【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子密度信息獲取方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，ct(computedtomography，計算機斷層掃描)成像技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療診斷、工業(yè)檢測和安全檢查等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同角度下x射線的投影信息，可以重建出被掃描物質(zhì)內(nèi)部的衰減特征分布，從而得到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。

近年來，質(zhì)子和重離子放射治療技術(shù)迅速發(fā)展，并在癌癥治療中發(fā)揮了重要作用。在放射治療中，需要參考被掃描組織的電子密度來制定放療計劃，以使掃描劑量的設(shè)定更加合理。被掃描組織的電子密度可以通過被掃描組織的ct掃描數(shù)據(jù)計算得到。

現(xiàn)有技術(shù)中，在根據(jù)ct掃描數(shù)據(jù)測定被掃描組織的電子密度的過程中，所設(shè)定的參數(shù)沒有考慮被掃描組織的物質(zhì)信息，這導(dǎo)致電子密度的測定結(jié)果準(zhǔn)確度較低。

在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

現(xiàn)有技術(shù)中，被掃描組織的電子密度的測定結(jié)果準(zhǔn)確度較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種電子密度信息獲取方法、裝置及設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中被掃描組織的電子密度的測定結(jié)果準(zhǔn)確度較低的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種電子密度信息獲取方法，所述方法包括：

響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集所述指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，所述第二能量值大于所述第一能量值；

根據(jù)所述第一掃描數(shù)據(jù)和所述第二掃描數(shù)據(jù)，獲取所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，所述物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)；

基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述物質(zhì)相關(guān)參數(shù)包括有效原子序數(shù)和康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值，根據(jù)所述第一掃描數(shù)據(jù)和所述第二掃描數(shù)據(jù)，獲取所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，包括：

根據(jù)所述第一掃描數(shù)據(jù)獲得第一光譜線性衰減系數(shù)值，根據(jù)所述第二掃描數(shù)據(jù)獲得第二光譜線性衰減系數(shù)值；

根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得所述指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)；

根據(jù)所述指定物質(zhì)的有效原子序數(shù)，以及所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得所述指定物質(zhì)對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得所述指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)之前，所述方法還包括：

根據(jù)指定數(shù)量的第一已知原子的原子序數(shù)，以及所述第一已知原子在所述第一能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值與在所述第二能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值的比值，獲得所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得所述指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)之前，所述方法還包括：

根據(jù)指定數(shù)量的第二已知原子的原子序數(shù)，以及所述第二已知原子在所述第一能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值與在所述第二能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值的比值，獲得所述第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述指定等式中還包括物質(zhì)無關(guān)參數(shù)，所述物質(zhì)無關(guān)參數(shù)包括光電效應(yīng)衰減系數(shù)中的指定參數(shù)，所述方法還包括：

利用指定的已知物質(zhì)信息，校正所述指定參數(shù)的參數(shù)值；

基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度，包括：

基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值和校正后的所述指定參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種電子密度信息獲取裝置，所述裝置包括：

采集模塊，用于響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集所述指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，所述第二能量值大于所述第一能量值；

獲取模塊，用于根據(jù)所述第一掃描數(shù)據(jù)和所述第二掃描數(shù)據(jù)，獲取所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，所述物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)；

確定模塊，用于基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述指定等式中還包括物質(zhì)無關(guān)參數(shù)，所述物質(zhì)無關(guān)參數(shù)包括光電效應(yīng)衰減系數(shù)中的指定參數(shù)，所述裝置還包括：

校正模塊，利用指定的已知物質(zhì)信息，校正所述指定參數(shù)的參數(shù)值；

所述確定模塊在用于基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度時，具體用于：

基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值和校正后的所述指定參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度。

第三方面，本發(fā)明實施例提供一種電子密度信息獲取設(shè)備，所述設(shè)備包括：

處理器；

用于存儲所述處理器可執(zhí)行指令的存儲器；

所述處理器被配置為：

響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集所述指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，所述第二能量值大于所述第一能量值；

根據(jù)所述第一掃描數(shù)據(jù)和所述第二掃描數(shù)據(jù)，獲取所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，所述物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)；

基于所述指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定所述指定物質(zhì)的電子密度。

本發(fā)明實施例具有以下有益效果：

本發(fā)明實施例，通過采集不同能量值下指定物質(zhì)的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)確定密度計算等式中的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)物質(zhì)相關(guān)參數(shù)確定具體物質(zhì)的密度值，在密度獲取過程中，對于與物質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，不再對所有物質(zhì)統(tǒng)一取固定的數(shù)值，而是根據(jù)具體物質(zhì)的不同取不同的數(shù)值，從而使得參數(shù)的設(shè)置更加合理，進而提高了密度測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第一流程示例圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第二流程示例圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第三流程示例圖。

圖4為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第四流程示例圖。

圖5為本發(fā)明實施例提供的質(zhì)量衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系曲線示例圖。

圖6為本發(fā)明實施例提供的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系曲線示例圖。

圖7為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取裝置的功能方塊圖。

圖8是電子密度信息獲取設(shè)備800的簡化框圖。

【具體實施方式】

為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明實施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當(dāng)……時”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應(yīng)于檢測(陳述的條件或事件)”。

實施例一

本發(fā)明實施例提供了一種電子密度信息獲取方法。該電子密度信息獲取方法可以通過應(yīng)用程序app來實現(xiàn)，終端設(shè)備可以通過安裝該應(yīng)用程序獲取相應(yīng)的電子密度信息獲取功能。

圖1為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第一流程示例圖。如圖1所示，本實施例中，電子密度信息獲取方法可以包括如下步驟：

s101，響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值。

s102，根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，其中，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)。

s103，基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

以下為描述的方便，將電子密度簡稱為密度。

其中，指定物質(zhì)可以是ct掃描的人體組織或器官，例如人體軟組織、心臟等。

指定物質(zhì)通常是混合物質(zhì)，例如，人體軟組織是由固體物質(zhì)和液體物質(zhì)組成的混合物質(zhì)，心臟是由心肌、瓣膜和血管組成的混合物質(zhì)。

其中，用戶可以通過在指定位置處輸入指令的方式來發(fā)出電子密度獲取請求。其中的指定位置可以是界面上的指定輸入框。

其中，第一掃描數(shù)據(jù)是在計算機斷層掃描中使用第一能量值的能量進行掃描時獲得的掃描數(shù)據(jù)，第二掃描數(shù)據(jù)是在計算機斷層掃描中使用第二能量值的能量進行掃描時獲得的掃描數(shù)據(jù)。

第一掃描數(shù)據(jù)、第二掃描數(shù)據(jù)可以是ct值，ct值的單位為hu(hounsfieldunit，亨氏單位)。ct值代表x射線穿過組織被吸收后的衰減值。

其中，指定等式可以是根據(jù)第一能量值對應(yīng)的第一光譜線性衰減系數(shù)等式和第二能量值對應(yīng)的第二光譜線性衰減系數(shù)等式聯(lián)立求解得到的電子密度計算等式。

光譜線性衰減系數(shù)的表達(dá)式如公式(1)所示：

μ＝μphoto+μcompton(1)

公式(1)中，μ表示光譜線性衰減系數(shù)，μphoto表示光電效應(yīng)的線性衰減系數(shù)，μcompton表示康普頓效應(yīng)的線性衰減系數(shù)。μphoto和μcompton都是由質(zhì)量衰減系數(shù)和物質(zhì)密度的乘積得到的，因此，公式(1)可以表示為公式(2)：

公式(2)中，ρ為物質(zhì)密度，和分別表示光電效應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)和康普頓效應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)。光電效應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)可以近似的用公式(3)表示：

公式(3)中，z表示原子序數(shù)，e表示射線能量，α是一個常數(shù)，k的取值范圍在3-4之間(通常取3)，m的取值范圍在3-3.5之間(通常取3)。

康普頓效應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)用常數(shù)近似表達(dá)，表示為

因此，公式(1)可以表示為如下的公式(4)：

利用公式(4)，在不同的能量下會得到如下的公式(5)：

公式(5)可以看作是兩個等式。

公式(5)中，μh和μl分別表示高能量和低能量下的光譜線性衰減系數(shù)。本實施例中，第一能量值可以看作低能量，第二能量值可以看作高能量。

公式(5)中，βh和βl分別表示高能量下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)和低能量下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)。

其中，μ值可以用ct值表示，ct值的單位為hu，因此，μ值可以用公式(6)表示：

公式(6)中，μwater表示在相同能量下水的線性衰減系數(shù)。

聯(lián)立公式(5)式中的兩個等式可以解出原子序數(shù)z和密度值ρ，密度值ρ的計算公式如公式(7)所示。

公式(7)中，kl、kh均為已知參數(shù)，

在利用公式(7)求解密度值ρ時，μh和μl的值可以通過前述的公式(6)確定，kl、kh為已知參數(shù)，因此，要確定密度值ρ，需要獲取α、有效原子序數(shù)z、康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值其中，有效原子序數(shù)z和康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值為物質(zhì)相關(guān)參數(shù)，即z和的取值與物質(zhì)信息有關(guān)，不同物質(zhì)的z和的取值不同。

需要說明的是，對于純物質(zhì)來說，有確定的原子序數(shù)z，例如純水。對于混合物質(zhì)來說，由于其是由多種物質(zhì)混合而成，沒有確定的原子序數(shù)z，但是可以將確定(這里“確定”是指混合物質(zhì)中各物質(zhì)的比例確定)的混合物質(zhì)看作為純物質(zhì)，這樣，混合物質(zhì)就有確定的原子序數(shù)z，本文中將混合物質(zhì)的原子序數(shù)稱為有效原子序數(shù)，也用z表示。例如，人體組織、器官等都可以有對應(yīng)的有效原子序數(shù)?？梢?，有效原子序數(shù)z是一個與物質(zhì)信息相關(guān)的參數(shù)。

z和的取值可以通過下述圖2所示實施例的步驟s202、s203和s204獲得。

圖1所示實施例，通過采集不同能量值下指定物質(zhì)的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)確定密度計算等式中的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)物質(zhì)相關(guān)參數(shù)確定具體物質(zhì)的密度值，在密度獲取過程中，對于與物質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，不再對所有物質(zhì)統(tǒng)一取固定的數(shù)值，而是根據(jù)具體物質(zhì)的不同取不同的數(shù)值，從而使得參數(shù)的設(shè)置更加合理，進而提高了密度測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

圖2為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第二流程示例圖。如圖2所示，本實施例中，電子密度信息獲取方法可以包括如下步驟：

s201，響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值。

s202，根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)獲得第一光譜線性衰減系數(shù)值，根據(jù)第二掃描數(shù)據(jù)獲得第二光譜線性衰減系數(shù)值。

s203，根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)。

s204，根據(jù)指定物質(zhì)的有效原子序數(shù)，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值。

s205，基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度，其中，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)包括有效原子序數(shù)和康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值，指定等式用于求解電子密度。

其中，在s202中，第一掃描數(shù)據(jù)獲得第一光譜線性衰減系數(shù)值，以及根據(jù)第二掃描數(shù)據(jù)獲得第二光譜線性衰減系數(shù)值，可以通過前述的公式(6)實現(xiàn)。

其中，在s203中，在指定的高能量和低能量(本實施例中高能量為第二能量值、低能量為第一能量值)下，光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)之間存在確定的對應(yīng)關(guān)系，利用該對應(yīng)關(guān)系，通過指定物質(zhì)的對應(yīng)第一能量值的第一光譜線性衰減系數(shù)值和對應(yīng)第二能量值的第二光譜線性衰減系數(shù)值，可以獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)。

其中，第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系可以通過圖3所示實施例的步驟s303獲得，該對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先確定，并在確定后作為已知條件存儲于系統(tǒng)中，以便在應(yīng)用該對應(yīng)關(guān)系時直接使用。

其中，在s204中，在指定的高能量和低能量(本實施例中高能量為第二能量值、低能量為第一能量值)下，康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)之間也存在確定的對應(yīng)關(guān)系，利用該對應(yīng)關(guān)系，通過s203獲得的指定物質(zhì)的有效原子序數(shù)值，可以獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值(即)。

圖3為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第三流程示例圖。如圖3所示，本實施例中，電子密度信息獲取方法可以包括如下步驟：

s301，響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值。

s302，根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)獲得第一光譜線性衰減系數(shù)值，根據(jù)第二掃描數(shù)據(jù)獲得第二光譜線性衰減系數(shù)值。

s303，根據(jù)指定數(shù)量的第一已知原子的原子序數(shù)，以及第一已知原子在第一能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值與在第二能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值的比值，獲得第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

s304，根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)。

s305，根據(jù)指定數(shù)量的第二已知原子的原子序數(shù)，以及第二已知原子在第一能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值與在第二能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值的比值，獲得第一能量值和所述第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

s306，根據(jù)指定物質(zhì)的有效原子序數(shù)，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值。

s307，基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度，其中，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)包括有效原子序數(shù)和康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值，指定等式用于求解電子密度。

兩個單能量下μ(光譜線性衰減系數(shù))的比值和有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系是確定。該對應(yīng)關(guān)系可以通過一定數(shù)量的已知原子的相應(yīng)數(shù)據(jù)得到。

對s303舉例說明。將原子序數(shù)為1～30的原子在高能量和低能量分別為120kev和70kev下μ的比值采用插值或者擬合的方式構(gòu)造出一條曲線，從而得到對應(yīng)關(guān)系，如圖5所示(由于μ與質(zhì)量衰減系數(shù)存在如公式(2)所示的線性關(guān)系，因此光譜線性衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系曲線與質(zhì)量衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系曲線是相同的)。利用單能算法重建出120kev和70kev能量下的單能圖像。這樣圖像中的每個像素都可以獲得120kev和70kev光譜線性衰減系數(shù)的比值，通過已知的對應(yīng)關(guān)系曲線獲得有效原子序數(shù)值。

原子序數(shù)z和有整體單調(diào)的對應(yīng)關(guān)系，利用已知的原子序數(shù)和對應(yīng)的值，通過插值的方式可以得到，原子序數(shù)z和的對應(yīng)關(guān)系。

舉例說明。利用已知的序數(shù)為1～30的原子和對應(yīng)的通過插值的方式得到原子序數(shù)z和的對應(yīng)關(guān)系曲線，如圖6所示，其中βl和βh分別表示ct設(shè)備的球管在低能量(如80kvp)和高能量(如140kvp)對應(yīng)的有效能量的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)。

圖4為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法的第四流程示例圖。如圖4所示，本實施例中，電子密度信息獲取方法可以包括如下步驟：

s401，響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值。

s402，根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，其中，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)。

s403，指定等式中還包括物質(zhì)無關(guān)參數(shù)，物質(zhì)無關(guān)參數(shù)包括光電效應(yīng)衰減系數(shù)中的指定參數(shù)，利用指定的已知物質(zhì)信息，校正指定參數(shù)的參數(shù)值。

s404，基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值和校正后的指定參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

其中，s403中，光電效應(yīng)衰減系數(shù)中的指定參數(shù)參見前述公式(4)中的常數(shù)α。

將和代入前述公式(5)，得到如下的公式(8)：

聯(lián)立公式(8)中的兩個等式，得到如下的公式(9)：

根據(jù)公式(9)，得到α的計算公式如公式(10)所示：

這樣，通過公式(10)，就可以用已知物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)來估算出α的值了。例如，把水的信息ρwater＝1g/cm³、zwater＝7.42，代入式(10)，就可以估算出α的值。如此，利用純水信息就可以校正參數(shù)α的值，從而使得α值的設(shè)定更加準(zhǔn)確，進而進一步提高了通過含有α值的等式(例如前述的公式(7))計算指定物質(zhì)密度值的準(zhǔn)確度。

本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取方法，通過采集不同能量值下指定物質(zhì)的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)確定密度計算等式中的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)物質(zhì)相關(guān)參數(shù)確定具體物質(zhì)的密度值，在密度獲取過程中，對于與物質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，不再對所有物質(zhì)統(tǒng)一取固定的數(shù)值，而是根據(jù)具體物質(zhì)的不同取不同的數(shù)值，從而使得參數(shù)的設(shè)置更加合理，進而提高了密度測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種電子密度信息獲取裝置，該電子密度信息獲取裝置能夠?qū)崿F(xiàn)前述實施例一中電子密度信息獲取方法的各步驟。

圖7為本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取裝置的功能方塊圖。如圖7所示，本實施例中，電子密度信息獲取裝置可以包括：

采集模塊710，用于響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于所述第一能量值。

獲取模塊720，用于根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和所述第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)。

確定模塊730，用于基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

在一個具體的實現(xiàn)過程中，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)包括有效原子序數(shù)和康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值，獲取模塊720在用于根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值時，具體用于：根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)獲得第一光譜線性衰減系數(shù)值，根據(jù)第二掃描數(shù)據(jù)獲得第二光譜線性衰減系數(shù)值；根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)；根據(jù)指定物質(zhì)的有效原子序數(shù)，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值比值。

在一個具體的實現(xiàn)過程中，獲取模塊720在用于根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)之前，還用于：根據(jù)指定數(shù)量的第一已知原子的原子序數(shù)，以及第一已知原子在第一能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值與在第二能量值下的光譜線性衰減系數(shù)值的比值，獲得第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

在一個具體的實現(xiàn)過程中，獲取模塊720在用于根據(jù)第一光譜線性衰減系數(shù)值、第二光譜線性衰減系數(shù)值，以及第一能量值和第二能量值對應(yīng)的光譜線性衰減系數(shù)值比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，獲得指定物質(zhì)對應(yīng)的有效原子序數(shù)之前，還用于：根據(jù)指定數(shù)量的第二已知原子的原子序數(shù)，以及第二已知原子在所述第一能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值與在第二能量值下的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)值的比值，獲得第一能量值和第二能量值對應(yīng)的康普頓效應(yīng)衰減系數(shù)比值與有效原子序數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

在一個具體的實現(xiàn)過程中，指定等式中還包括物質(zhì)無關(guān)參數(shù)，物質(zhì)無關(guān)參數(shù)包括光電效應(yīng)衰減系數(shù)中的指定參數(shù)，所述裝置還包括：校正模塊，利用指定的已知物質(zhì)信息，校正指定參數(shù)的參數(shù)值；確定模塊730在用于基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度時，具體用于：基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值和校正后的指定參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

在一個具體的實現(xiàn)過程中，指定等式可以為根據(jù)第一能量值對應(yīng)的第一光譜線性衰減系數(shù)等式和第二能量值對應(yīng)的第二光譜線性衰減系數(shù)等式聯(lián)立求解得到的電子密度計算等式。

由于本實施例中的電子密度信息獲取裝置能夠執(zhí)行前述實施例一中的電子密度信息獲取方法，本實施例未詳細(xì)描述的部分，可參考對前述實施例一中電子密度信息獲取方法的相關(guān)說明。

本發(fā)明實施例提供的電子密度信息獲取裝置，通過采集不同能量值下指定物質(zhì)的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)確定密度計算等式中的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)物質(zhì)相關(guān)參數(shù)確定具體物質(zhì)的密度值，在密度獲取過程中，對于與物質(zhì)相關(guān)的參數(shù)，不再對所有物質(zhì)統(tǒng)一取固定的數(shù)值，而是根據(jù)具體物質(zhì)的不同取不同的數(shù)值，從而使得參數(shù)的設(shè)置更加合理，進而提高了密度測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

實施例三

本發(fā)明實施例提供一種電子密度信息獲取設(shè)備，該電子密度信息獲取設(shè)備包括：處理器；用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器；處理器被配置為：響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值；根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)；基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

其中，電子密度信息獲取設(shè)備可以是計算機或者帶有計算機系統(tǒng)的設(shè)備等。

圖8是電子密度信息獲取設(shè)備800的簡化框圖。參見圖8，該電子密度信息獲取設(shè)備800可以包括與一個或多個數(shù)據(jù)存儲工具連接的處理器801，該數(shù)據(jù)存儲工具可以包括存儲介質(zhì)806和內(nèi)存單元804。電子密度信息獲取設(shè)備800還可以包括輸入接口805和輸出接口807，用于與另一裝置或系統(tǒng)進行通信。被處理器801的cpu執(zhí)行的程序代碼可存儲在內(nèi)存單元804或存儲介質(zhì)806中。

電子密度信息獲取設(shè)備800中的處理器801調(diào)用存儲在內(nèi)存單元804或存儲介質(zhì)806的程序代碼，執(zhí)行下面各步驟：

響應(yīng)于指定物質(zhì)的電子密度獲取請求，采集指定物質(zhì)的計算機斷層掃描中第一能量值對應(yīng)的第一掃描數(shù)據(jù)和第二能量值對應(yīng)的第二掃描數(shù)據(jù)，第二能量值大于第一能量值；

根據(jù)第一掃描數(shù)據(jù)和第二掃描數(shù)據(jù)，獲取指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，物質(zhì)相關(guān)參數(shù)為求解電子密度的指定等式中的參數(shù)；

基于指定物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值，確定指定物質(zhì)的電子密度。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如，多個模塊或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理單元中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實現(xiàn)的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機裝置(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者智能設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(read-onlymemory，rom)、隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。