一種利用多能量x射線複合投影數字合成成像的方法及其裝置的製作方法

2023-05-06 22:42:01 1

專利名稱：一種利用多能量x射線複合投影數字合成成像的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及數字X射線圖像合成成像應用領域，尤其涉及一種利用多能量X射線 複合投影數字成像合成的方法及裝置。
背景技術：
由於數字X光線照像術(DR-Digital Radiography)相對於膠片X光線照像術具 有以下優點提高疾病診斷效率和減少病人的輻射劑量，及沒有環境汙染，不需用膠片和及 其有關的化學原料。總體上來講，數字X光線照像術是在傳統投影X光線照像術的技術上 利用數字儀器和數字圖像處理技術。數字X光線照像術作為一種是在投影X光線照像術， 它通常由三部分組成第一部分是X-射線源，包括X-射線管及相關高電壓控制電路。第二 部分是X-線接收器，通常有兩種接收方式，一種是CCD (Charged-Coupled Devices)接收， 另一種是半導體平板(Flat Panel Detectors)接收。CCD (Charged-Coupled Devices)接 收器首先將X-射線通過一個轉換板(CsI)將它轉換成可見光，然後這些可見光就可以被聚 焦到CXD晶片表面，並被它所吸收。CXD晶片是由一組分離的半導體矽積分電路或單元組 成，例如一個2. 5x2. 5cm的C⑶晶片可含有1024x1024個電路單元。可見光被CXD晶片表 面吸收後將產生電子並存儲在每一個單元上，光的強弱與電子數直接成比例。然後這些電 子可以以列輸出的型式被讀出。對於大屏幕接收器，需要一個非常精確的光學聚焦透鏡將 它投影到相對面積較小的CCD表面。半導體平板接收器表面上含有很多獨立的接受單元。 每一單元將其接受的X-射線能轉換成電信號，然後將這些電信號以系列水平及垂直線的 方式將被讀出。CCD接收器相對與半導體平板接收器而言成本較低，但由於它含有一個光 學聚焦系統，因此它的圖像解析度和信噪比較低，並且體積較大。第三部分是數字圖像信號 處理及圖像顯示。相對於傳統的膠片X射線照像術而言，數字X光線照像術所成的像具有 更大的動態顯示範圍，同時DR可充分利用現代計算機圖像處理技術，以實現最佳的診斷效 果。以數字X光線照像術系統為基礎，近年來已不斷發展出更新的應用技術雙能量照像術 (Dual-energyRadiography)，數字斷層面合成技術(Digital Tomosynthesis)等等。通過 這些新的技術的應用，使醫學臨床診斷更加準確。雙能量照像術已被廣泛地應用在X射線螢屏血管造影術中。由於特殊的電子束縛 能效應，X射線造影劑材料(如碘、鋇等)的X射線吸收譜在某些能量段( 33keV)有突變 的X射線吸收係數，但人體的組織的X射線吸收係數在該能量段沒有這樣的突變。利用這 些不同的X射線吸收的特點，我們可以產生兩幀X射線圖像，一幀是由吸收係數突變前的相 對低能量X射線所產生，而另一幀則是由吸收係數突變後的相對高能量X射線所產生。然 後將這兩幀數字圖像進行加權線性組合，就可得只含造影劑材料的X射線圖像。如果造影 劑材料只含在某些血管的血液中，我們就可利用它來診斷血管及其附近器官的生理功能。還有一種方式為在數字X光線照像術成像過程中，由於人體內軟組織和骨組織 的有效原子數的不一樣性(軟組織的有效原子數z = 7. 6，骨組織的有效原子數Z = 13)。在低能量( 50kVp)段，X-射線吸收係數是直接與原子數Z有關與Z~3成比例(主要是 光電效應)。而在高能量( 120kVp)段，X-射線吸收係數與原子數Z沒有關(主要是康 普頓效應)。類似於雙能量X射線螢屏血管造影術，我們可產生兩幀圖像，一幀是由相對低 能量X-射線產生( 50kVp)，另一幀則是由相對高能量X-射線產生( 120kVp)。然後 將這兩幀圖像進行加權線性組合，就可得到只含軟組織(如肺器官)或者骨骼組織(如胸 部骨骼)的兩幀X射線圖像。儘管雙能量方法在單一投影成像中得到應有，如X射線螢屏血管造影術，但它還 沒有在別的成像系統中得到實現，如在數字斷層面合成成像(DigitalTomosynthesis)方 面。「數字斷層面合成成像」是一種新的成像方法。這技術和方法將有效地提高圖像的「對 比解析度」，從而能有效地診斷出物質結構的微小變化。「斷層面合成成像」是基於模糊掉在 聚焦斷層面以外結構的投影圖像，而保存聚焦面上的結構的投影圖像的技術。到目前為止， 數字斷層面合成技術只利用單一能量的方法來實現，並且這技術主要應用在乳房成像系統 中。圓形物位於聚焦面上方，方形物位於聚焦面中，三角形物位於聚焦面下方。當我們將X 射線源從左側位置A移動到右側位置B時，X射線投影的像「A」和「B」也將產生變化。在 投影像「A」中，左，中，右的像分別是「三角形物」，「方形物」，和「圓形物」。而在投影像「B」 中，左，中，右的像分別是「圓形物」，「方形物」，和「三角形物」。給出了這兩個投影的圖像，並將這兩個投影的圖像進行簡單的線性相加。從相加 的圖像中我們可以看到圓形物和三角形物的投影在合成後的圖像中，由於分布在左右兩 側而被模糊掉，方形物的投影在合成後的圖像中，始終位於同一個位置而被保留下來。近年來隨著計算機技術的不斷發展，傳統的斷層面合成技術已被進一步擴展到數 字的斷層面合成。採用相類似的概念，當我們將X-射線源從最左側位置「A」移動到位置 「B」，「C」和「D」(最右側位置)時，X射線投影所成的像「A」，「B」，「C」和「D」也將產生變 化。我們將這四組圖像進行不同程度的平移及簡單的線性組合，就可以得到新的四幀圖像。 每幀圖像將會保留某個特定斷層面的結構的投影，而模糊掉其它層面的結構的投影。這樣 的話，最終我們將會得到一系列斷層面結構的投影的影像。這些影像將可被用來臨床診斷 這些斷層面結構及其特性。斷層面合成技術能使我們看到在傳統投影成像中的看不到的結 構。由於這些先進的數字X射線照像術系統和技術的不斷湧現，使得在臨床上醫生們 能更加準確地診斷出病人早期的病變。同時這些先進的數字X射線照像術系統與傳統的CT 相比，還能保持相對低廉的成本，使用方便，X射線輻射劑量低等優點。本專利發明將進一 步發展這些新技術，將現有數字X射線照像術的單一能量的斷層面成像方法和設備進一步 發展到多能量的斷層面成像的方法和設備。

發明內容
本發明的目的在於提供一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法及 其裝置，可以有效地解決現有單能量成像技術清晰度不足，不能有效地區分不同組織的結 構等問題，實現圖像診斷的靈敏度和精確度大幅提高。為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特徵在於依次包括如下步驟A、投影圖像信號的採集採用η份不同能量的X射線分別在m個不同空間位置投 影出s份圖像信號，η彡1，m彡1，s = nXm ；B、投影圖像的前處理投影圖像模擬信號首先經過信號放大器及模擬數字轉換 器，將投影圖像模擬信號放大並轉換成數字圖像信號；然後將數字圖像信號輸入到數字圖 像前處理器；數字圖像前處理器對每一接收的像素單元靈敏度做補償；C、投影數字圖像的合成將修正的數字圖像通過數字圖像合成器，利用數字圖像 處理，合成為一系列的合成數字圖像；D、合成數字圖像的後處理以滿足診斷的要求；E、合成數字圖像的輸出將處理後圖像輸出至終端設備。優選的，步驟A為先採用η份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投影出η 份圖像，再採用η份不同能量在另外的(m-1)個不同空間投影位置進行投影，即投影產生s =nXm份圖像，n≥l，m≥1。更優選的，步驟A為先採用兩份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投影出 兩份圖像，再採用兩份不同能量在另外的(m-Ι)個不同空間投影位置進行投影，即投影產 生s = 2m份圖像，m≥1。優選的，步驟A為先採用一設定能量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像，再 採用另外的(n-1)份不同能量的X射線分別在m個位置進行投影，即投影產生S = nXm份 圖像，η≥1，m≥1。更優選的，步驟A為先採用一設定能量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像， 再採用另一份不同能量的X射線在m個位置進行投影，即投影產生s = 2m份圖像，m≥ 1。優選的，步驟B中對像素單元靈敏度做補償的方法是用一均勻的X射線直接照射 接收器，調整每一像素單元的增益，使得從每一像素單元輸出一樣強度的圖像信號。優選的，步驟B中數字圖像前處理器還將利用散射X射線的物理特性及近似假設， 對散射X射線對接收信號幹擾做修正。更優選的，修正的方法是散射X射線均勻分布在每個局部區域，其散射強度與每 個局部區域X射線衰減成比例、或與通過的局部區域的人體組織的厚度成比例。進一步，步驟B中數字圖像前處理器還將做投影數字圖像的運動修正，包括人體 外部運動對圖像影響的修正，以得到運動位移修正的投影數字圖像。優選的，人體外部運動對圖像影響的修正為利用光感應器定位人體位移，求解出 人體外部結構相對運動位移。優選的，人體外部運動對圖像影響的修正為通過對人體外部特徵結構的投影圖像 進行圖像處理及圖像比較，求解出人體外部結構相對運動位移。更進一步，步驟B中數字圖像前處理器還將做投影數字圖像的運動修正，包括人 體內部運動對圖像影響的修正，以得到運動位移修正的投影數字圖像。優選的，人體內部運動對圖像影響的修正為利用心電圖描記器的信號來定位人體 內部的周期性運動位移，心電圖描記器的信號可提供心臟跳動的周期相位信息，在相同的 相位有著相同的心臟跳動位移，求解出人體內部相對運動位移。優選的，人體內部運動對圖像影響的修正為通過對人體內部結構的投影圖像進行圖像處理及圖像比較，人體器官邊界或血管形狀特徵的相對運動來定義人體內部結構相對 運動，求解出人體內部結構相對運動位移。優選的，步驟C中的合成為先對每相同空間角度但具有不同能量的投影先採用一 固定的加權線性組合，以得到器官/組織成分的投影像，然後將所有投影角度的器官/組織 的投影像進行組合，從而產生一組含有器官/組織成分的斷層面結構的圖像。優選的，步驟C中的合成為先將一設定能量的不同角度的投影像進行合成，以得 到組織斷層面結構的圖像；然後將不同能量所形成的斷層面的圖像採用加權平移線性組 合，從而得到器官/組織成分斷層面結構的圖像。優選的，步驟D中後處理包括數字圖像的動態壓縮、動態圖像噪音降低、圖像區域 選擇、圖像增強、動態圖像顯示，得到一系列處理後的圖像。一種用於實現如權利要求1中利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法的 裝置，其特徵在於包括X射線源和圖像接收器，圖像接收器依次連接放大器、模擬數字轉 換器、數字投影圖像前處理器、臨時數字投影圖像存儲器、數字圖像處理及合成器、數字合 成圖像後處理器和數字合成圖像存儲器，數字合成圖像存儲器連接最終圖像顯示器或計算 機網絡輸出。進一步，X射線源連接X射線源高頻高壓控制電路和X射線源位置控制電路，圖像 接收器連接接收器控制電路，X射線源高頻高壓控制電路、X射線源位置控制電路、接收器 控制電路、數字圖像處理及合成器、數字合成圖像後處理器、數字合成圖像存儲器、最終圖 像顯示器均連接終端用戶控制器。本發明由於採用了上述技術方案，具有以下有益效果本發明主要結合人體不同組織對X射線在不同的能量段所具有的不同的X射線吸 收特性，和不同空間角度投影的數字圖像進行數字合成，最終得到一系列高對比度、高靈敏 度的醫學圖像，這些圖像將包含不同物質成分的斷成面信息，能使醫生更加準確地診斷病 情。本發明與計算機斷成掃描技術(CT-Computerized Tomography)相比，具有結構簡 單，成本低，使用方便，X射線輻射劑量小的優勢。本發明可以應用於醫學成像、安檢儀等，也可將本發明的方法應用到乳房機及其 他專門化的醫療成像儀器的開發。


下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1為本發明一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法的流程圖；圖2為本發明一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像裝置的結構框圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，依次包 括如下步驟A、投影圖像信號的採集採用η份不同能量的X射線分別在m個不同空間位置投 影出s份圖像信號，η ^ l,m^l,s = nXm。投影圖像信號的採集可以採用下述方法先採用η份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投影出η份圖像，再採用η份不同能量在 另外的(m-Ι)個不同空間投影位置進行投影，即投影產生S = nXm份圖像，η彡l，m彡1。 更優選的，投影圖像信號的採集為先採用兩份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投 影出兩份圖像，再採用兩份不同能量在另外的(m-Ι)個不同空間投影位置進行投影，即投 影產生s = 2m份圖像，1。投影圖像信號的採集也可以採用下述方法先採用一設定能 量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像，再採用另外的(n-1)份不同能量的X射線分 別在m個位置進行投影，即投影產生s = nXm份圖像，η彡1，m彡1。更優選的，步驟A為 先採用一設定能量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像，再採用另一份不同能量的X 射線在m個位置進行投影，即投影產生s = 2m份圖像，1。即多能量和多角度空間投影 圖像的採集，一種方法是我們可以先採用一固定的X射線能量(例如低能量或高能量)而 變化空間角度投影來以獲得一組投影圖像；然後變化X射線能量，並重複相同的空間角度 位置重新投影獲得另一組投影圖像。另一種方法是我們可以先採用一固定的空間角度和 不同的X射線能量(例如低能量和高能量)投影來以獲得兩幀投影圖像；然後變化空間角 度位置，而重複相同的X射線能量(低能量和高能量)投影來以獲得另兩幀投影圖像，最後 完成所有的空間角度的投影。類似地，一般情況下我們可用多能量來代替雙能量。例如先 採用2份不同能量的X射線分別在第1個固定空間位置投影出2份圖像，再採用2份不同 能量的X射線分別在第2個不同空間位置投影出2份圖像，再採用2份不同能量的X射線 分別在第3個不同空間位置投影出2份圖像，再採用2份不同能量的X射線分別在第4個 不同空間位置投影出2份圖像，一共得到8份圖像；2份能量不同的χ射線，一份為高能量， 一份為低能量。再例如先採用高能量的X射線分別在3個固定空間位置投影出3份圖像， 再採用低能量的X射線分別在上述3個不同空間位置投影出3份圖像，得到6份不同圖像。
B、投影圖像的前處理投影圖像模擬信號首先經過信號放大器及模擬數字轉換 器，將投影圖像模擬信號放大並轉換成數字圖像信號；然後將數字圖像信號輸入到數字圖 像前處理器；數字圖像前處理器對每一接收的像素單元靈敏度做補償和修正、以及將散射 X射線對接收信號幹擾做修正。由於人體成像過程需要在一定的時間內完成，在這期間人 體器官組織的運動，如人體呼吸、心臟跳動等，都不可避免。而這些運動會產生錯誤的圖像 信息，從而得到錯誤的臨床診斷結果。這裡我們將採用自動數字圖像修正的方法進行修正。 對像素單元靈敏度做補償修正一種簡單的方法是用一均勻的X射線直接照射接收器，調 整每一像素單元的增益，使得從每一像素單元輸出一樣的強度的圖像信號。同時我們將根 據X射線散射的物理特性，將X射線散射對接收信號幹擾的做修正，修正的方法是散射X射 線均勻分布在每個局部區域，其散射強度與每個局部區域X射線衰減成比例、或與通過的 局部區域的人體組織的厚度成比例。數字圖像前處理器還將做投影數字圖像的運動修正， 包括人體外部運動對圖像影響的修正和人體內部運動對圖像影響的修正，以得到運動位移 修正的投影數字圖像。人體外部運動對圖像影響的修正為利用光感應器定位人體位移，求 解出人體外部結構相對運動位移。人體外部運動對圖像影響的修正也可以為通過對人體外 部結構的投影圖像進行圖像處理及圖像比較，求解出人體外部結構相對運動位移。人體內 部運動對圖像影響的修正為利用心電圖描記器的信號來定位人體內部的周期性運動位移， 心電圖描記器的信號可提供心臟跳動的周期相位信息，在相同的相位有著相同的心臟跳動 位移，求解出人體內部相對運動位移。人體內部運動對圖像影響的修正也可以為通過對人體內部結構的投影圖像進行圖像處理及圖像比較，人體器官邊界或血管形狀特徵的相對運 動來定義人體內部結構相對運動，求解出人體內部結構相對運動位移。C、投影數字圖像的合成將修正的數字圖像通過數字圖像合成器，利用數字圖像 處理，合成為一系列的合成數字圖像。投影數字圖像的合成為先對每相同空間角度但具有 不同能量的投影先採用一固定的加權線性組合，以得到器官/組織成分的投影像，然後將 所有投影角度的器官/組織的投影像進行組合，從而產生一組含有器官/組織成分的斷層 面結構的圖像。投影數字圖像的合成也可以為先將一設定能量的不同角度的投影像進行合 成，以得到組織斷層面結構的圖像；然後將不同能量所形成的斷層面的圖像採用加權平移 線性組合，從而得到器官/組織成分斷層面結構的圖像。D、合成數字圖像的後處理合成圖像通過數字圖像後處理器處理，如數字圖像的 動態壓縮、動態圖像噪音降低、圖像區域選擇、圖像增強、動態圖像顯示等等，得到一系列處 理後的圖像，以滿足診斷的要求。E、合成數字圖像的輸出將處理後圖像輸出至終端設備。如圖2所示，為一種用於實現利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法的 裝置，包括X射線源和圖像接收器，圖像接收器依次連接放大器、模擬數字轉換器(ADC)、數 字投影圖像前處理器、臨時數字投影圖像存儲器、數字圖像處理及合成器(DSP)、數字合成 圖像後處理器和數字合成圖像存儲器，數字合成圖像存儲器連接最終圖像顯示器或計算機 網絡輸出。X射線源連接X射線源高頻高壓控制電路與X射線源位置控制電路，數字圖像接 收器連接接收器控制電路，X射線源高頻高壓控制電路、X射線源位置控制電路、接收器控 制電路、數字圖像處理及合成器、數字合成圖像後處理器、數字合成圖像存儲器、最終圖像 顯示器均連接終端用戶控制器。用戶可通過「終端用戶控制器」對所需X射線源輸入指令(參數)1)X射線源高 頻高壓控制電路單能量或多能量，kVp，mAs/mA，X射線源大小(如0. Imm, 0. 3mm或0. 6mm), 2)X射線源位置控制電路單一或多個位置，轉動角度，轉動/平動速度等。具體採集過程 是這樣的，當X射線源接受到這些指令後，首先以一固定的X射線能量(例如140kVp)，轉動 射線源以形成不同角度的空間投影圖像，然後變化X射線能量(例如70kVp)，再重複上述轉 動以形成另一組不同角度的空間投影圖像。在這過程中，用戶可通過「終端用戶控制器」，對「接受器」輸入指令(參數)開始 /停止採集信號，每幀投影圖像信號採集所需的時間，採集速度等等。接收的模擬圖像信號 將通過「信號放大器」，「模擬數字轉換器」，和「數字投影圖像前處理器」後臨時存儲在「投 影數字圖像存儲器」。然後用戶可通過「終端用戶控制器」輸入指令(參數)圖像斷層面 深度(cm)，斷層面層數(單層或多層面)，及器官類別(肺臟，骨骼)，對存儲在「數字投影 圖像存儲器」裡的數字圖像進行合成。這些合成是在「數字圖像處理及合成器」中完成的。 一種最簡單的合成方法是將某一特定的X射線能量(如在HOkVp高壓下產生的X射線) 的所有投影的數字圖像組進行簡單的平移相加的處理。在這一合成過程中，我們可以對人 體的運動進行自動修正。一種簡單的方法是將第二幅投影像相對於同一空間投影位置的第 一幅投影像做相對運動位移的修正。合成以後的圖像信號將被輸出到「數字圖像後處理器」。用戶可通過「終端用 戶控制器」，對「後處理器」輸入指令(參數)合成圖像感興趣的圖像信號範圍和區域採集所需的時間。「數字圖像後處理器」將數字圖像做相應的處理，如數字圖像的動態壓縮 (Dynamic compression)、動態圖像噪音降低(Dynamicimage noise reduction)、圖像區域 選擇(Image segmentation)、圖像增強(Imageenhancement)等等。最後將處理好的數字圖像存儲在「數字圖像存儲器」中。這些數字圖像可在高分 辨率顯示器中顯示，或列印出來，輸出到計算機網絡，或DVD上，供以後診斷用。以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特徵並不局限於此，任何以本發 明為基礎，為實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋 於本發明的保護範圍之中。
權利要求
1.一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特徵在於依次包括如下步驟A、投影圖像信號的採集採用η份不同能量的X射線分別在m個不同空間位置投影出 s份圖像信號，η彡1，m彡1，s = nXm ；B、投影圖像的前處理投影圖像模擬信號首先經過信號放大器及模擬數字轉換器，將 投影圖像模擬信號放大並轉換成數字圖像信號；然後將所述數字圖像信號輸入到數字圖像 前處理器；數字圖像前處理器對每一接收的像素單元靈敏度做補償；C、投影數字圖像的合成將修正的數字圖像通過數字圖像合成器，利用數字圖像處理， 合成為一系列的合成數字圖像；D、合成數字圖像的後處理以滿足診斷的要求；E、合成數字圖像的輸出將處理後圖像輸出至終端設備。
2.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟A為先採用η份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投影出η份圖 像，再採用所述η份不同能量在另外的(m-1)個不同空間投影位置進行投影，即投影產生s =nXm份圖像，n彡l，m彡1。
3.根據權利要求2所述一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特徵 在於所述步驟A為先採用兩份不同能量的X射線分別在一設定空間位置投影出兩份圖像， 再採用所述兩份不同能量在另外的(m-Ι)個不同空間投影位置進行投影，即投影產生s = 2m份圖像，m > 1。
4.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟A為先採用一設定能量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像，再採用 另外的(n-1)份不同能量的X射線分別在所述m個位置進行投影，即投影產生s = nXm份 圖像，η彡l，m彡1。
5.根據權利要求4所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟A為先採用一設定能量的X射線在m個空間位置投影出m份圖像，再採用 另一份不同能量的X射線在所述m個位置進行投影，即投影產生s = an份圖像，m > 1。
6.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟B中對像素單元靈敏度做補償的方法是用一均勻的X射線直接照射接收 器，調整每一像素單元的增益，使得從每一像素單元輸出一樣強度的圖像信號。
7.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟B中數字圖像前處理器還將利用散射X射線的物理特性及近似假設，對散 射X射線對接收信號幹擾做修正。
8.根據權利要求7所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述修正的方法是散射X射線均勻分布在每個局部區域，其散射強度與每個局部 區域X射線衰減成比例、或與通過的局部區域的人體組織的厚度成比例。
9.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟B中數字圖像前處理器還將做投影數字圖像的運動修正，包括人體外部 運動對圖像影響的修正，以得到運動位移修正的投影數字圖像。
10.根據權利要求9所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特徵在於所述人體外部運動對圖像影響的修正為利用光感應器定位人體位移，求解出人體 外部結構相對運動位移。
11.根據權利要求9所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述人體外部運動對圖像影響的修正為通過對人體外部特徵結構的投影圖像進行 圖像處理及圖像比較，求解出人體外部結構相對運動位移。
12.根據權利要求1或9所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法， 其特徵在於所述步驟B中數字圖像前處理器還將做投影數字圖像的運動修正，包括人體 內部運動對圖像影響的修正，以得到運動位移修正的投影數字圖像。
13.根據權利要求12所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其 特徵在於所述人體內部運動對圖像影響的修正為利用心電圖描記器的信號來定位人體內 部的周期性運動位移，心電圖描記器的信號可提供心臟跳動的周期相位信息，在相同的相 位有著相同的心臟跳動位移，求解出人體內部相對運動位移。
14.根據權利要求12所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其 特徵在於所述人體內部運動對圖像影響的修正為通過對人體內部結構的投影圖像進行圖 像處理及圖像比較，人體器官邊界或血管形狀特徵的相對運動來定義人體內部結構相對運 動，求解出人體內部結構相對運動位移。
15.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟C中的合成為先對每相同空間角度但具有不同能量的投影先採用一固定 的加權線性組合，以得到器官/組織成分的投影像，然後將所有投影角度的器官/組織的投 影像進行組合，從而產生一組含有器官/組織成分的斷層面結構的圖像。
16.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其特 徵在於所述步驟C中的合成為先將一設定能量的不同角度的投影像進行合成，以得到組 織斷層面結構的圖像；然後將不同能量所形成的斷層面的圖像採用加權平移線性組合，從 而得到器官/組織成分斷層面結構的圖像。
17.根據權利要求1所述的一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，其 特徵在於所述步驟D中後處理包括數字圖像的動態壓縮、動態圖像噪音降低、圖像區域選 擇、圖像增強、動態圖像顯示，得到一系列處理後的圖像。
18.一種用於實現如權利要求1中所述利用多能量X射線複合投影數字合成成像的 方法的裝置，其特徵在於包括X射線源和圖像接收器，所述圖像接收器依次連接放大器、 模擬數字轉換器、數字投影圖像前處理器、臨時數字投影圖像存儲器、數字圖像處理及合成 器、數字合成圖像後處理器和數字合成圖像存儲器，所述數字合成圖像存儲器連接最終圖 像顯示器或計算機網絡輸出。
19.根據權利要求18所述的利用多能量X射線複合投影數字合成成像的裝置，其特徵 在於所述X射線源連接X射線源高頻高壓控制電路和X射線源位置控制電路，所述圖像接 收器連接接收器控制電路，所述X射線源高頻高壓控制電路、X射線源位置控制電路、接收 器控制電路、數字圖像處理及合成器、數字合成圖像後處理器、數字合成圖像存儲器、最終 圖像顯示器均連接終端用戶控制器。
全文摘要
本發明公開了一種利用多能量X射線複合投影數字合成成像的方法，依次包括A、投影圖像信號採集採用n份不同能量的X射線分別在m個不同空間位置投影出s份圖像信號，n≥1，m≥1，s＝n×m；B、投影圖像前處理投影圖像模擬信號首先經過信號放大器及模擬數字轉換器，將投影圖像模擬信號放大並轉換成數字圖像信號；然後將所述數字圖像信號輸入到數字圖像前處理器；數字圖像前處理器對每一接收的像素單元靈敏度做補償；C、投影數字圖像合成將修正的數字圖像通過數字圖像合成器，利用數字圖像處理，合成為一系列的合成數字圖像；D、合成數字圖像後處理以滿足診斷的要求；E、合成數字圖像的輸出將處理後圖像輸出至終端設備。
文檔編號A61B6/00GK102068268SQ201010592939
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者陳建鋒 申請人:陳建鋒