X射線成像裝置和用于產(chǎn)生x射線圖像的方法
【專利摘要】公開了一種X射線成像裝置和用于產(chǎn)生X射線圖像的方法。公開了一種根據(jù)對象的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)的X射線成像裝置和用于產(chǎn)生X射線圖像的方法。所述X射線成像裝置包括：X射線產(chǎn)生器，產(chǎn)生X射線并將X射線輻射至對象；X射線檢測器，檢測穿過對象的X射線并獲得對象的圖像信號；控制器，分析對象的圖像信號，判斷對象的特性，并根據(jù)判斷的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。
【專利說明】X射線成像裝置和用于產(chǎn)生X射線圖像的方法
[0001]本申請要求于2012年9月5日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2012-0098185號韓國專利申請的權(quán)益，其公開通過參照包含于此 。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例涉及通過將X射線輻射到對象來產(chǎn)生X射線圖像的X射線成像裝置、用于控制所述X射線成像裝置的方法以及用于使用所述X射線成像裝置產(chǎn)生X射線圖像的方法，其中，所述X射線成像裝置使對象的內(nèi)部組織之間的區(qū)分容易。
【背景技術(shù)】
[0003]X射線成像裝置通過將X射線輻射到對象并分析穿過對象的X射線來觀察對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。X射線透射比(transmittance)根據(jù)對象的組織而改變,將表示透射比的衰減系數(shù)用作數(shù)值來獲得對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。
[0004]最近，為了增加對象的內(nèi)部組織之間的對比度，用于從具有不同能級的多條X射線獲得X射線圖像的方法正被開發(fā)并且對于這種方法的各種研究正在進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種用于根據(jù)對象的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)的X射線成像裝置和用于產(chǎn)生X射線圖像的方法。
[0006]在下面的描述中部分闡述本發(fā)明的其它方面，或者可通過本發(fā)明的實(shí)施而獲得本發(fā)明的其它方面，其中，通過描述本發(fā)明的其它方面的部分將是明顯的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種X射線成像裝置包括:X射線產(chǎn)生器，產(chǎn)生X射線并將X射線輻射至對象；X射線檢測器，檢測穿過對象的X射線并獲得對象的圖像信號；控制器，分析對象的圖像信號，判斷對象的特性，并根據(jù)判斷的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于產(chǎn)生X射線圖像的方法包括:將X射線輻射至對象；檢測穿過對象的X射線并獲得對象的圖像信號；分析圖像信號以判斷對象的特性，根據(jù)判斷的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將變得清楚和更易于理解，其中:
[0010]圖1是示出根據(jù)一實(shí)施例的X射線成像裝置的構(gòu)造的框圖；
[0011]圖2示出X射線成像裝置中的根據(jù)一實(shí)施例的用于對乳房進(jìn)行成像的X射線成像裝置的整體外觀；
[0012]圖3是示出一般乳房組織的構(gòu)成的剖視圖；
[0013]圖4是詳細(xì)示出根據(jù)一實(shí)施例的X射線成像裝置的框圖；[0014]圖5是示出從X射線成像裝置輻射的X射線的能帶的曲線圖；
[0015]圖6是示意性示出針對構(gòu)成人體的各個(gè)物質(zhì)的X射線的衰減系數(shù)的變化的曲線圖；
[0016]圖7是示出根據(jù)另一實(shí)施例的X射線成像裝置的構(gòu)造的框圖；[0017]圖8是簡要示出P⑶的電路圖；
[0018]圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施例的X射線成像裝置的框圖；
[0019]圖10是示出根據(jù)一實(shí)施例的產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖；
[0020]圖11是示出根據(jù)另一實(shí)施例的產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖；
[0021]圖12是示出根據(jù)另一實(shí)施例的產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖；
[0022]圖13是示出根據(jù)另一實(shí)施例的產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖；
[0023]圖14是示出根據(jù)另一實(shí)施例的產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備。
[0025]下面，將參照附圖描述X射線成像裝置及其控制方法。
[0026]圖1是示出X射線成像裝置的構(gòu)造的框圖。
[0027]參照圖1，X射線成像裝置100包括:X射線產(chǎn)生器110，產(chǎn)生X射線并將產(chǎn)生的X射線輻射到對象；x射線檢測器120，檢測穿過對象的X射線；控制器130，使用檢測到的X射線判斷對象的特性并基于判斷的結(jié)果產(chǎn)生單能(single energy)X射線圖像或多能(multipleenergy)X射線圖像；顯示器140,顯示產(chǎn)生的X射線圖像。
[0028]X射線產(chǎn)生器110產(chǎn)生具有預(yù)定能級的X射線并將產(chǎn)生的X射線輻射到對象。X射線產(chǎn)生器110從電源(未示出)接收供電并產(chǎn)生X射線，X射線能量可通過提供的管電壓(tube voltage)來控制且X射線強(qiáng)度或劑量可通過管電流和X射線曝光時(shí)間來控制。
[0029]雖然從X射線產(chǎn)生器110輻射的X光線可以是單色X射線或多色X射線，但是為了便于描述，在下面的實(shí)施例中將給出從X射線產(chǎn)生器輻射多色X射線的構(gòu)造。
[0030]因此，X射線產(chǎn)生器110輻射具有預(yù)定能帶的X射線，且輻射的X射線的能帶由上限和下限限定。X射線能量可被表示為平均能量、最大能量、能帶等。在下面的X射線成像裝置的實(shí)施例中，X射線能量由X射線能帶或X射線能帶的最大能量表示。
[0031]能帶的上限卿，輻射的X射線的最大能量)通過管電壓的電平控制，能帶下限卿，輻射的X射線的最小能量)通過設(shè)置在X射線產(chǎn)生器110內(nèi)部或外部的濾波器(filter)控制。當(dāng)具有低能帶的X射線通過濾波器被過濾時(shí)，輻射的平均X射線能量增加。
[0032]X射線檢測器120檢測穿過對象的X射線并將檢測到的X射線轉(zhuǎn)換為電信號。從X射線產(chǎn)生器110輻射的X射線穿過對象，且同時(shí)衰減。X射線的衰減比率根據(jù)構(gòu)成被X射線輻射到的位置的組織的特性或所述位置的厚度而改變，因此檢測到的X射線的量根據(jù)對象的內(nèi)部構(gòu)成而改變。因此，使用X射線檢測器120產(chǎn)生的電信號對對象進(jìn)行成像，且從X射線檢測器120輸出的信號是圖像信號的類型。
[0033]X射線檢測器120獲得具有不同能帶的多個(gè)圖像信號。獲得圖像信號的方法包括:包含由X射線產(chǎn)生器110輻射具有不同能帶的多條X射線以及由X射線檢測器120檢測穿過對象的所述多條X射線的方法；包含由X射線產(chǎn)生器110輻射具有預(yù)定能帶的X射線以及由X射線檢測器120根據(jù)特定能帶劃分所述X射線的方法。這里,不同能帶表示能帶的上限和下限中的至少一個(gè)不同。在X射線成像裝置的實(shí)施例中，可應(yīng)用兩種方法，且稍后將給出對其的詳細(xì)解釋。
[0034]控制器130分析由X射線檢測器120獲得的圖像信號，從而判斷對象的特性。這里，對象的特性包括構(gòu)成對象的組織的結(jié)構(gòu)、各個(gè)組織的比率和特定組織的密度中的至少一個(gè)，并且只要由控制器130判斷的對象的另一特性確定容易分析的X射線圖像，則該另一特性可被用作對象的特性。
[0035]控制器130基于判斷的對象的結(jié)果產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。這里，術(shù)語“單能X射線圖像”表示通過檢測具有單能帶的X射線而產(chǎn)生的通常使用的X射線圖像，而術(shù)語“多能X射線圖像”表示通過檢測具有不同能帶的多條X射線并使用所述X射線增加組織之間的對比度而產(chǎn)生的X射線圖像。
[0036]從具有單能帶的X射線產(chǎn)生的圖像信號表現(xiàn)出良好的信噪比(SNR)，因此單能X射線圖像表現(xiàn)出較高的空間分辨率和對比度。多能X射線圖像具有組織之間的高對比度，因此多能X射線圖像對于諸如病變的特定組織有用。
[0037]因此，當(dāng)根據(jù)對象的特性而需要具有組織之間的高對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生多能X射線圖像，而在需要具有組織之間的低對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生具有良好的信噪比的單能X射線圖像。
[0038]在實(shí)施例 中，當(dāng)對象包含具有實(shí)質(zhì)組織(parenchymal tissue)對脂肪組織的高比率的致密組織時(shí)，控制器130產(chǎn)生具有增加的組織之間的對比度的多能X射線圖像，而在對象包含具有脂肪組織對實(shí)質(zhì)組織的高比率的組織時(shí)，控制器130產(chǎn)生單能X射線圖像。
[0039]此外，控制器130分析通過預(yù)先拍攝(pre-shot)獲得的圖像信號，從而控制成像條件，諸如提供給X射線產(chǎn)生器110的管電壓和管電流以及X射線曝光時(shí)間。預(yù)先拍攝目的在于在主成像之前根據(jù)對象的特性控制X射線成像條件，且在通過控制管電流和X射線曝光時(shí)間來減少X射線劑量下執(zhí)行。此外，控制器130可選擇用于在X射線產(chǎn)生器110中的X射線產(chǎn)生的目標(biāo)材料(陽極)，或用于對產(chǎn)生的X射線進(jìn)行濾波的濾波器。
[0040]顯示器140顯示由控制器130最終產(chǎn)生的X射線圖像，從而使用戶能夠通過圖像分析執(zhí)行診斷。
[0041]在對象是人體的情況下，X射線成像裝置可用于根據(jù)診斷應(yīng)用而對人體的胸部、嘴部、乳房和各種其它骨骼進(jìn)行成像，且X射線成像裝置的結(jié)構(gòu)可根據(jù)成像位置而細(xì)微地變化。
[0042]雖然X射線成像裝置對于成像位置沒有限制，但是為了描述的方便，在下面的實(shí)施例中，將基于X射線成像裝置用于對乳房進(jìn)行成像(所謂的“乳房X射線照相術(shù)(mammography)”)作為主要示例來描述X射線成像裝置的詳細(xì)操作。
[0043]圖2示出X射線成像裝置中的根據(jù)一實(shí)施例的用于對乳房進(jìn)行成像的X射線成像裝置的整體外觀。圖3是示出一般乳房組織的構(gòu)成的剖視圖。
[0044]參照圖2，用于對乳房進(jìn)行成像的X射線成像裝置100包括:外殼101，支撐X射線產(chǎn)生器110和X射線檢測器120 ;壓迫槳(compression paddle) 20,用于對乳房進(jìn)行壓迫，并且X射線成像裝置100將乳房作為對象布置在X射線檢測器120與壓迫槳20之間，通過使用壓迫槳20進(jìn)行壓迫來減小乳房的厚度，并使用X射線產(chǎn)生器110輻射X射線，以執(zhí)行X射線成像。
[0045]控制器130根據(jù)乳房特性控制X射線成像條件，并且為了該目的，X射線成像裝置執(zhí)行預(yù)先拍攝以判斷乳房的特性。
[0046]控制器130分析通過預(yù)先拍攝獲得的圖像信號，估計(jì)或計(jì)算乳房的密度和壓迫的乳房的厚度，從而將這些屬性用作分析因素來確定適合于對象的特性的成像條件?？蓮膲浩葮?0獲得與壓迫的乳房的厚度相關(guān)聯(lián)的信息。
[0047]控制器130可被設(shè)置在工作站(或主機(jī)裝置)中，以控制X射線成像裝置的整體操作，但是控制器與其它部件不同，因此其位置不受限制。
[0048]參照圖3，乳房50的組織包括:纖維組織51，圍繞乳房外周并支撐乳房的形狀；月旨肪組織52，分布于整個(gè)乳房；乳腺組織53，產(chǎn)生母乳；乳腺導(dǎo)管組織54，提供母乳等的通路。在這些組分中，與產(chǎn)生和提供母乳相關(guān)聯(lián)的組織(諸如乳腺組織53和乳腺導(dǎo)管組織54)被稱作乳房的實(shí)質(zhì)組織，并且實(shí)質(zhì)組織具有相似的病變(諸如，瘤)和相似的X射線吸收率。因此，難以從實(shí)質(zhì)組織豐富的乳房X射線圖像檢測病變，而在存在少量實(shí)質(zhì)組織的乳房X射線圖像中檢測病變相對容易。
[0049]因此，在X射線成像裝置100的對象是乳房50的情況下，當(dāng)作為對象的乳房50是實(shí)質(zhì)組織豐富的致密的乳房時(shí)，產(chǎn)生具有增加的組織之間的對比度的多能X射線圖像，而在乳房50不是致密的乳房時(shí)，產(chǎn)生具有較高信噪比的單能X射線圖像。
[0050]如上所述，用于產(chǎn)生多能X射線圖像的方法被劃分為:從X射線產(chǎn)生器110照射具有不同能帶的多條X射線和根據(jù)各個(gè)能帶分離從X射線檢測器120檢測到的X射線。實(shí)施例的細(xì)節(jié)根據(jù)方法而改變 ，并且將詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施例的X射線成像裝置的操作。
[0051]圖4是詳細(xì)示出根據(jù)一實(shí)施例的X射線成像裝置的框圖。
[0052]根據(jù)本實(shí)施例的X射線成像裝置200輻射具有不同能帶的X射線以產(chǎn)生多能X射線圖像，并在主成像之前執(zhí)行預(yù)先拍攝。
[0053]以上已參照圖1描述了 X射線產(chǎn)生器210、X射線檢測器220和顯示器240的基本操作。
[0054]控制器230包括:圖像分析器231，分析由X射線檢測器220獲得的圖像信號并判斷對象的特性；成像控制器232，根據(jù)對象的特性確定X射線成像條件；圖像處理器233，使用由X射線檢測器220獲得的圖像信號產(chǎn)生單能X射線圖像或多能X射線圖像。
[0055]首先，為了執(zhí)行預(yù)先拍攝，相比于主成像的情況，X射線產(chǎn)生器210向?qū)ο筝椛渚哂械蛣┝康腦射線，并且X射線檢測器220檢測穿過對象的X射線，從而獲得對象的圖像信號。在實(shí)施例中，可通過將X射線劑量調(diào)整為大約4mAs來執(zhí)行預(yù)先拍攝。
[0056]圖像分析器231分析由X射線檢測器220獲得的圖像信號，從而判斷對象的特性。
[0057]例如，當(dāng)對象是乳房時(shí)，圖像分析器231確定乳房密度。如以上參照圖3所描述，當(dāng)乳房的實(shí)質(zhì)組織增長時(shí)，檢測乳房組織中的病變是不容易的。在乳房中的實(shí)質(zhì)組織的增長程度被稱作乳房密度。
[0058]在圖像分析器231確定乳房密度的實(shí)施例中，從由X射線檢測器220獲得的圖像信號中提取乳房區(qū)域，并且從乳房區(qū)域中提取將被估計(jì)為實(shí)質(zhì)組織的區(qū)域。此外，計(jì)算實(shí)質(zhì)組織區(qū)域的面積相對于乳房區(qū)域的總面積的比率，并且將計(jì)算的值定義為乳房密度。
[0059]具體地講，與實(shí)質(zhì)組織對應(yīng)的區(qū)域被估計(jì)為具有高圖像信號亮度或強(qiáng)度，并且預(yù)定的第一參照值與每個(gè)像素區(qū)域中的圖像信號的亮度或強(qiáng)度相比較。當(dāng)圖像信號的亮度或強(qiáng)度超過第一參照值時(shí)，對應(yīng)的像素區(qū)域被估計(jì)為屬于實(shí)質(zhì)組織。第一標(biāo)準(zhǔn)值可通過實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)或理論預(yù)先確定。
[0060]成像控制器232基于由圖像分析器231判斷的對象的特性來控制主成像。具體地講，成像控制器232基于對象的特性確定通過主成像獲得單能X射線圖像還是多能X射線圖像，并基于結(jié)果控制X射線產(chǎn)生器210。即，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，獲得單能X射線圖像，而在對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，獲得多能X射線圖像。
[0061]在對象是乳房的情況下，當(dāng)由圖像分析器231計(jì)算的乳房密度超過預(yù)定的第二標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，對象的特性被確定為對應(yīng)于多能X射線圖像，而在由圖像分析器231計(jì)算的乳房密度不超過預(yù)定的第二標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，對象的特性被確定為對應(yīng)于單能X射線圖像。第二標(biāo)準(zhǔn)值表示確定作為對象的乳房是致密乳房的標(biāo)準(zhǔn)值。
[0062]第二標(biāo)準(zhǔn)值可由設(shè)計(jì)者或用戶預(yù)先確定。例如，當(dāng)乳房密度超過50%時(shí)，乳房根據(jù)乳房成像報(bào)告和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(B1-RADS)的分類標(biāo)準(zhǔn)被確定為致密乳房。X射線成像裝置200的實(shí)施例不限于此，且可通過實(shí)驗(yàn)或理論來設(shè)置其它標(biāo)準(zhǔn)值。
[0063]此外，成像控制器232可根據(jù)對象特性控制成像條件，諸如提供給X射線產(chǎn)生器210的管電壓和管電流以及X射線曝光時(shí)間。
[0064]在對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像的情況下，X射線產(chǎn)生器210輻射具有不同能帶的多條X射線，以進(jìn)行主成像。輻射的X射線的能帶可根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置。
[0065]圖5是示出從X射線成像裝置輻射的X射線的能帶的曲線圖。
[0066]參照圖5，X射線產(chǎn)生器輻射具有第一能帶El的X射線、具有第二能帶E2的X射線和具有第三能帶E3的X射線，并且多個(gè)能帶可部分相互重疊。
[0067]在具有不同能帶的X射線被輻射的實(shí)施例中，為了輻射具有第一能帶El的X射線，大約25kVp的管電壓被提供給X射線產(chǎn)生器210以產(chǎn)生具有大約25keV的最大能量Elmax的X射線。此外，X射線產(chǎn)生器210使用設(shè)置在裝置內(nèi)部或外部的濾波器，將輻射的X射線的最小能量Elmin調(diào)整至大約lOkeV。結(jié)果，具有第一能帶El (大約IOkeV至大約25keV)的X射線被發(fā)射。
[0068]相似地，為了輻射具有第二能帶E2的X射線，大約35kVp的管電壓被提供給X射線產(chǎn)生器210以產(chǎn)生具有大約35keV的最大能量(E2max)的X射線。此外，X射線產(chǎn)生器210使用濾波器，將發(fā)射的X射線的最小能量(E2min)調(diào)整至大約15keV。結(jié)果，具有第二能帶E2(大約15keV至大約35keV)的X射線被發(fā)射。
[0069]相似地，為了輻射具有第三能帶E3的X射線，50kVp的管電壓被提供給X射線產(chǎn)生器210以產(chǎn)生具有大約50keV的最大能量(E3max)的X射線。此外，X射線產(chǎn)生器210使用濾波器，將發(fā)射的X射線的最小能量(E3min)調(diào)整至大約30keV。結(jié)果，具有第三能帶E3 (大約30keV至大約50keV)的X射線被發(fā)射。
[0070]再次參照圖4，X射線檢測器220檢測穿過對象的多條X射線，從檢測到的X射線獲得各個(gè)能帶的多個(gè)圖像信號，并將所述多個(gè)圖像信號發(fā)送至第一圖像處理器233a。第一圖像處理器233a對于發(fā)送的圖像信號執(zhí)行處理以產(chǎn)生具有增加的組織之間的對比度的多能X射線圖像。在前述實(shí)施例中，為了產(chǎn)生多能X射線圖像而由第一圖像處理器233a執(zhí)行的圖像信號的處理被稱作“`多能圖像處理”。[0071]多能圖像處理是用于從具有不同能帶的多個(gè)圖像信號產(chǎn)生具有增加的軟組織與病變(其中，所述軟組織與病變具有相似的X射線吸收率)之間的對比度的圖像或產(chǎn)生具有增加的軟組織和硬組織(例如，骨骼或鈣化物)的對比度的圖像的圖像處理方法，并且任意多能圖像處理可應(yīng)用于X射線成像裝置。
[0072]以下，將作為詳細(xì)實(shí)施例描述多能圖像處理方法。
[0073]圖6是示意性示出針對構(gòu)成人體的各個(gè)物質(zhì)的衰減系數(shù)的變化的曲線圖。
[0074]如上所述，X射線透射比根據(jù)X射線穿過的對象的特性而改變，并且這被定義為衰減系數(shù)。
[0075]在圖6的曲線圖中，示出針對構(gòu)成人體的物質(zhì)中的骨骼、肌肉和脂肪的作為X射線能量函數(shù)的衰減系數(shù)的變化的曲線。如圖6所示，骨骼、肌肉和脂肪表現(xiàn)出衰減系數(shù)的不同變化，物質(zhì)之間的衰減系數(shù)的差根據(jù)X射線能量而改變。
[0076]雖然僅骨骼、肌肉和脂肪的衰減系數(shù)的變化被示出在圖6中，但是在包含脂肪的不同軟組織之間也存在衰減系數(shù)的變化之差。因此，當(dāng)具有不同能帶的多個(gè)圖像信號被使用時(shí)，具有不同衰減屬性的物質(zhì)可被分離在一個(gè)圖像中。
[0077]假設(shè)具有能帶E的Ntl個(gè)質(zhì)子的衰減系數(shù)被設(shè)置為U (E)，則穿過具有厚度T的對象之后質(zhì)子的數(shù)量N由如下的等式I表示。
[0078][等式I]
[0079]N=N0Xei(E)T
[0080]假設(shè)當(dāng)X射線穿過的物質(zhì)的類型的數(shù)量為M時(shí)第m物質(zhì)的厚度被設(shè)置為Tm，則等式I由如下的等式2表示。
[0081][等式2]
[0082]X 0 ^ U I (E) Tl+ w 2 (E)T2+...+ u M(E) TM}
[0083]基于上述等式，通過將兩邊除以可測量的Ntl并將-log應(yīng)用于結(jié)果值來確定圖像
像素值。以相同方式，當(dāng)L個(gè)X射線圖像從L個(gè)不同能帶E1A2.....匕獲得時(shí)，像素值I (E1)
可由以下等式3來表示。
[0084][等式3]
[0085]I(E1)=-1og(NfB1VN0)
[0086]= u J (E1) T1+ U 2 (E1) T2+...+Um (E1) Tm
[0087]因此，從L個(gè)X射線圖像獲得如等式3中示出的與各個(gè)像素相關(guān)的L個(gè)等式，并且所述L個(gè)等式由如下面的等式4示出的矩陣公式來表示。
[0088][等式4]
[0089]I=U ? T
[0090]因此，在L=M的情況下，通過計(jì)算T=I^1 ? I的矩陣運(yùn)算來獲得各個(gè)物質(zhì)的圖像。等式4從理想的單色X射線圖像導(dǎo)出，但是當(dāng)使用具有預(yù)定能帶圖像的X射線時(shí)可使用修改的等式4。
[0091]從第一圖像處理器233a產(chǎn)生的多能X射線圖像可以是根據(jù)各個(gè)物質(zhì)而分離的多個(gè)圖像和僅是特定物質(zhì)的圖像，并且使用根據(jù)各個(gè)物質(zhì)而分離的圖像或組合了多個(gè)圖像并將各個(gè)物質(zhì)可區(qū)分地標(biāo)記在一個(gè)圖像中的圖像，來將物質(zhì)之間的比率差超出正常范圍的區(qū)域可區(qū)分地標(biāo)記為異常組織。[0092]作為根據(jù)另一實(shí)施例的多能圖像處理方法，存在從具有不同能帶的圖像信號獲得具有非成像的其它能帶的圖像信號的方法。
[0093]如上參照圖6的曲線圖所述，通常，物質(zhì)之間的衰減系數(shù)的差隨著X射線能量增加而減小，且隨著X射線能量減小而增加。因此，可使用物質(zhì)之間的衰減系數(shù)之差較大的具有低能帶的X射線，來獲得包括軟組織(諸如，實(shí)質(zhì)組織)、脂肪組織和纖維組織的乳房X射線圖像。
[0094]但是，由于具有低能帶的X射線的使用因物理屬性或X射線劑量的限制而受到限制，所以通過獲得關(guān)于能帶(其中，無需X射線劑量的大的限制而可對所述能帶進(jìn)行圖像)的圖像信號并從這些圖像信號估計(jì)關(guān)于低能帶(其中，所述低能帶示出物質(zhì)之間的衰減系數(shù)的較大的差異)的圖像信號，來產(chǎn)生具有增加的物質(zhì)之間的對比度的X射線圖像。
[0095]僅作為由第一圖像處理器233a產(chǎn)生多能X射線圖像的示例而給出上述實(shí)施例，并且X射線成像裝置的實(shí)施例不限于此。
[0096]產(chǎn)生的圖像通過顯示器240顯示，并且用戶通過具有增加的對比度的圖像容易檢測病變。
[0097]再次參照圖4，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像，即作為對象的乳房被確定為不是致密乳房時(shí)，成像控制器232允許X射線產(chǎn)生器210將具有單能帶的X射線輻射至對象。
[0098]X射線檢測器220檢測穿過對象的X射線，從而獲得對象的圖像信號。獲得的圖像信號被發(fā)送給第二圖像處理器233b，第二圖像處理器233b使圖像信號經(jīng)歷圖像處理以產(chǎn)生X射線圖像。所述圖像處理表示諸如噪聲去除、邊緣增強(qiáng)或?qū)Ρ榷日{(diào)整的圖像處理，以產(chǎn)生一般的單能X射線圖像。
[0099]具體地講，第二圖 像處理器233b通過漸變(gradation)處理和頻率處理來控制圖像的漸變和頻率屬性，通過空間頻率處理來改善圖像品質(zhì),并通過漸變處理來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像增強(qiáng)。由第二圖像處理器233b執(zhí)行的圖像處理的細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域公知的，因此將省略其詳細(xì)解釋。
[0100]產(chǎn)生的X射線圖像通過顯示器240顯示，并且用戶分析具有較高信噪比(SNR)的X射線圖像，從而檢測病變。
[0101]在前述實(shí)施例中，分析在預(yù)先拍攝期間獲得的圖像信號，并判斷對象的特性。圖4的實(shí)施例可包括分析主成像的圖像并判斷對象的特性的情況。
[0102]具體地講，X射線產(chǎn)生器210將具有第一能帶的X射線輻射至對象，X射線檢測器220檢測穿過對象的X射線以獲得圖像信號。第一能帶對應(yīng)于用于產(chǎn)生單能X射線圖像的能帶，且通過預(yù)先拍攝或根據(jù)無需預(yù)先拍攝的對象類型(胸部、腹部、乳房和其它骨骼)而設(shè)置。例如，當(dāng)胸部被用作對象時(shí)，具有大約140keV的最大能量的高能帶被設(shè)置為第一能帶，而在乳房被用作對象時(shí)，具有大約30keV的最大能量的低能帶被設(shè)置為第一能帶。
[0103]獲得的圖像信號被發(fā)送至圖像分析器231，圖像分析器231分析圖像信號并判斷對象的特性。上面已描述了用于判斷對象的特性的方法。
[0104]當(dāng)由圖像分析器231判斷的對象的特性對應(yīng)于多能X射線時(shí)，成像控制器232允許X射線產(chǎn)生器210福射具有第二能帶至第n (n ^ 2, n是整數(shù))能帶的X射線，X射線檢測器220檢測X射線并將檢測到的X射線轉(zhuǎn)換為圖像信號。這里，n可根據(jù)對象的特性而設(shè)置，且n的順序與其能級無關(guān)。
[0105]例如，當(dāng)對象是胸部時(shí)，n被設(shè)置為2且具有最大能量為大約70keV的能帶的X射線被輻射，而在對象是乳房時(shí)，n被設(shè)置為2且具有最大能量為大約50keV的能帶的X射線被輻射。高能量和低能量是相對概念。即，當(dāng)胸部用作對象時(shí)，具有最大能量為大約70keV的能帶的X射線是具有低能帶的X射線，而當(dāng)乳房用作對象時(shí)，具有最大能量為大約50keV的能帶的X射線是具有高能帶的X射線。
[0106]轉(zhuǎn)換的圖像信號被發(fā)送至第一圖像處理器233a，第一圖像處理器233a對與第一能帶對應(yīng)的圖像信號和與剩余能帶對應(yīng)的圖像信號執(zhí)行多能圖像處理，產(chǎn)生具有增加的組織之間的對比度的多能X射線圖像，并通過顯示器240顯示產(chǎn)生的多能X射線圖像。
[0107]當(dāng)由圖像分析器231判斷的對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，無需進(jìn)一步輻射X射線，第一能量X射線信號被發(fā)送至第二圖像處理器233b，以產(chǎn)生單能X射線圖像。
[0108]到此為止，已描述了使用用于通過從X射線產(chǎn)生器輻射多條X射線來獲得多能X射線圖像的方法的實(shí)施例。以下，將描述使用用于在X射線檢測器中根據(jù)各個(gè)能帶分離X射線的方法的實(shí)施例。
[0109]圖7是示出根據(jù)另一實(shí)施例的X射線成像裝置的構(gòu)造的框圖。
[0110]參照圖7，X射線成像裝置300包括:X射線產(chǎn)生器310，產(chǎn)生X射線并將產(chǎn)生的X射線輻射至對象；x射線檢測器320，檢測穿過對象的X射線；控制器330，使用檢測到的X射線判斷對象的特性，并基于判斷結(jié)果產(chǎn)生單能X射線圖像或多能X射線圖像；顯示器340，顯示產(chǎn)生的X射線圖像。
[0111]X射線產(chǎn)生器310可通過輻射減少劑量的X射線來執(zhí)行預(yù)先拍攝，從X射線產(chǎn)生器310輻射的X射線可以是包括寬能帶的寬帶X射線。這里，寬帶表示包括多個(gè)不同的單能帶的能帶。福射的X射線的能帶可根據(jù)對象類型而改變。例如，當(dāng)胸部用作對象時(shí),具有大約IOkeV至大約140keV的能帶的X射線可被輻射，而在乳房用作對象時(shí)，具有大約IOkeV至大約50keV的能帶的X射線可被福射。
[0112]輻射的X射線穿過對象，并且穿過對象的X射線被X射線檢測器320檢測。
[0113]X射線檢測器320包括光子計(jì)數(shù)檢測器(POT)，從而根據(jù)能帶分離檢測到的X射線。在圖8中，示出PCD的簡要電路圖。
[0114]參照圖8，P⑶80被劃分為用于檢測X射線的傳感器區(qū)域81和讀取電路區(qū)域82，且使用諸如光電二極管的光接收裝置來實(shí)現(xiàn)傳感器區(qū)域81。這兩個(gè)區(qū)域可通過諸如凸塊接合(bump bonding)的接合而相互連接。當(dāng)穿過對象的X射線到達(dá)P⑶的傳感器區(qū)域81時(shí)，停留在價(jià)帶(valance band)的電子接收X射線的質(zhì)子能量,然后跨過表示能量差的帶隙躍遷至導(dǎo)帶。大量電子-空穴對因躍遷而產(chǎn)生在耗盡區(qū)(cbpletion region)中，電子和空穴基于施加到傳感器區(qū)域81的電場而沿相反方向移動(dòng)。
[0115]基于電場而移動(dòng)的電子和空穴通過凸塊接合被輸入至讀取電路區(qū)域82，讀取電路區(qū)域82的放大器82a累積從一個(gè)質(zhì)子產(chǎn)生的輸入電荷并輸出與其對應(yīng)的電壓信號。當(dāng)輸出的電壓信號被輸入至比較器82b并且與將被分離的能帶對應(yīng)的電壓被輸入作為閾值電壓時(shí)，比較器82b將輸入的電壓信號與閾值電壓進(jìn)行比較，將比較結(jié)果輸出為脈沖，并將所述脈沖輸入至計(jì)數(shù)器82c。計(jì)數(shù)器82c按每單位時(shí)間對比較器的輸出脈沖的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而測量入射的X射線中的具有預(yù)定能帶的X射線強(qiáng)度(由質(zhì)子的數(shù)量表示)。[0116]當(dāng)穿過對象的X射線根據(jù)分離為第一能帶、第二能帶和第三能帶的各個(gè)帶而被檢測時(shí)，讀取電路區(qū)域82可包括與上述能帶對應(yīng)的三個(gè)比較器。
[0117]從X射線檢測器320最終輸出的信號是每個(gè)能帶的X射線圖像信號。在本實(shí)施例中，X射線圖像信號包括與每個(gè)像素中存在的質(zhì)子的數(shù)量相關(guān)的信息。從X射線檢測器320輸出的信號是第一能量圖像信號、第二能量圖像信號和第三能量圖像信號，并且圖像信號可從未分離的整個(gè)能帶輸出。
[0118]由于在預(yù)先拍攝期間僅實(shí)施對象特性的判斷，然后在主成像期間獲得從顯示器340輸出的圖像，所以X射線檢測器320可僅輸出整個(gè)能帶中的圖像信號，而不是根據(jù)能帶分離X射線。
[0119]再次參照圖7，控制器330包括:圖像分析器331，分析圖像信號，從而判斷對象的特性；成像控制器332，基于圖像分析器331的分析結(jié)果控制X射線產(chǎn)生器310或X射線檢測器320 ;圖像處理器333，產(chǎn)生多能X射線圖像或單能X射線圖像。
[0120]圖像分析器331分析從X射線檢測器320輸出的圖像信號中的至少一個(gè)并判斷對象特性。用于分析的圖像信號可以是第一能量圖像信號、第二能量圖像信號和第三能量圖像信號或整個(gè)能帶的任何圖像信號。
[0121]圖像分析器331判斷對象的組織屬性，并且在實(shí)施例中，當(dāng)乳房用作對象時(shí)，圖像分析器331確定乳房密度。已參照前述實(shí)施例詳細(xì)描述了圖像分析器331的操作，因此省略其詳細(xì)描述。
[0122]成像控制器332基于圖像分析器331的確定結(jié)果來確定對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像還是單能X射線圖像，基于結(jié)果控制X射線產(chǎn)生器310或X射線檢測器320，并開始主成像。
[0123]當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，將具有比在預(yù)先拍攝期間從X射線產(chǎn)生器310輻射的X射線更大劑量的寬帶X射線輻射至對象，并且X射線檢測器320檢測穿過對象的X射線。輻射的X射線的能帶可以與在預(yù)先拍攝期間輻射的X射線的能帶相同，且可以基于對象的特性而被重新設(shè)置。
[0124]X射線檢測器320檢測X射線，將檢測到的X射線轉(zhuǎn)換為電壓信號，并根據(jù)預(yù)定能帶分離轉(zhuǎn)換的電壓信號。這里，分離的能帶可由成像控制器332或用戶根據(jù)對象類型而設(shè)置，或者分離的能帶可由成像控制器332根據(jù)在圖像分析器331中分析的對象特性而設(shè)置。圖像的圖像信號根據(jù)各個(gè)能帶而獲得，并且獲得的圖像信號被發(fā)送至第一圖像處理器333a0
[0125]第一圖像處理器333a根據(jù)各個(gè)能帶對圖像信號執(zhí)行多能圖像處理，產(chǎn)生具有改善的組織之間的對比度的多能X射線圖像，并將圖像顯示在顯示器340上。第一圖像處理器333a的圖像處理操作的詳細(xì)描述已在上述實(shí)施例中給出。
[0126]在本實(shí)施例中，通過分析預(yù)先拍攝所獲得的圖像信號來判斷對象的特性，但是在X射線成像裝置的另一實(shí)施例中，可通過分析主成像所獲得的圖像信號來判斷對象的特性。
[0127]圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施例的X射線成像裝置的框圖。
[0128]在使用根據(jù)各個(gè)能帶檢測X射線以獲得多個(gè)X射線圖像的方法的情況下，即使在主成像期間X射線劑量也可減少，在X射線被輻射之后適合于對象的特性的能帶可被再一次設(shè)置，因此可不執(zhí)行預(yù)先拍攝。根據(jù)圖9的實(shí)施例的X射線成像裝置400與預(yù)先拍攝的執(zhí)行無關(guān)地分析在主成像期間獲得的圖像信號。
[0129]X射線產(chǎn)生器410將包括多個(gè)能帶的寬帶X射線輻射至對象。穿過對象的X射線由X射線檢測器420轉(zhuǎn)換為電信號，包括PCD的X射線檢測器420將轉(zhuǎn)換的電信號分離為根據(jù)對象類型而預(yù)先確定的各個(gè)能帶，或僅分離用于確定對象特性的能帶，或獲得整個(gè)能帶的圖像信號。
[0130]控制器430的圖像分析器431分析對象的圖像信號，從而判斷對象的特性。在這種情況下，用于判斷對象的特性的圖像信號是由X射線檢測器420轉(zhuǎn)換的圖像信號之一。當(dāng)X射線檢測器420將X射線分離為預(yù)定的各個(gè)能帶時(shí)，分離的能帶中的一個(gè)可被選擇和分析。例如，當(dāng)乳房用作對象時(shí)，與低能帶對應(yīng)的圖像信號可被分析，而在胸部用作對象時(shí)，與高能帶對應(yīng)的圖像信號可被分析。判斷對象的特性的詳細(xì)操作已在上述實(shí)施例中給出。
[0131]成像控制器432確定在圖像分析器431中確定的對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像還是單能X射線圖像。
[0132]以下，將詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施例的多能X射線圖像或單能X射線圖像的產(chǎn)生。
[0133]當(dāng)X射線檢測器420根據(jù)多個(gè)各能帶獲得多個(gè)圖像信號時(shí)，圖像信號被存儲在設(shè)置在X射線檢測器420或控制器430中的存儲器(未示出)中。
[0134]當(dāng)成像控制器432確定對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，存儲器將圖像信號發(fā)送至第一圖像處理器433a，并且第一圖像處理器433a通過多能圖像處理而產(chǎn)生具有改善的組織之間的對比度的多能X射線圖像。
[0135]當(dāng)成像控制器4 32確定對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，存儲器將圖像信號之一發(fā)送至第二圖像處理器433b?？筛鶕?jù)對象的類型或特性確定發(fā)送至第二圖像處理器433b的圖像信號，并且發(fā)送至第二圖像處理器433b的圖像信號可以是用于圖像分析器431的圖像信號。
[0136]在X射線檢測器420僅分離用于判斷對象的特性的能帶的情況下，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，在能帶中的未分離的能帶也分離X射線，各個(gè)能帶的圖像信號和用于判斷對象的特性的圖像信號被發(fā)送至第一圖像處理器433a;在對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，用于判斷對象的特性的圖像信號被發(fā)送至第二圖像處理器433b。
[0137]另外，在X射線檢測器420將整個(gè)能帶的X射線轉(zhuǎn)換為圖像信號而不是分離X射線的情況下，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線檢測器獲得各個(gè)能帶的圖像信號并將獲得的圖像信號發(fā)送至第一圖像處理器433a。當(dāng)對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，X射線檢測器將整個(gè)能帶的圖像信號發(fā)送至第二圖像處理器433b，或者X射線檢測器420獲得根據(jù)對象的類型或?qū)ο蟮奶匦源_定的單能帶的圖像信號，并將獲得的圖像信號發(fā)送至第二圖像處理器433b。
[0138]由X射線檢測器420分離的能帶或單能帶可由用戶或成像控制器432根據(jù)對象的類型或厚度而預(yù)先確定，或者由X射線檢測器420分離的能帶或單能帶可由成像控制器432根據(jù)由圖像分析器431判斷的對象特性而預(yù)先確定。
[0139]在前述實(shí)施例中，根據(jù)對象特性產(chǎn)生和顯示多能X射線圖像和單能X射線圖像之一。在X射線成像裝置的實(shí)施例中，可產(chǎn)生和顯示多能X射線圖像和單能X射線圖像二者。
[0140]圖10是示出根據(jù)一實(shí)施例的用于產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。本實(shí)施例是使用用于輻射多次X射線以獲得多能X射線圖像的方法的實(shí)施例中的分析在預(yù)先拍攝期間獲得的圖像信號的實(shí)施例。
[0141]參照圖10，為了預(yù)先拍攝，將X射線輻射至對象(611)。在這種情況下，相比于主成像，通過減小管電流和曝光時(shí)間來減少輻射的X射線劑量，并且X射線能帶可根據(jù)對象而適當(dāng)設(shè)置。例如，當(dāng)對象是胸部時(shí)，大約120keV至大約140keV的高能帶可被設(shè)置,而在乳房用作對象時(shí)，大約IOkeV至30keV的低能帶可被設(shè)置。[0142]另外，檢測穿過對象的X射線(612)，獲得圖像信號(613)。如上所述，穿過對象的X射線由X射線檢測器按每個(gè)像素檢測，且檢測到的X射線被轉(zhuǎn)換為電信號。電信號可以是模擬信號或數(shù)字信號。當(dāng)各個(gè)像素的所有的電信號被組合時(shí)，可獲得對象的一個(gè)圖像，并且電信號對應(yīng)于對象的圖像信號。
[0143]分析獲得的圖像信號，并判斷對象特性(614)。對象特性包括與對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的特性中的影響圖像分析的特性，并且可以是例如組織構(gòu)成、各個(gè)組織的比率和對象的特定組織的比率中的一個(gè)。
[0144]在詳細(xì)實(shí)施中，當(dāng)乳房被用作對象時(shí)，確定乳房密度。乳房密度可由實(shí)質(zhì)組織相對于全部乳房組織的比率來表示，提供實(shí)質(zhì)組織的估計(jì)基礎(chǔ)的參照值可根據(jù)實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)或理論而預(yù)先確定。
[0145]當(dāng)確定的對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像(615的是)時(shí)，通過主成像產(chǎn)生多能X射線圖像。
[0146]為了該目的，將具有不同能帶的多條X射線輻射至對象(616)。這表示從X射線產(chǎn)生器輻射多次X射線，并且順序地輻射X射線?？筛鶕?jù)對象類型預(yù)先確定輻射的X射線的能帶和X射線照射的次數(shù)，或可根據(jù)通過分析圖像信號所判斷的對象特性來設(shè)置輻射的X射線的能帶和X射線照射的次數(shù)。
[0147]輻射的X射線穿過對象，穿過對象的多條X射線被檢測并被轉(zhuǎn)換為多個(gè)圖像信號(617)。流程圖示出X射線被輻射，然后被檢測。僅為了描述的方便而給出該公開。在X射線圖像產(chǎn)生方法的實(shí)施例中，輻射和檢測第一 X射線，然后輻射和檢測下一 X射線。
[0148]另外，圖像信號經(jīng)歷多能圖像處理以產(chǎn)生多能X射線圖像(618)。多能圖像處理能夠從圖像信號獲得具有改善的組織之間的對比度的一個(gè)圖像，并且其詳細(xì)處理已在前述實(shí)施例中給出。
[0149]將產(chǎn)生的多能X射線圖像顯示在顯示器上(619)。用戶使用具有改善的組織之間的對比度的多能X射線圖像來分析致密乳房，從而有效確定病變的存在。
[0150]當(dāng)確定的對象的特性不對應(yīng)于多能X射線圖像(615的否)時(shí)，即對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，通過主成像產(chǎn)生單能X射線圖像。
[0151]為了該目的，將具有單能帶的X射線輻射至對象(621)。輻射的X射線的能量可以與在預(yù)先拍攝期間輻射的X射線的能量相同，但是相比于預(yù)先拍攝，X射線劑量通過增加管電流和曝光時(shí)間而增加。
[0152]另外，檢測穿過對象的X射線(622)，獲得圖像信號(623)，轉(zhuǎn)換的圖像信號經(jīng)歷圖像處理以產(chǎn)生單能X射線圖像(624)。圖像處理表示通常用于產(chǎn)生X射線圖像的圖像處理，并因此省略其詳細(xì)解釋。
[0153]另外，將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(619)。
[0154]圖11是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。本實(shí)施例是使用用于輻射多次X射線以獲得多能X射線圖像的方法的實(shí)施例中的不執(zhí)行預(yù)先拍攝的實(shí)施例。
[0155]參照圖11，將具有第一能帶的X射線輻射至對象(631)。第一能帶X射線可用于產(chǎn)生單能X射線圖像，第一能帶X射線的第一級可根據(jù)對象類型而改變。
[0156]另外，檢測穿過對象的X射線(632)，從檢測到的X射線獲得對象的第一能量圖像信號(633)。第一能量圖像信號對應(yīng)于表示一般單能X射線圖像的圖像信號。
[0157]分析第一能量圖像信號，并判斷對象的特性(634)。以上已參照圖8描述了對象特性的判斷，因此省略其詳細(xì)解釋。
[0158]當(dāng)作為判斷對象的特性的結(jié)果，對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像(635的是)，例如，對象的組織致密，并因此需要具有改善的組織之間的對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的多能X射線圖像。
[0159]為了該目的，將第二至第η (η2，其中，η是整數(shù))能帶的X射線輻射至對象(636)。第二至第η能帶是不同能帶，且與第一能帶不同。從X射線產(chǎn)生器順序地輻射X射線，第一至第η能量僅表示X射線照射順序且與能級無關(guān)。X射線的能級和不同能帶的數(shù)量(η)可根據(jù)對象類型預(yù)先確定，且可根據(jù)通過分析圖像信號所判斷的對象特性而設(shè)置。
[0160]另外，檢測穿過對象的第二至第η能帶的X射線(637)，并從檢測到的X射線獲得對象的第二至第η能量圖像信號(638)。流程圖公開了第二至第η能量X射線被輻射，然后被檢測。僅為了描述的方便而給出該公開。在X射線圖像產(chǎn)生方法的實(shí)施例中，輻射和檢測第二能帶X射線，福射和檢測下一能帶X射線。
[0161]第一至第η能量圖像信號經(jīng)歷多能圖像處理，以產(chǎn)生多能X射線圖像(639)，且將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(640)。第一能量圖像信號是用于判斷對象的特性的圖像信號。
[0162]作為判斷對象的特性的結(jié)果，當(dāng)對象特性不對應(yīng)于多能X射線圖像(635的否)，例如，對象的組織不是致密的且病變的檢測可僅針對單能X射線圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的單能X射線圖像。
[0163]為了該目的，獲得的第一能量圖像信號經(jīng)歷圖像處理以產(chǎn)生第一能量X射線圖像(641)，且將圖像顯示在顯示器上(640)。
[0164]圖12是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。本實(shí)施例是使用用于根據(jù)各個(gè)能帶檢測X射線以獲得多能X射線圖像的方法的實(shí)施例中的執(zhí)行預(yù)先拍攝的實(shí)施例。
[0165]參照圖12，首先，將X射線輻射至對象以進(jìn)行預(yù)先拍攝(651)。輻射的X射線具有通過減小管電流和曝光時(shí)間而減少的劑量或照射量，X射線可具有根據(jù)對象類型而設(shè)置的能帶且可以是包括多個(gè)能帶的寬帶X射線。
[0166]另外，檢測穿過對象的X射線(652)，從檢測到的X射線獲得對象的圖像信號(653)。當(dāng)輻射的X射線是具有預(yù)定能帶的多色X射線時(shí)，可在獲得適當(dāng)?shù)膱D像信號期間分離出適合于對象的能帶。例如，當(dāng)對象是胸部時(shí)，獲得大約30keV或更小的能帶的圖像信號。
[0167]分析對象的圖像信號，并判斷對象的特性(654)。已在上述實(shí)施例中描述了對象特性的判斷。
[0168]當(dāng)確定的對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像(655的是)，例如，對象的組織是致密的，且因此需要具有改善的組織之間的對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的多能X射線圖像。
[0169]為了該目的，將X射線輻射至對象以開始主成像(656)。輻射的X射線可以是具有預(yù)定能帶的多色X射線且包括低能帶和高能帶二者。例如，當(dāng)乳房用作對象時(shí)，可輻射具有10keV-50keV能帶的X射線。
[0170]檢測穿過對象的X射線(657)，根據(jù)各個(gè)能帶劃分檢測到的X射線以獲得多個(gè)圖像信號(658)。分離的能帶可根據(jù)對象類型而預(yù)先確定，或者考慮對象特性而設(shè)置。圖像信號是各個(gè)能帶的圖像信號。
[0171]圖像信號經(jīng)歷多能圖像處理以產(chǎn)生具有改善的組織之間的對比度的多能X射線圖像(659)，將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(660)。
[0172]當(dāng)對象的特性不對應(yīng)于多能X射線圖像(655的否)，例如，對象的組織不是致密的，且病變的檢測可僅針對單能X射線圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的單能X射線圖像。
[0173]為了該目的，將X射線輻射至對象，以開始主成像(661)。此時(shí)，可輻射根據(jù)對象的類型或?qū)傩远O(shè)置的特定能帶的X射線，或可輻射包括所述特定能帶的寬帶X射線。
[0174]檢測穿過對象的X射線(662)，并從檢測到的X射線獲得對象的圖像信號(663)。當(dāng)輻射的X射線是具有特定能帶的寬帶X射線時(shí)，從檢測到的寬帶X射線分離出具有根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置的特定能級的X射線，并且可獲得與相應(yīng)能級對應(yīng)的圖像信號。
[0175]獲得的圖像信號經(jīng)歷圖像處理以產(chǎn)生單能X射線圖像(664)，且將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(660)。
[0176]圖13是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。本實(shí)施例是使用用于根據(jù)各個(gè)能帶檢測X射線以獲得多能X射線圖像的方法的實(shí)施例中的不執(zhí)行預(yù)先拍攝的實(shí)施例。
[0177]參照圖13，首先，將X射線輻射至對象(671)。輻射的X射線是用于主成像的包括根據(jù)對象設(shè)置的多個(gè)能帶的寬帶X射線。
[0178]檢測穿過對象的X射線(672)，從檢測到的X射線獲得對象的圖像信號(673)。
[0179]另外，通過分析圖像信號來判斷對象的特性(674)。已在上述實(shí)施例中描述了對象特性的判斷。
[0180]當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像(675的是)，例如，對象的組織是致密的，且因此需要具有改善的組織之間的對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的多能X射線圖像。
[0181]為了該目的，根據(jù)各個(gè)能帶劃分在672中檢測到的X射線，并獲得與能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號(676)。劃分的能帶可根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置。
[0182]獲得的圖像信號經(jīng)歷多能圖像處理，以產(chǎn)生多能X射線圖像(677)，將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(678)。
[0183]當(dāng)對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像(675的否)，例如，對象的組織不是致密的，且病變的檢測可僅針對單能X射線圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的單能X射線圖像(679)。
[0184]為了該目的，在673中獲得的圖像信號經(jīng)歷圖像處理以產(chǎn)生單能X射線圖像。SP，可產(chǎn)生與檢測到的X射線的整個(gè)能帶對應(yīng)的X射線圖像。在另一實(shí)施例中，在672中檢測到的X射線中提取具有期望的能帶的X射線，從提取的X射線獲得圖像信號，并可從圖像信號產(chǎn)生單能X射線圖像。例如，當(dāng)乳房用作對象時(shí)，可提取具有低能帶(10keV-30keV)的X射線，而在胸部用作對象時(shí)，可提取具有高能帶(120keV-140keV)的X射線。[0185]將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(678)，并且用戶分析具有較高圖像質(zhì)量的單能X射線圖像，從而檢測病變。
[0186]圖14是示出根據(jù)另一實(shí)施例的用于產(chǎn)生X射線圖像的方法的流程圖。本實(shí)施例是不執(zhí)行預(yù)先拍攝且在判斷對象特性之前將X射線分離為各個(gè)能帶的實(shí)施例。
[0187]參照圖14，首先，將X射線輻射至對象(681)。輻射的X射線用于主成像，且包括根據(jù)對象預(yù)先確定的多個(gè)能帶。
[0188]檢測穿過對象的X射線(682)，根據(jù)各個(gè)能帶劃分檢測到的X射線以獲得多個(gè)圖像信號(683)。此外，還可獲得整個(gè)能帶的圖像信號。
[0189]另外，分析所述多個(gè)圖像信號中的一個(gè)圖像信號，并判斷對象的特性(684)。分析的圖像信號根據(jù)對象可以是整個(gè)能帶的圖像信號、低能帶的圖像信號或高能帶的圖像信號。
[0190]當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像(685的是)，例如，對象的組織是致密的，且因此需要具有改善的組織之間的對比度的圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的多能X射線圖像。
[0191]為了該目的，在683中獲得的圖像信號經(jīng)歷多能圖像處理，以產(chǎn)生多能X射線圖像(686)，將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(687)。
[0192]當(dāng)對象的特性不對應(yīng)于多能X射線圖像(685的否)，例如，對象的組織不是致密的，且病變的容易檢測可僅針對單能X射線圖像時(shí)，產(chǎn)生對象的單能X射線圖像。
[0193]為了該目的，獲得的圖像信號中的一個(gè)圖像信號經(jīng)歷圖像處理，以產(chǎn)生單能X射線圖像(688 )，將產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器上(687 )。
[0194]如從前述 內(nèi)容顯然的是，根據(jù)對象的組織特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)，因此可以進(jìn)行有效的圖像分析。
[0195]雖然已示出和描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的前提下，可對這些實(shí)施例進(jìn)行改變，其中，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求及其等同物中限定。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線成像裝置，包括: X射線產(chǎn)生器，產(chǎn)生X射線并將X射線輻射至對象； X射線檢測器，檢測穿過對象的X射線并獲得對象的圖像信號； 控制器，分析對象的圖像信號，判斷對象的特性，并根據(jù)判斷的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線成像裝置，其中，對象的特性包括構(gòu)成對象的組織的結(jié)構(gòu)、各個(gè)組織的比率和特定組織的密度中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象是乳房時(shí)，控制器通過計(jì)算實(shí)質(zhì)組織相對于全部乳房組織的比率來計(jì)算乳房密度，并確定計(jì)算的密度是否超過了預(yù)定參照值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線成像裝置，其中，控制器確定判斷的對象特性對應(yīng)于單能X射線圖像還是多能X射線圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線成像裝置，其中，X射線產(chǎn)生器將X射線輻射至對象以進(jìn)行預(yù)先拍攝，并且， 控制器分析從為了預(yù)先拍攝而輻射的X射線獲得的圖像信號，判斷對象的特性，并確定對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像還是單能X射線圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線產(chǎn)生器輻射具有根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置的不同能帶的多條X射線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線檢測器檢測穿過對象的各條X射線并獲得與不同能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號， 控制器對于所述多個(gè)圖像信號執(zhí)行多能圖像處理以產(chǎn)生對象的多能X射線圖像。
8 .根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于單能X射線圖像時(shí)，X射線產(chǎn)生器輻射具有根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置的單能帶的X射線。
9 .根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線產(chǎn)生器輻射具有根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置的多個(gè)能帶的寬能帶X射線。
10 .根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線成像裝置，其中，X射線檢測器檢測具有不同能帶的X射線，根據(jù)能帶劃分檢測到的X射線，并獲得與能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的X射線成像裝置，其中，X射線檢測器檢測穿過對象的具有單能帶的X射線并獲得對象的圖像信號， 控制器對于圖像信號執(zhí)行圖像處理以產(chǎn)生對象的單能X射線圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線檢測器基于根據(jù)對象的類型或特性而設(shè)置的多個(gè)能帶來劃分X射線，并獲得與能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號。
13 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線成像裝置，其中，X射線檢測器基于根據(jù)對象而預(yù)先確定的能帶來劃分檢測到的X射線，并獲得與能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號， 由控制器分析的圖像信號是所述多個(gè)圖像信號之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，控制器對于獲得的多個(gè)圖像信號執(zhí)行多能圖像處理以產(chǎn)生多能X射線圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線成像裝置，其中，當(dāng)判斷的對象的特性對應(yīng)于多能X射線圖像時(shí)，X射線產(chǎn)生器輻射具有根據(jù)對象而設(shè)置的不同能帶的多條X射線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線成像裝置，其中，X射線檢測器檢測具有不同能帶的各條X射線，并獲得與各個(gè)能帶對應(yīng)的多個(gè)圖像信號， 控制器對于用于對象的特性判斷的圖像信號和所述多個(gè)圖像信號執(zhí)行多能圖像處理，以產(chǎn)生多能X射線圖像。
17.一種用于產(chǎn)生X射線圖像的方法，包括如下步驟: 將X射線輻射至對象； 檢測穿過對象的X射線并獲得對象的圖像信號； 分析圖像信號以判斷對象的特性； 根據(jù)判斷的特性產(chǎn)生單能X射線圖像和多能X射線圖像中的至少一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，對象的特性包括構(gòu)成對象的組織的結(jié)構(gòu)、各個(gè)組織的比率和特定組織的密度中的至少一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，判斷對象的特性的步驟包括:當(dāng)對象是乳房時(shí)，計(jì)算實(shí)質(zhì)組織相對于全部乳房組織的比率，計(jì)算乳房密度，并確定計(jì)算的密度是否超過了預(yù)定參照值。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，將X射線輻射至對象的步驟包括:將X射線輻射至對象以進(jìn)行預(yù)先拍攝。
【文檔編號】A61B6/03GK103654810SQ201310395362
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】吳炫和, 成映勛, 李剛儀, 鄭明鎮(zhèn) 申請人:三星電子株式會社, 三星生命公益財(cái)團(tuán)