СИСТЕМА КТ-ВИЗУАЛИЗАЦИИ И СПОСОБ ДЛЯ СИСТЕМЫ КТ-ВИЗУАЛИЗАЦИИ Российский патент 2020 года по МПК A61B6/00 A61B6/03 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системе КТ-визуализации, способу для системы КТ-визуализации, элементу компьютерной программы и машиночитаемому носителю.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как правило, аббревиатура КТ относится к компьютерной томографии. Система КТ-визуализации может относиться к рентгенографической системе КТ-визуализации, например, к рентгеновской КТ-системе визуализации. Системы КТ-визуализации широко используются в различных медицинских учреждениях для двумерной и/или трехмерной визуализации исследуемой области обследуемого человека, такой как коронарные артерии, поясничный отдел позвоночника, проксимальный отдел бедра или по меньшей мере часть всего организма обследуемого человека, чтобы помочь клиницистам получить медицинский диагноз обследуемого человека.

Для КТ-визуализации рентгеновское излучение используется для описания внутреннего состояния и/или структуры трехмерных и/или непрозрачных частей исследуемого человека. С этой целью обследуемый человек часто проходит по меньшей мере частично через систему КТ-визуализации для выполнения первого сканирования, которое также может называться предварительным сканированием, чтобы идентифицировать исследуемую область обследуемого человека для последующего второго КТ сканирования, которое также может называться основным сканированием. Предварительное сканирование предоставляет проекционный вид вдоль продольной оси субъекта. Однако данные, собранные при предварительном сканировании часто не содержат информации, достаточной для реконструкции трехмерного изображения, поскольку проекционные данные, предоставленные при предварительном сканировании, обычно собираются только вдоль продольной оси обследуемого человека.

Чрезмерная доза рентгеновского излучения может нанести вред обследуемому человеку, поскольку она может повредить ткань и может оказывать канцерогенное действие. Что касается обследуемого человека, то предпринимаются попытки уменьшить облучение рентгеновским излучением.

Чтобы уменьшить повторяющееся и потенциально несогласованную генерацию рентгеновских излучений, воздействующих на обследуемого человека для создания соответствующих изображений, в документе US 2014/0086383 A1 было предложено выполнить мгновенное переключение двухэнергетического предварительного сканирования исследуемой области обследуемого человека путем мгновенного переключения между высоким напряжением и низким напряжением, и реконструировать изображение разрушения материала и моноэнергетическое изображение, соответствующее заданной цели скрининга, из собранных двухэнергетических проекционных данных. В одном из примеров высокое напряжение относится к 140 кВп, а низкое напряжение относится к 80 кВп.

Ранее объясненный метод, однако, страдает недостатком, который приводит к относительно дорогому устройству и/или способу КТ-визуализации, если требуется четкое и точное измерение минеральной плотности костей. В частности, артефакты движения, вызванные переключением между низким напряжением и высоким напряжением, часто препятствуют точному измерению минеральной плотности костей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Может возникнуть необходимость в системе КТ-визуализации и/или соответствующем способе КТ-визуализации, который позволяет повысить четкость и точность определения минеральной плотности костей, позволяя при этом уменьшать повторное и/или потенциальное дополнительное проецирование рентгеновского излучения на обследуемого человека для создания томографических изображений.

Задача настоящего изобретения решается объектом каждого из независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления включены в зависимые пункты формулы изобретения. Следует отметить, что следующие описанные аспекты изобретения также применимы к способу, элементу компьютерной программы и машиночитаемому носителю и/или наоборот.

Согласно первому аспекту изобретения предлагается система КТ-визуализации. Система КТ-визуализации содержит источник для генерации рентгеновского излучения, детектор для обнаружения рентгеновского излучения, блок управления для управления источником и детектором, поддерживающее устройство для поддержки обследуемого человека, блок обработки, соединенный с детектором, для приема сигнала детектора от детектора, причем сигнал детектора представляет обнаруженное рентгеновское излучение. Источник и детектор расположены напротив друг друга, так что принимающее пространство расположено между источником и детектором. Поддерживающее устройство является располагаемым в принимающем пространстве, так что генерируемое источником рентгеновское излучение, проходящее через обследуемого человека, является обнаруживаемым детектором. Детектор сформирован и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра. Блок управления выполнен с возможностью вызывать предварительное сканирование предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время предварительного сканирования. Блок обработки выполнен с возможностью определения предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека на основе первого сигнала детектора, вызванного предварительным сканированием. Блок управления выполнен с возможностью вызывать основное сканирование основной исследуемой области обследуемого человека после предварительного сканирования, так что источник задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время основного сканирования. Блок обработки выполнен с возможностью определения основного изображения основной исследуемой области обследуемого человека на основании второго сигнала детектора, вызванного основным сканированием. Блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения.

Следует понимать, что, хотя термины первый, второй, предварительный, основной и т.д. могут использоваться здесь для описания различных признаков, эти признаки предпочтительно не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины могут использоваться только для отличия одного объекта от другого. Например, предварительное сканирование можно назвать пред-сканированием без отклонения от объема настоящего изобретения. Как применяют в настоящем документе, термин «и/или» включает в себя любые и все комбинации одного или более связанных перечисленных элементов.

Следует иметь в виду, что, когда на элемент указывается, как на «подключенный» к другому элементу или «соединенный» с ним, он может быть непосредственно подключен или соединен с другим элементом или он может быть опосредованно подключен или опосредованно соединен с другим элементом.

Система КТ-визуализации также может называться системой компьютерной томографии, в частности, системой рентгеновской компьютерной томографии. Источник также может называться источником рентгеновского излучения. Детектор также может называться детектором рентгеновского излучения. Минеральную плотность костей можно также назвать величиной минеральной плотности костей. Минеральная плотность костей может быть охарактеризована в единицах минерального содержания костей и/или может представлять его, то есть граммах костей, и/или в единицах поверхностной минеральной плотности костей, то есть граммах костей/площадь, в частности граммах костей/см², и/или в единицах минеральной плотности костей, то есть граммах костей/объем, в частности граммах костей/см³. Предварительное сканирование также может называться первым сканированием или пред-сканированием. Основное сканирование также может называться вторым сканированием или диагностическим сканированием.

В течение предварительного сканирования источник задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки, а во время основного сканирования источник задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки. В результате может быть предотвращено переключение между двумя разными напряжениями ускорения рентгеновской трубки во время сканирования, а именно во время предварительного сканирования или во время основного сканирования. Вместо этого для каждого сканирования подается одно соответствующее ускоряющее напряжение рентгеновской трубки, которое может эффективно предотвращать артефакты движения, которые могут возникнуть в противном случае, если источник задействован во время сканирования с двумя напряжениями ускорения рентгеновской трубки, переключаемыми с частотой, в частности высокой, между одним и другим. Как следствие, предварительное сканирование, а также основное сканирование могут выполняться с уменьшенным возмущением.

Как дополнительное следствие детектор одновременно обнаруживает рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра. Поэтому сигнал детектора можно использовать для успешной дифференциации рентгеновского излучения, проходящего через область обследуемого человека.

Как еще одно дополнительное следствие детектор обеспечивает то преимущество, что первый и второй энергетические спектры собирают одновременно, что повышает точность обнаружения рентгеновского излучения. Это приводит к большей надежности сигнала детектора и, как результат, к более надежному изображению, определенному на его основе. Это по преимуществу относится предварительному изображению и основному изображению. Как дополнительное следствие более точный первый сигнал детектора и/или более точное сканированное изображение приводит к более точному определению минеральной плотности костей, что обеспечивает более высокую надежность.

Как еще одно дополнительное следствие минеральная плотность костей может быть определена как «побочный продукт» обычного КТ-исследования, которое может включать в себя предварительное сканирование и основное сканирование.

Как еще одно дополнительное следствие, основное сканирование может быть выполнено с помощью контрастного вещества, подаваемого обследуемому человеку, что может препятствовать точному определению минеральной плотности костей. Однако предварительное сканирование может выполняться до основного сканирования и поэтому может быть выполнено без контрастного вещества, что дает точное определение минеральной плотности костей.

Первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки также может называться первым рентгеновским напряжением. Второе, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки также может называться вторым рентгеновским напряжением.

В одном из примеров источник содержит рентгеновскую трубку для генерации рентгеновского излучения. Рентгеновская трубка может быть сформирована и/или выполнена с возможностью ее задействования при по меньшей мере одном ускоряющем напряжении, предпочтительно при разных рентгеновских напряжениях. Однако рентгеновская трубка и/или блок управления предпочтительно выполнены с возможностью задействовать рентгеновскую трубку только при одном напряжении рентгеновской трубки за раз при сканировании, например, при предварительном сканировании или основном сканировании.

В соответствии с примерным вариантом осуществления системы первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки ниже второго, единственного ускоряющего напряжения рентгеновской трубки. Как следствие, воздействие рентгеновского излучения на обследуемого человека может быть низким, настолько возможно.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки равно второму, единственному ускоряющему напряжению рентгеновской трубки. Как следствие, сложность источника и/или блока управления может быть уменьшена. Аналогично, сложность системы КТ-визуализации может быть уменьшена.

В соответствии с примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения основной исследуемой области обследуемого человека на основе первого сигнала детектора и/или предварительного изображения. Предпочтительно, чтобы блок обработки был выполнен с возможностью определения основной области, так чтобы основная область являлась подобластью предварительной области. Таким образом, основная область предпочтительно меньше, чем предварительная область. Как следствие, воздействие рентгеновского излучения на обследуемого человека может быть низким, настолько возможно.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок управления выполнен с возможностью управления источником и детектором во время предварительного сканирования, так что рентгеновское излучение, испускаемое источником, выдается в одной ориентации к детектору, и причем предварительное изображение представляет собой двумерное изображение. Рентгеновское излучение, испускаемое источником во время предварительного сканирования, может относиться к пучку, в частности конусообразному пучку, причем ориентация соответствующего рентгеновского излучения относится к среднему направлению распространения рентгеновского излучения. Как следствие, воздействие рентгеновского излучения на обследуемого человека может поддерживаться на низком уровне в течение предварительного сканирования.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок управления выполнен с возможностью управления источником и детектором во время основного сканирования, так что серия рентгеновских излучений испускается источником к детектору, что приводит к рентгеновским излучениям с разными ориентациями вокруг заданной оси обследуемого человека, причем блок обработки выполнен с возможностью определения серий двумерных изображений, соответствующих сериям рентгеновских излучений, и причем блок обработки выполнен с возможностью определения основного изображения как трехмерного изображения, основанного на сериях двумерных изображений. Что касается термина ориентация, делается ссылка аналогично приведенным выше объяснениям. Как следствие, трехмерное изображение, образующее основное изображение, позволяет значительно улучшить оценку и провести расширенную диагностику обследуемого человека, в частности, в отношении области обследуемого человека, соответствующей основной исследуемой области обследуемого человека.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы детектор содержит первый слой детектора для обнаружения первого энергетического спектра рентгеновского излучения и второй слой детектора для обнаружения второго энергетического спектра рентгеновского излучения, причем первый слой детектора расположен над вторым слоем детектора. В одном из примеров каждый из первого слоя детектора и второго слоя детектора образуют интегральный слой детектора. В другом примере первый слой расположен непосредственно поверх второго слоя детектора и/или соединен с ним. В другом примере первый слой детектора и второй слой детектора расположены друг над другом, таким образом, что первый слой полностью перекрывает или покрывает второй слой детектора.

В одном из примеров на рентгеновское излучение, проходящее через обследуемого человека, может воздействовать обследуемый человек, что приводит к ослаблению рентгеновского излучения и/или изменению спектрального распределения рентгеновского излучения. Падающее на детектор рентгеновское излучение, связанное с первым энергетическим спектром, может быть обнаружено с помощью первого слоя детектора. Падающее на детектор рентгеновское излучение, связанное со вторым энергетическим спектром, может быть обнаружено вторым слоем детектора.

В одном из примеров первый слой детектора и второй слой детектора сформированы и/или выполнены так, что первый энергетический спектр отличается от второго энергетического спектра. Предпочтительно, чтобы первый энергетический спектр относился к рентгеновским фотонам с более низкой энергией, чем второй энергетический спектр. В одном из примеров первый энергетический спектр может отличаться от второго энергетического спектра. В частности, первый энергетический спектр может не перекрываться со вторым энергетическим спектром. Согласно другому примеру первый энергетический спектр и второй энергетический спектр могут частично перекрываться с их соответствующими спектрами. Это может привести к минимальному перекрыванию.

В одном из примеров первый слой детектора может быть сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения низкоэнергетического спектра рентгеновского излучения, в то время как второй слой детектора сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения высокоэнергетического спектра рентгеновского излучения.

В результате детектор формируется, в частности, его первым слоем детектора и его вторым слоем детектора и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и второго энергетического спектра.

Как дополнительное следствие, рентгеновское излучение, связанное с первым энергетическим спектром, и рентгеновское излучение, связанное со вторым энергетическим спектром, могут быть обнаружены одновременно, отчетливо и/или в одно и то же время.

Как дополнительное следствие рентгеновское излучение, связанное с первым энергетическим спектром, и рентгеновское излучение, связанное со вторым энергетическим спектром, могут быть обнаружены одновременно при одном и том же положении детектора. В этом смысле положение может относиться к положению детектора как такового, в частности к положениям ячеек детектора, где рентгеновское излучение падает на детектор. Другими словами, пиксель детектора может представлять положение детектора.

Как следствие, сигнал детектора может представлять данные, указывающие на обнаруженное рентгеновское излучение, причем упомянутые данные относятся к набору данных, относящихся к положению, связанному с первым энергетическим спектром, а также к набору данных, относящихся к положению, связанному со вторым энергетическим спектром. Оба набора данных предпочтительно связаны друг с другом по положению.

Как дополнительное следствие усилие по определению и/или возможные ошибки во время определения минеральной плотности костей могут быть уменьшены. Это преимущество может относиться к физическому соединению между первым слоем детектора и вторым слоем детектора и, таким образом, к физической взаимосвязи между составляющей сигнала первого слоя детектора и составляющей сигнала второго слоя детектора.

В результате может быть предоставлено точное определение предварительного изображения, основного изображения и/или минеральной плотности костей.

В соответствии с примерным вариантом осуществления системы детектор является детектором со счетом фотонов, и причем детектор сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра путем подсчета падающих на детектор фотонов, имеющих энергию в первом энергетическом спектре, и обнаружения рентгеновского излучения второго энергетического спектра путем подсчета падающих на детектор фотонов, имеющих энергию во втором энергетическом спектре.

В одном из примеров детектор со счетом фотонов содержит по меньшей мере два канала подсчета энергии. Канал подсчета энергии также может называться бином. В соответствии с одним из примеров детектор со счетом фотонов содержит по меньшей мере один канал подсчета энергии для каждого из первого и второго энергетических спектров. Предпочтительно, чтобы детектор со счетом фотонов содержал множество каналов подсчета энергии для каждого из первого и второго энергетических спектров. Например, детектор со счетом фотонов может содержать несколько каналов подсчета энергии для первого энергетического спектра. Аналогичным образом, детектор со счетом фотонов может содержать несколько каналов подсчета для второго энергетического спектра. Предоставляя несколько каналов подсчета энергии для каждого из первого и второго энергетических спектров, детектор со счетом фотонов может быть сформирован и/или выполнен с возможностью обеспечения высокого спектрального разрешения.

Как следствие, детектор в качестве детектора со счетом фотонов может быть сформирован и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого и второго энергетических спектров, и, в частности, для множества положений, каждое из которых предпочтительно относится к одному из каналов. Как дополнительное следствие, ранее объясненные преимущества и/или эффекты сохраняются для детектора со счетом фотонов аналогичным образом.

Как дополнительное следствие, может быть предусмотрено точное определение предварительного изображения, основного изображения и/или минеральной плотности костей.

Как еще одно дополнительное следствие усилие по определению и/или ошибки при определении предварительного изображения, основного изображения и/или минеральной плотности костей могут быть уменьшены. Это может быть следствием упомянутого множества каналов подсчета энергии детектора.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей по меньшей мере частично во время основного сканирования и/или по меньшей мере частично параллельно при определении основного изображения.

В одном из примеров, блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей как этапа фонового процесса.

Согласно еще одному примеру блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей автоматически, в частности, без вмешательства пользователя.

Как следствие, минеральная плотность костей может быть определена при выполнении основного сканирования и/или в то время того, как выполняется определение основного изображения. В результате предварительное изображение, основное изображение и минеральная плотность костей могут быть предоставлены системой для дальнейших целей, без необходимости ждать дополнительное времени для определения минеральной плотности костей. Вместо этого определение минеральной плотности костей может быть автоматически выполнено в качестве этапа фонового процесса, в частности так, что пользователь может получить доступ к минеральной плотности костей в любое время при просмотре основного изображения.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека.

Как следствие, минеральная плотность костей предварительной области может представлять собой минеральную плотность костей большей области обследуемого человека, так как предварительная область предпочтительно относится к соответствующей большей области обследуемого человека. Поэтому минеральная плотность костей может указывать на соответствующее условие для предварительной области обследуемого человека. В результате на основании этого может быть проведена диагностика остеопороза и/или оценка соответствующего риска.

Как дополнительное следствие для хирургического лечения дегенерации позвоночника основное сканирование может быть выполнено для планирования лечения. Определение минеральной плотности костей предварительной области может поэтому предоставить полезную и/или, в частности, дополнительную информацию для такого планирования.

Как еще одно дополнительное следствие, например для онкологических пациентов, КТ-сканирование, в частности основное сканирование, может быть выполнено для контроля лечения. Минеральная плотность костей может предоставить информацию, полезную для такой цели контроля. В частности, терапия рака может увеличить риск развития остеопороза, и, таким образом, можно учитывать минеральную плотность костей.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей основной исследуемой области обследуемого человека.

Как следствие, минеральная плотность костей основной области может указывать на соответствующие условия, которые могут быть приняты во внимание при планировании операции на основной исследуемой области обследуемого человека.

Кроме того, аналогичным образом делается ссылка на преимущества и/или эффекты, объясненные ранее аналогичным образом.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения T-показателя на основании первого сигнала детектора, предварительного изображения и/или минеральной плотности костей. Как следствие, может быть предоставлено стандартизированное значение, а именно T-показатель, указывающий на состояние минеральной плотности костей.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью определения на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения величины нежировых мягких тканей и/или величины жиров.

В одном из примеров блок обработки выполнен с возможностью определения на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения различных жировых отложений и, в частности, соответствующее удельное значение жира для каждого из указанных жировых отложений.

В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления системы блок обработки выполнен с возможностью вызывать предупреждающий сигнал, если минеральная плотность костей превышает заданное пороговое значение плотности или заданный диапазон пороговых значений плотности.

Предпочтительно, чтобы блок обработки был выполнен с возможностью вызывать предупреждающий сигнал, если минеральная плотность костей ниже заданного порогового значения.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ КТ-визуализации. Способ включает в себя следующие этапы:

a) Выполнение предварительного сканирования предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник для генерации рентгеновского излучения задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерации рентгеновского излучения во время предварительного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение проходит через предварительную область к детектору для обнаружения рентгеновского излучения, причем детектор обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра во время предварительного сканирования, что приводит к первому сигналу детектора;

b) Определение предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека на основании первого сигнала детектора, вызванного предварительным сканированием;

c) Выполнение основного сканирования основной исследуемой области обследуемого человека после этапа a) и/или b), так что источник задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерации рентгеновского излучения во время основного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение проходит через основную область к детектору, причем детектор обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого второго энергетического спектра во время основного сканирования, что приводит к второму сигналу детектора;

d) Определение основного изображения основной исследуемой области обследуемого человека, основанного на втором сигнале детектора, вызванном основным сканированием; и

e) Определение минеральной плотности костей на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения.

Следует понимать, что без повторения здесь всех объяснений, примеров, признаков, эффектов и/или преимуществ, предоставляемых с отсылкой к системе, способ согласно изобретению предназначен для того, чтобы иметь возможность исполнить этапы способа, для которого система выполнена. Таким образом, все приведенные выше объясненные примеры, объяснения, признаки, эффекты и/или преимущества, представленные со ссылкой на систему, также должны быть предусмотрены аналогичным образом для способа. Одинаковое предпочтительно выполняется аналогичным образом для предпочтительных вариантов осуществления способа, которые поясняются ниже.

Что касается порядка этапов способа, следует отметить, что этап а) выполняется до этапа с). Этап b) может выполняться между этапами а) и с), параллельно этапу с) и/или по меньшей мере частично параллельно этапу с). Кроме того, следует отметить, что этап а) предпочтительно выполняется до этапа б). Следует также отметить что этап с) предпочтительно выполняют до этапа d). В одном из примеров этапы b) и d) могут выполняться по меньшей мере частично параллельно. В еще одном предпочтительном примере этап а) и/или этап b) выполняется/выполняются до этапа e).

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа, этап e) выполняется по меньшей мере частично параллельно этапам b), c) и/или d).

В одном из примеров этап e) выполняется в качестве фонового этапа, предпочтительно выполняемого по меньшей мере частично параллельно одному из этапов b), c) и/или d). Например, этап е) может выполняться по меньшей мере частично параллельно этапу с) и/или этапу d).

Как следствие, минеральная плотность костей может быть определена по меньшей мере частично параллельно основному сканированию и/или определению основного изображения. Как следствие, минеральная плотность костей может быть предоставлена не позднее определенного основного изображения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки ниже второго, единственного ускоряющего напряжения рентгеновской трубки.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа источником и детектором управляют во время предварительного сканирования, так что рентгеновское излучение, испускаемое источником, выдается в одной ориентации к детектору, и причем предварительное изображение представляет собой двумерное изображение.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа источником и детектором управляют во время основного сканирования, так что серия рентгеновских излучений испускается источником к детектору, что приводит к рентгеновскому излучению с разными ориентациями вокруг заданной оси обследуемого человека, причем этап d) содержит подэтап определения серий двумерных изображений, соответствующих сериям рентгеновских излучений, и где этап d) содержит дополнительный подэтап определения основного изображения, как трехмерного изображения на основе серий двумерных изображений.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа определение минеральной плотности костей характеризуется определением минеральной плотности костей предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа определение минеральной плотности костей характеризуется определением минеральной плотности костей основной исследуемой области обследуемого человека.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа способ включает в себя дополнительный этап определения T-показателя на основе первого сигнала детектора, предварительного сканирования и/или минеральной плотности костей.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа способ включает в себя этап определения на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения величины нежировых тканей мягких тканей и/или величины жиров.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа способ включает в себя дополнительный этап вызывания предупредительного сигнала, если минеральная плотность костей превышает заданное пороговое значение плотности или заданный диапазон значений плотности.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается элемент компьютерной программы, который будучи исполняемым блоком обработки, выполнен с возможностью осуществления по меньшей мере этапов способа в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, как описано выше. Кроме того, элемент компьютерной программы может быть выполнен с возможностью, будучи исполняемым блоком обработки, осуществления способа в соответствии с по меньшей мере одним из предпочтительных вариантов осуществления способа, описанного выше.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предоставляется машиночитаемый носитель, имеющий сохраненный на нем элемент программы, который, будучи исполняемым блоком обработки, выполнен с возможностью осуществления способа, описанного выше, по меньшей мере согласно третьему аспекту настоящего изобретения или согласно по меньшей мере одному из его предпочтительных вариантов осуществления.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предлагаются система КТ-визуализации, а также способ КТ-визуализаци. Для КТ-визуализаци было обнаружено, что предварительное сканирование предварительной области обследуемого человека является преимуществом. Предварительная область обследуемого человека, как правило, охватывает большую область обследуемого человека. Это позволяет исследовать структуру обследуемого человека в отношении предварительной области обследуемого человека. Поскольку предварительное сканирование обычно не выполняется для того, чтобы предоставить подробное изображение предварительной области обследуемого человека, но скорее для получения только информации, необходимой для предоставления общего обзора, предварительное сканирование может выполняться так, чтобы оно позволяло определять двумерное изображение, основанное на результатах предварительного сканирования. Таким образом, предварительное сканирование может быть выполнено так, что источник предоставляет низкую дозу рентгеновского обследуемому излучения человеку.

Однако было обнаружено, что выдаваемый детектором сигнал детектора, который обнаруживает рентгеновское излучение во время предварительного сканирования, можно использовать, с одной стороны, для определения соответствующего предварительного изображения, а с другой стороны, для определения минеральной плотности костей обследуемого человека, предпочтительно соответствующей предварительной области обследуемого человека. Таким образом, определение минеральной плотности костей также может быть выяснено на основе сигнала детектора, выдаваемого во время предварительного сканирования.

Хотя предварительное сканирование обычно выполняется главным образом для определения предварительного изображения, было обнаружено преимущество, если детектор, используемый для обнаружения рентгеновского излучения во время предварительного сканирования сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и обнаружения рентгеновского излучения другого, второго энергетического спектра. В этом случае детектор может выдать даже на основе предварительного сканирования, более точную информацию о предварительной области обследуемого человека и, следовательно, более точное определение минеральной плотности костей. Таким образом, при определении предварительного изображения и/или при выполнении дальнейших этапов может быть определена минеральная плотность костей, в частности, в качестве фонового этапа процесса, так что минеральная плотность костей может быть предоставлена для следующей цели.

Кроме того, на основании сигнала детектора, выдаваемого детектором во время предварительного сканирования и/или на основании предварительного изображения, блок обработки системы может быть выполнен с возможностью определения основной области обследуемого человека для дальнейшего исследования.

Альтернативно, основная область обследуемого человека может быть определена вручную и предоставлена системе через входной интерфейс.

Кроме того, основное сканирование выполняется после предварительного сканирования. Предпочтительно, чтобы основная область обследуемого человека была меньше, чем предварительная область субъекта и, в частности, образовывала подобласть предварительной области. Кроме того, основное сканирование может выполняться с большей точностью и/или с более высоким разрешением, чем предварительное, так что сигнал детектора, выдаваемый детектором во время основного сканирования, представляет основную область обследуемого человека с более высоким разрешением. В результате общая доза рентгеновского излучения, подведенная к обследуемому человеку, может быть сведена к минимуму.

После того, как основное сканирование было выполнено, что привело к соответствующему сигналу детектора, этот сигнал детектора можно использовать для определения основного изображения, представляющего основную область обследуемого человека. Что касается минеральной плотности костей, минеральная плотность костей может по меньшей мере частично определяться параллельно определению предварительного изображения, основному сканированию и/или определению основного изображения. В результате после определения основного изображения также может быть предоставлена также минеральная плотность костей для дальнейшей цели. В результате клиницист, использующий систему КТ-визуализации, может быть обеспечен не только предварительным изображением, а затем основным изображением, но также, в частности, как побочным продуктом, минеральной плотностью костей. Таким образом, клиницист может просто проверить минеральную плотность костей, даже если определение минеральной плотности костей, возможно, не было основной целью КТ-исследования обследуемого человека. Однако клиницисту предоставляется дополнительная информация, в частности, может ли обследуемый человек подходить для предполагаемого медицинского лечения, в частности предполагаемого хирургического лечения. Следует отметить, что основное сканирование часто выполняется после того, как обследуемому человеку был введен контрастный агент, что может препятствовать точному определению минеральной плотности костей. Однако предварительное сканирование выполняется до основного сканирования и, таким образом, без контрастного агента, уже введенного обследуемому человеку. Поэтому предварительное сканирование ведет к сигналу детектора в качестве надежной основы для точного определения минеральной плотности костей.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и пояснены со ссылкой на описанные ниже варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примерные варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на следующие чертежи:

На Фиг. 1 схематично показан пример системы.

На Фиг. 2 схематично показан пример детектора.

На Фиг. 3 схематично показан пример ячеек детектора.

На Фиг. 4 схематично показан пример способа.

На Фиг. 5 схематично показан еще один пример способа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг. 1 схематично показан пример системы 10 КТ-визуализации. Система 10 КТ-визуализации может использоваться для выполнения диагностических сканирований исследуемой области обследуемого человека (не показано).

Система КТ-визуализации содержит источник 12 для генерации рентгеновского излучения. Источник 12 может содержать рентгеновскую трубку 24 и коллиматор 26. Источник 12 рентгеновского излучения предпочтительно установлен на гентри 28. Система 10 КТ-визуализации дополнительно содержит детектор 14 для обнаружения рентгеновского излучения. Детектор 14 также предпочтительно установлен на гентри 28. Источник 12 и детектор 14 расположены напротив друг друга. Принимающее пространство 22 расположено между источником 12 и детектором 14. Принимающее пространство 22 также может называться областью исследования.

Система 10 КТ-визуализации дополнительно содержит поддерживающее устройство 18 для поддержки обследуемого человека. Поддерживающее устройство 18 может представлять собой стол, кушетку, стул и т.п. для поддержки обследуемого человека, например, медицинского пациента. Поддерживающее устройство 18 может перемещаться в направлении Z, предпочтительно в и/или внутри принимающего пространства 22. Принимающее пространство 22 предпочтительно определяется гентри 28.

Кроме того, гентри 28 предпочтительно сформирован и/или выполнен в виде вращающегося гентри 28. Таким образом, гентри 28 может вращаться вокруг направления Z, чтобы вращать источник 12 и детектор 14 по окружности вокруг принимающего пространства 22.

Источник 12 соединен с гентри 28, таким образом, что он может проецировать рентгеновское излучение к детектору 14. Таким образом, источник 12 может проецировать рентгеновское излучение в принимающее объект пространство 22. Если область обследуемого человека помещается через поддерживающее устройство 18 в принимающее пространство 22, рентгеновское излучение, выдаваемое источником 12, будет проходить обследуемого человека соответственно и после этого будет обнаруживаться детектором 14. Из-за обследуемого человека рентгеновское излучение, предоставляемое источником 12, будет ослабляться и/или его спектральный диапазон изменится.

Рентгеновское излучение, генерируемое источником 12, может возникать из рентгеновской трубки 24 и после этого коллимироваться коллиматором 22. Коллиматор 22 также может быть частью источника 12. Таким образом, рентгеновское излучение, генерируемое источником 12, может проецировать конический, клиновидный или веерообразный рентгеновский пучок в принимающее пространство 22 и к детектору 14.

Как упоминалось ранее, детектор 14 предпочтительно установлен на гентри 28. Таким образом, вращение гентри 28 может приводить к одновременному вращению источника 12 и детектора 14. Таким образом, источник 12 и детектор 14 могут вращаться вокруг принимающего пространства 22.

Система 10 КТ-визуализации дополнительно содержит блок 16 управления для управления источником 12 и детектором 14. Блок 16 управления также может быть выполнен с возможностью управления вращением или углом поворота гентри 28. Кроме того, блок 16 управления может быть выполнен с возможностью управления движением поддерживающего устройства 18, в частности так, что поддерживающее устройство 18 может быть перемещено в принимающее пространство 22. Таким образом, блок 16 управления может быть выполнен с возможностью управления линейным движением опоры 18 субъекта в направлении z и управления источником 12 и детектором 14, так что рентгеновское излучение проецируется источником 12 в принимающее пространство 22 и к детектору 14. Для целей сканирования опора 12 субъекта перемещается, в частности, многократно линейно совершает шаговое движение в направлении z, чтобы выполнить соответствующее сканирование обследуемого человека.

Детектор 14 предпочтительно выполнен с возможностью обнаружения рентгеновского излучения во время указанного сканирования. В частности, детектор 14 выполнен с возможностью непрерывного обнаружения рентгеновского излучения, в то время как поддерживающее устройство перемещается в направлении и/или в принимающее пространство 22. В результате детектор 14 обнаруживает рентгеновское излучение, которое ранее прошло через обследуемого человека.

Детектор 14 сформирован и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и другого второго энергетического спектра. Пример соответствующего детектора 14 схематически показан на Фиг. 2. Детектор 14 предпочтительно выполнен как двухслойный детектор. Таким образом, детектор 14 предпочтительно содержит стопу из двух слоев 30, 32. Один из слоев 30 расположен поверх другого слоя 32. В одном из примеров, детектор 14 содержит первый слой 30 детектора для обнаружения первого энергетического спектра рентгеновского излучения и второй слоя 32 детектора для обнаружения второго энергетического спектра рентгеновского излучения. Как показано на Фиг. 2 первый слой 30 детектора предпочтительно расположен поверх второго слоя 32 детектора. Первый слой 30 детектора сформирован и/или выполнен так, чтобы быть спектрально чувствительным для обнаружения первого энергетического спектра рентгеновского излучения. Второй слой 32 детектора сформирован и/или выполнен так, чтобы быть результативно чувствительным при обнаружении второго энергетического спектра рентгеновского излучения. Например, первый слой 30 детектора может быть сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения низкоэнергетического спектра рентгеновского излучения, причем второй слой 32 детектора сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения высокоэнергетического спектра рентгеновского излучения. Таким образом, первый энергетический спектр может быть ниже или меньше второго спектра рентгеновской области. Первый и второй энергетический спектры могут быть четко отделены друг от друга или частично перекрываться.

В результате первый слой 30 детектора может поглощать рентгеновское излучение первого энергетического спектра, тогда как второй слой 32 детектора выполнен с возможностью поглощения рентгеновского излучения второго энергетического спектра. В одном из примеров первый слой 30 детектора может поглощать рентгеновское излучения низкого энергетического спектра, тогда как второй слой 32 детектора поглощает рентгеновское излучение высокого энергетического спектра.

Предпочтительно, чтобы как первый, так и второй слои 30, 32 детектора содержали множество ячеек 34, 36. Ячейки 34, 36 как первого, так и второго слоев 30, 32 детектора предпочтительно расположены в виде решетки. Решетка первого слоя 30 детектора расположена симметрично и/или параллельно решетке второго слоя 32 детектора. В результате каждая ячейка 34 первого слоя 30 детектора расположена сверху и только над одной ячейкой 36 второго слоя 32 детектора. Соответствующая пара ячеек 34, 36 первого и второго слоев 30, 32 детектора обведена на Фиг. 2 и схематически показана на Фиг. 3.

На Фиг. 3 схематично показана ячейка 34 первого слоя 30 детектора, расположенная сверху ячейки 36 второго слоя 32 детектора. Каждая ячейка 34, 36 содержит соответствующий сцинтилляционный элемент 38, 40. Сцинтилляционный элемент 38, 40 также может называться сцинтиллятором 38, 40. Кроме того, каждая ячейка 34, 36 содержит соответствующий фотодиод 42, 44. Как схематически показано на Фиг. 3, один из фотодиодов 42 связан со сцинтилляционным элементом 38 первого слоя детектора 30, причем другой фотодиод 44 связан с сцинтилляционным элементом 40 второго слоя 32 детектора. Фотодиод 42 предпочтительно прикреплен к боковой поверхности сцинтилляционного элемента 38. Другой фотодиод 44 предпочтительно прикреплен к боковой поверхности другого сцинтилляционного элемента 40. Однако также возможны другие расположения фотодиодов 42, 44 относительно их соответствующего сцинтилляционного элемента 38, 40.

Если фотоны 46 рентгеновского излучения входят в сцинтилляционный элемент 38, по меньшей мере часть фотонов 46, связанных с первым энергетическим спектром, поглощается сцинтилляционным элементом 38, что приводит к свету, который воспринимается соответствующим фотодиодом 42. Аналогично, фотоны 46, не поглощаемые сцинтиллятором 38, проходят через сцинтилляционный элемент 38 и входят в сцинтиллятор 40, где по меньшей мере часть фотонов 46, связанных со вторым энергетическим спектром, поглощается сцинтилляционным элементом 40, что вызывает свет, который воспринимается фотодиодом 44. В результате каждая ячейка 34 первого детектора 30 выполнена и сформирована для обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра, тогда как каждая ячейка 36 второго слоя 32 детектора сформирована и/или выполнена с возможностью обнаружения рентгеновского излучения второго энергетического спектра. Поэтому детектор 14 сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра одновременно.

Как следствие, для одинакового положения каждой пары ячеек 34, 36, расположенных друг над другом, рентгеновское излучение первого и второго энергетических спектров может быть обнаружено одновременно.

Как еще одно дополнительное следствие источник 12 может быть задействован только с одним ускоряющим напряжением соответствующей рентгеновской трубки 24, при этом делая возможным обнаружение рентгеновского излучения в двух разных энергетических спектрах.

Как дополнительное следствие сигнал детектора, выдаваемый детектором 14, представляет обнаруженное рентгеновское излучение обоих, а именно первого энергетического спектра и второго энергетического спектра.

Следует отметить, что детектор 14 не ограничивается конфигурацией, объясненной, исходя из Фиг. 2 и 3. Например, детектор 14 может быть сформирован и/или выполнен как детектор со счетом фотонов. В связи с этим делается ссылка на объяснения, признаки и/или эффекты, объясненные ранее в отношении детектора со счетом фотонов.

Во время процедуры КТ-визуализации с использованием системы 10 КТ-визуализации выполняются два сканирования, а именно предварительное сканирование и основное сканирование. Во время предварительного сканирования источник 12 и детектор 14 предпочтительно поддерживают неподвижными. Таким образом, гентри 28 может также удерживаться в неподвижном состоянии в течение предварительного сканирования. Для этой цели блок 16 управления предпочтительно выполнен с возможностью управления гентри 28 так, что гентри 28 поддерживается в неподвижном положении во время предварительного сканирования. Кроме того, во время предварительного сканирования, обследуемый человек, поддерживаемый поддерживающим устройством 18, проходит в и/или через принимающее пространство 22 для того, чтобы спроецировать рентгеновское излучение в предварительную исследуемую область обследуемого человека. Кроме того, блок 16 управления выполнен с возможностью вызывать предварительное сканирование предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник 12 задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки. Соответственно, рентгеновская трубка 24 источника 12 задействована с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки.

В результате источник 12 генерирует рентгеновское излучение во время предварительного сканирования, причем рентгеновское излучение проецируется на принимающее пространство 22 и проходит через предварительную исследуемую область обследуемого человека, причем рентгеновское излучение, проходящее через обследуемого человека, обнаруживается детектором 14.

Другими словами, блок 16 управления предпочтительно выполнен с возможностью управления источником 12 и/или детектором во время предварительного сканирования, так что рентгеновское излучение испускается источником 12 для предоставления в одной ориентации к детектору 14.

Первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки может составлять от 80 кВ до 140 кВ. В одном из примеров первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки может составлять 140 кВ.

Сигнал детектора, выдаваемый детектором 14 во время предварительного сканирования, предпочтительно представляет собой двумерную проекцию предварительной исследуемой области обследуемого человека. Упомянутый сигнал детектора может также обозначаться как первый сигнал детектора. Первый сигнал детектора выдается на блок 20 обработки. Блок 20 обработки выполнен с возможностью определения предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека на основании первого сигнала детектора 14, вызванного предварительным сканированием. Предварительное изображение предпочтительно представляет собой двумерное изображение.

Система 10 предпочтительно содержит дисплей. Кроме того, система 10 предпочтительно выполнена с возможностью отображения предварительного изображения на дисплее.

В одном из примеров клиницист может рассмотреть предварительное изображение, чтобы идентифицировать область внутри предварительного изображения, которая представляет наибольший интерес. Такая область может относиться к основной исследуемой области обследуемого человека. Альтернативно или дополнительно блок 20 обработки может быть выполнен с возможностью идентификации основной исследуемой области обследуемого человека внутри предварительного изображения.

После определения и/или предоставления исследуемой области обследуемого человека проводится основное сканирование основной области обследуемого человека. Таким образом, основное сканирование выполняется после предварительного сканирования. Во время основного сканирования основная исследуемая область обследуемого человека, поддерживаемого поддерживающим устройством 18, передается в принимающее пространство 22 и через него, так что источник 12 проецирует рентгеновское излучение в исследуемую область обследуемого человека. Для этого поддерживающее устройство предпочтительно управляется блоком 16 управления, в частности, для постепенной подачи поддерживающего устройства 18 в принимающее пространство 22 и через него.

Во время основного сканирования, и, в частности, на каждом этапе к детектору 14 испускается серия рентгеновских излучений источником 12, что приводит к рентгеновскому излучению с разными ориентациями вокруг заданной оси обследуемого человека, в частности, вокруг направления z. Предпочтительно, чтобы эта процедура повторялась на каждом этапе. Более предпочтительно, чтобы блок 20 обработки был выполнен с возможностью определения серий двумерных изображений, соответствующих сериям рентгеновских излучений и выполнен с возможностью определения основного изображения в виде трехмерного изображения на основе серии двумерных изображений.

Во время основного сканирования блок 16 управления выполнен с возможностью управления источником 12, так что источник 12 задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки, чтобы генерировать соответствующее рентгеновское излучение во время основного сканирования. Предпочтительно, чтобы второе, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки составляло от 80 кВ до 140 кВ. В одном из примеров, второе, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки составляет 140 кВ. Более предпочтительно, чтобы второе, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки было равно первому, единственному ускоряющему напряжению рентгеновской трубки. Однако второе, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки может отличаться от первого, единственного ускоряющего напряжения рентгеновской трубки. В частности, первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки может быть меньше или ниже второго, единственного ускоряющего напряжения рентгеновской трубки.

Как следствие, воздействие рентгеновского излучения во время предварительного сканирования может быть низким, настолько возможно. В результате общее воздействие рентгеновского излучения на обследуемого человека может сохраняться настолько возможно долго.

Как отмечено выше, блок 20 обработки выполнен с возможностью определения основного изображения основной исследуемой области обследуемого человека на основе второго сигнала детектора, вызванного основным сканированием. Более предпочтительно, чтобы основное изображение могло отображаться на дисплее системы 10. Система 10 может быть выполнена соответствующим образом. Основываясь на основном изображении, врач может оценить основную исследуемую область обследуемого человека в диагностических целях. Этот диагноз предпочтительно относится к конкретной цели лечения.

Однако было обнаружено, что минеральная плотность костей костного материала обследуемого человека может представлять большой интерес, в частности для клинициста, чтобы предоставить еще более расширенную оценку. Чтобы избежать дальнейшего сканирования обследуемого человека, и, в частности, дальнейшего сканирования предварительной и/или основной исследуемой области обследуемого человека, блок 20 обработки системы 10 выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей на основании первого сигнала детектора (вызванного предварительным сканированием) и/или на основании предварительного изображения. Минеральная плотность костей предпочтительно относится к значению минеральной плотности костей, например, к содержанию минеральных веществ в костях, например, к граммам костей и/или к граммам костей/площадь (в частности, на см²). Содержание минералов может относиться к содержанию кальция.

В результате, без необходимости проведения дополнительного сканирования обследуемого человека система 10 выполнена с возможностью предоставления предварительного изображения, основного изображения, а также минеральной плотности костей. Таким образом, минеральная плотность костей может быть определена как «побочный продукт» предварительного сканирования. Как еще одно дополнительное следствие минеральная плотность костей может быть предоставлена до или вместе с окончанием определения основного изображения. Поэтому предпочтительно, чтобы блок 20 обработки был выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей по меньшей мере частично во время выполнения основного сканирования и/или по меньшей мере частично параллельно во время определения основного изображения. Кроме того, если минеральная плотность костей определяется на основе первого сигнала детектора, блок 20 обработки может быть выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей по меньшей мере частично параллельно во время определения предварительного изображения. Более предпочтительно, чтобы блок 20 обработки мог быть выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей как фонового процесса в отношении определения предварительного изображения, выполнения основного сканирования и/или определения основного изображения. Другими словами, минеральная плотность костей может быть определена посредством блока 20 обработки одновременно с определением предварительного изображения и/или с определением основного изображения.

Более предпочтительно, чтобы блок 20 обработки был выполнен с возможностью автоматического определения минеральной плотности костей. Таким образом, клиницист может учитывать минеральную плотность костей, если это необходимо и/или полезно для оценки, диагностики и/или планирования лечения.

Даже если хирургическое лечение или какое-либо другое лечение связано с основной исследуемой областью обследуемого человека, клиницисту может быть интересно узнать минеральную плотность костей периферийной области вокруг основной исследуемой области. Эта периферийная область может быть покрыта предварительной исследуемой областью обследуемого человека. В одном из примеров блок 20 обработки, таким образом, выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей предварительной исследуемой области обследуемого человека. Это может предоставить соответствующую информацию клиницисту для проведения расширенного диагноза и/или планирования лечения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления блок обработки может быть выполнен с возможностью определения первой минеральной плотности костей предварительной исследуемой области обследуемого человека и определения второй минеральной плотности костей основной исследуемой области обследуемого человека. В результате могут быть предоставлены обе, а именно первая и вторая минеральные плотности костей, для последующей оценки.

Кроме того, блок 20 обработки предпочтительно выполнен с возможностью вызывать предупреждающий сигнал, если минеральная плотность костей превышает заданное пороговое значение плотности или заданный диапазон пороговых значений плотности. Например, если минеральная плотность костей ниже заданного порогового значения минимальной плотности, блок обработки может вызывать предупреждающий сигнал. Система 10 может быть выполнена с возможностью вызывать предупреждающий сигнал акустически или визуально. Например, система 10 может быть выполнена с возможностью отображения элемента на дисплее, представляющего предупреждающий сигнал. В результате клиницист, который может оценить основное изображение, может быть уведомлен о минимальной плотности костей, которая ниже заданной пороговой величины минимальной плотности. В результате клиницист может рассмотреть минеральную плотность кости для оценки и/или планирования лечения.

На Фиг. 4 схематично показан пример способа КТ-визуализации. Способ включает в себя следующие этапы:

На первом этапе a) выполняют предварительное сканирование исследуемой области обследуемого человека, так что источник 12 для генерации рентгеновского излучения задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерации рентгеновского излучения во время предварительного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение проходит через предварительную область к детектору 14 для обнаружения рентгеновского излучения, причем детектор 14 обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого второго энергетического спектра во время предварительного сканирования, что приводит к первому сигналу детектора.

На втором этапе b) определяют предварительное изображение предварительной исследуемой области обследуемого человека на основании первого сигнала детектора 14, вызванного предварительным сканированием.

На третьем этапе c), выполняют основное сканирование основной исследуемой области обследуемого человека после этапа a) и/или b), так что источник 12 задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки, чтобы генерировать рентгеновское излучение во время основного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение проходит через основную область к детектору 14, причем детектор обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого второго энергетического спектра во время основного сканирования, что приводит ко второму сигналу детектора.

На четвертом этапе d) определяют основное изображение основной исследуемой области обследуемого человека, основанное на втором сигнале детектора 14, вызванном основным сканированием.

На пятом этапе e) определяют минеральную плотность костей на основании первого сигнала детектора и/или на основании предварительного изображения.

Понятно, что без повторения здесь всех объяснений, примеров, признаков, эффектов и/или преимуществ со ссылкой на устройство 10, способ согласно изобретению предназначен для исполнения этапов способа, для которого выполнена система 10. Таким образом, все приведенные выше примеры, объяснения, признаки, эффекты и/или преимущества, несмотря на то, что ранее предоставлены ссылкой на систему 10, также должны предназначаться аналогичным образом для способа.

На Фиг.5 показан примерный вариант осуществления способа. Способ, как схематично показано на Фиг.5, содержит этапы с а) по e), которые были ранее разъяснены со ссылкой на Фиг.4. Таким образом, делается ссылка на предыдущее объяснение в отношении Фиг. 4. Способ дополнительно содержит шестой этап f). На шестом этапе f) определяют предупреждающий сигнал, если минеральная плотность костей превышает заданное пороговое значение плотности и/или заданный диапазон пороговых значений плотности.

В соответствии с еще одним примером настоящего изобретения предлагается элемент компьютерной программы, который, будучи исполняемым блоком обработки, выполнен с возможностью осуществления способа, описанного выше.

В соответствии с дополнительным примером настоящего изобретения предоставляется машиночитаемый носитель, имеющий сохраненный на нем элемент программы, который, будучи исполняемым блоком обработки, выполнен с возможностью осуществления способа, описанного выше.

Элемент компьютерной программы может быть сохранен в вычислительном блоке, который также может быть частью варианта осуществления настоящего изобретения. Этот вычислительный блок может быть выполнен с возможностью исполнения или вызова исполнения этапов способа, описанного выше. Кроме того, он может быть выполнен с возможностью работы компонентов описанной выше системы. Вычислительный блок может быть выполнен с возможностью работы автоматически и/или выполнения команд пользователя. Компьютерная программа может быть загружена в оперативную память процессора обработки данных. Процессор обработки данных, таким образом, может быть предусмотрен для выполнения способа согласно изобретению.

Следует отметить, что варианты осуществления изобретения описаны в отношении различных предметов изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления описаны в отношении пунктов формулы изобретения, описывающих систему, тогда как другие варианты осуществления описаны в отношении пунктов формулы изобретения, описывающих способ. Однако специалист в данной области поймет из приведенного выше, пока не указано иное, в дополнение к любому сочетанию признаков, принадлежащих объекту изобретения одного рода, любое сочетание признаков, относящихся к различным объектам изобретения, также полагается раскрытым в этой заявке. Тем не менее, все признаки могут быть объединены, обеспечивая синергетический эффект, который больше, чем простое суммирование признаков.

Хотя изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и предшествующем описании, такие иллюстрации и описание должны рассматриваться как иллюстративные или приведенные в качестве примера, а не ограничивающие. Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Изучив чертежи, раскрытие и приложенную формулу изобретения, специалисты в данной области смогут понять и осуществить при практической реализации заявленного изобретения другие вариации показанных вариантов осуществления.

В формуле изобретения слово «содержит» не исключает других элементов или этапов, и формы единственного числа не исключают множественного числа. Один детектор или другое устройство может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные меры перечислены во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер нельзя использовать с пользой. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться в качестве ограничения объема.

Группа изобретений относится к медицинской системе, а именно к средствам КТ-визуализации. Система КТ-визуализации содержит источник генерации рентгеновского излучения, детектор для обнаружения рентгеновского излучения, блок управления источником и детектором, поддерживающее устройство для поддержки обследуемого человека и блок обработки для приема сигнала от детектора, представляющего обнаруженное рентгеновское излучение, причем источник и детектор расположены напротив друг друга, так что между источником и детектором расположено принимающее пространство, причем поддерживающее устройство располагается в принимающем пространстве так, что генерируемое источником рентгеновское излучение, прошедшее через обследуемого человека, является обнаруживаемым детектором, причем детектор сформирован и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра, блок управления выполнен с возможностью вызывать предварительное сканирование предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время предварительного сканирования, блок обработки выполнен с возможностью определять предварительное изображение предварительной исследуемой области обследуемого человека на основе первого сигнала детектора, вызванного предварительным сканированием, блок управления выполнен с возможностью вызывать основное сканирование основной исследуемой области обследуемого человека после предварительного сканирования, так что источник задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время основного сканирования, причем блок обработки выполнен с возможностью определять основное изображение основной исследуемой области обследуемого человека на основании второго сигнала детектора, вызванного основным сканированием, и блок обработки выполнен с возможностью определять минеральную плотность костей на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения. Способ КТ-визуализации осуществляется посредством системы, включающей также машиночитаемый носитель. Использование изобретений позволяет повысить точность и четкость определения минеральной плотности костей. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система (10) КТ-визуализации, содержащая:

- источник (12) для генерации рентгеновского излучения;

- детектор (14) для обнаружения рентгеновского излучения;

- блок (16) управления для управления источником (12) и детектором (14);

- поддерживающее устройство (18) для поддержки обследуемого человека; и

- блок (20) обработки, соединенный с детектором (14), для приема сигнала

детектора от детектора (14), представляющего обнаруженное рентгеновское излучение;

причем источник (12) и детектор (14) расположены напротив друг друга, так что между источником (12) и детектором (14) расположено принимающее пространство (22);

причем поддерживающее устройство (18) является располагаемым в принимающем пространстве (22) так, что генерируемое источником (12) рентгеновское излучение, прошедшее через обследуемого человека, является обнаруживаемым детектором (14);

причем детектор (14) сформирован и/или выполнен с возможностью одновременного обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра;

причем блок (16) управления выполнен с возможностью вызывать предварительное сканирование предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник (12) задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время предварительного сканирования;

причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определять предварительное изображение предварительной исследуемой области обследуемого человека на основе первого сигнала детектора (14), вызванного предварительным сканированием;

причем блок (16) управления выполнен с возможностью вызывать основное сканирование основной исследуемой области обследуемого человека после предварительного сканирования, так что источник (12) задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерирования рентгеновского излучения во время основного сканирования;

причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определять основное изображение основной исследуемой области обследуемого человека на основании второго сигнала детектора (14), вызванного основным сканированием; и

причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определять минеральную плотность костей на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения.

2. Система (10) по п. 1, причем первое, единственное ускоряющее напряжение рентгеновской трубки ниже второго, единственного ускоряющего напряжения рентгеновской трубки.

3. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (16) управления выполнен с возможностью управления источником (12) и детектором (14) во время предварительного сканирования, так что испускаемое источником (12) рентгеновское излучение выдается в одной ориентации к детектору (14), и причем предварительное изображение представляет собой двумерное изображение.

4. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (16) управления выполнен с возможностью управления источником (12) и детектором (14) во время основного сканирования, так что источником (12) к детектору (14) испускается серия рентгеновских излучений, что приводит к рентгеновским излучениям с разными ориентациями вокруг заданной оси обследуемого человека, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения серии двумерных изображений, соответствующих серии рентгеновских излучений, и причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения основного изображения как трехмерного изображения, основанного на серии двумерных изображений.

5. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем детектор (14) содержит первый слой (30) детектора для обнаружения первого энергетического спектра рентгеновского излучения и второй слой (32) детектора для обнаружения второго энергетического спектра рентгеновского излучения, причем первый слой (30) детектора расположен над вторым слоем (32) детектора.

6. Система (10) по любому из пп. 1-4, причем детектор (14) является детектором со счетом фотонов, и причем детектор (14) сформирован и/или выполнен с возможностью обнаружения рентгеновского излучения первого энергетического спектра путем подсчета падающих на детектор (14) фотонов (46), имеющих энергию в первом энергетическом спектре, и обнаружения рентгеновского излучения второго энергетического спектра путем подсчета падающих на детектор (14) фотонов (46), имеющих энергию во втором энергетическом спектре.

7. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей по меньшей мере частично параллельно во время основного сканирования и/или определения основного изображения.

8. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения минеральной плотности костей предварительной исследуемой области обследуемого человека и/или минеральной плотности костей основной исследуемой области обследуемого человека.

9. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения Т-показателя на основании первого сигнала детектора, предварительного изображения и/или минеральной плотности костей.

10. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью определения на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения величины нежировых мягких тканей и/или величины жиров.

11. Система (10) по любому из предшествующих пунктов, причем блок (20) обработки выполнен с возможностью вызывать предупреждающий сигнал, если минеральная плотность костей превышает заданное пороговое значение плотности или заданный диапазон пороговых значений плотности.

12. Способ КТ-визуализации, включающий в себя следующие этапы:

a) выполнение предварительного сканирования предварительной исследуемой области обследуемого человека, так что источник (12) для генерации рентгеновского излучения задействован только с первым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерации рентгеновского излучения во время предварительного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение пропускается через предварительную область к детектору (14) для обнаружения рентгеновского излучения, причем детектор (14) обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра во время предварительного сканирования, что приводит к первому сигналу детектора;

b) определение предварительного изображения предварительной исследуемой области обследуемого человека на основании первого сигнала детектора (14), вызванного предварительным сканированием;

c) выполнение основного сканирования основной исследуемой области обследуемого человека после этапа а) и/или b), так что источник (12) задействован только со вторым, единственным ускоряющим напряжением рентгеновской трубки для генерации рентгеновского излучения во время основного сканирования, так что соответствующее рентгеновское излучение пропускается через основную область к детектору (14), причем детектор (14) обнаруживает одновременно рентгеновское излучение первого энергетического спектра и другого, второго энергетического спектра во время основного сканирования, что приводит ко второму сигналу детектора;

d) определение основного изображения основной исследуемой области обследуемого человека, основанного на втором сигнале детектора (14), вызванном основным сканированием; и

e) определение минеральной плотности костей на основании первого сигнала детектора и/или предварительного изображения.

13. Способ по п. 12, причем этап е) выполняют по меньшей мере частично параллельно этапу b), с) и/или d).

14. Машиночитаемый носитель для системы КТ-визуализации, содержащий

компьютерную программу для управления системой (10) по одному из пп. 1-11, которая, будучи исполняемой блоком (20) обработки и/или блоком (16) управления, приспособлена для осуществления этапов способа по п. 12 или 13.