采用例如載波的其他形式的計算機可讀介質(zhì)來實施代表指令序列的計算機數(shù)據(jù)信號，所述指令序列在由一個或多個計算機執(zhí)行時促使該一個或多個計算機執(zhí)行一個或多個實現(xiàn)或序列實施例的一個或多個部分。
[0067]因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，X射線成像系統(tǒng)包括:x射線源，其配置成朝要成像的對象發(fā)射X射線束；檢測器，其配置成接收由該對象衰減的X射線；以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，其操作地耦合于該檢測器。對操作地連接到該X射線源和DAS的計算機編程以促使該X射線源以第一 kVp和第二 kVp中的每個朝該檢測器發(fā)射X射線、從以第一和第二 kVp發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線采集X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第一多物質(zhì)分解。還對該計算機編程以基于該第一多物質(zhì)分解將第一物質(zhì)在ROI中的體積分數(shù)量化并且向用戶顯示該第一物質(zhì)的體積分數(shù)。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，X射線成像的方法包括采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)將ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解。該方法還包括將該多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)在ROI內(nèi)的體積分數(shù)量化并且顯示該量化的體積分數(shù)。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的再另一個實施例，計算機可讀存儲介質(zhì)具有存儲在其上的包括指令的計算機程序，這些指令在由計算機執(zhí)行時促使該計算機采集在多個kVp水平從X射線源發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線數(shù)據(jù)，并且基于采集的X射線數(shù)據(jù)將ROI內(nèi)的多個物質(zhì)分解。這些指令進一步促使計算機將該多個物質(zhì)中的第一物質(zhì)在ROI內(nèi)的體積分數(shù)量化并且顯示該量化的體積分數(shù)。[0070]該書面描述使用示例來公開本發(fā)明，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。這樣的其他示例如果它們具有不與權(quán)利要求的文字語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件則規(guī)定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線成像系統(tǒng)，包括: X射線源，其配置成朝要被成像的對象發(fā)射X射線束； 檢測器，其配置成接收由所述對象衰減的所述X射線； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，其操作地耦合于所述檢測器；以及 計算機，其操作地連接到所述X射線源和所述DAS，對所述計算機編程以: 促使所述X射線源以第一 kVp和第二 kVp中的每個朝所述檢測器發(fā)射X射線； 從以所述第一和第二 kVp發(fā)射通過感興趣區(qū)域(ROI)的X射線采集X射線數(shù)據(jù)； 基于采集的X射線數(shù)據(jù)執(zhí)行第一多物質(zhì)分解； 基于所述第一多物質(zhì)分解將所述ROI中的第一物質(zhì)的體積分數(shù)量化；以及 向用戶顯示所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，被編程以將所述體積分數(shù)量化的所述計算機被編程以將所述ROI內(nèi)的感興趣對象中的所述第一物質(zhì)的全局量的所述體積分數(shù)量化。
3.如權(quán)利要求2所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，所述感興趣對象包括器官。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，所述器官包括肝臟。
5.如權(quán)利要求2所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，所述第一物質(zhì)包括脂肪。
6.如 權(quán)利要求1所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，進一步對所述計算機編程以基于所述第一物質(zhì)的所述體積分數(shù)對所述ROI內(nèi)的感興趣對象分級。
7.如權(quán)利要求6所述的X射線成像系統(tǒng)，其中，被編程以對所述感興趣對象分級的所述計算機被編程以: 確定所述感興趣對象內(nèi)脂肪的百分比；以及 基于所述脂肪的百分比將脂肪變性得分應用于所述感興趣對象。
8.如權(quán)利要求1所述的CT成像系統(tǒng)，其中，進一步對所述計算機編程以: 對所述ROI內(nèi)的子區(qū)域分段；以及 掩蓋在所述子區(qū)域外部的所述第一物質(zhì)的體積分數(shù)數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的CT成像系統(tǒng)，其中，被編程以對所述子區(qū)域分段的所述計算機被編程以對肝臟的奎諾段分段。
10.如權(quán)利要求8所述的CT成像系統(tǒng)，其中，進一步對所述計算機編程以在執(zhí)行所述第一多物質(zhì)分解之前對所述子區(qū)域分段。
【文檔編號】A61B6/03GK103519838SQ201310281264
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】A.克里斯頓, P.A.J.蘭布, P.R.多斯桑托斯蒙唐卡, 工藤正幸, 佐佐木公祐, S.森古普塔, R.博蒂卡, L.魯斯科, B.達斯, S.D.沃倫韋伯, F.科瓦奇 申請人:通用電氣公司