CN104545960B - 一种双能ct的扫描电压的选择方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双能CT的扫描电压的选择方法和设备，方法包括：设置双能CT扫描电压的选择标准；由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合。本方法并不是按照常规的高能扫描电压选择140kV，低能扫描电压选择80kV，而是可以根据使用的CT机的具体情况来制定选择标准，然后从符合选择标准的所有双能扫描电压组合中，选择最优的一组双能扫描电压组合，作为双能CT机的扫描电压，这样可以更加获得效果更好的扫描图像来满足比较高的需求。

Description

一种双能CT的扫描电压的选择方法及设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种双能CT的扫描电压的选择方法及设备。
背景技术
双能CT扫描，相比单能CT扫描，能够更好地区分物质。
例如，在扫描电压为120kV下，骨和碘的CT值相差比较小，但是在扫描电压为80kV下，骨和碘的CT值的差别就比较大。进一步分析，发现在扫描电压为70kV或为更低的扫描电压下，骨和碘的CT值的差异更大。但是，随着扫描电压的降低，由于***扫描能力的限制，图像噪声一般会逐渐变大，影响图像质量。
因此，如何选择一组最佳的高能扫描电压和低能扫描电压，就成为了双能CT扫描面临的一个重要问题。
目前的双能扫描方法，一般是预先设定好一个高能kV和一个低能kv进行扫描，高能kV一般取140kV，低能kV一般取80kV。这种组合虽然应用广泛，但有时并不是最优的组合。
因此，本领域技术人员需要提供一种自动选择最优扫描电压组合的方法，保证合理的物质区分度和图像质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双能CT的扫描电压的选择方法及设备，能够保证合理的物质区分度和图像质量。
本发明实施例提供一种双能CT的扫描电压的选择方法，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合。
优选地，所述设置双能CT扫描电压的选择标准，具体包括：
将双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准；
或，
将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准。
优选地，当将双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
双能物质的区分度DEcontrast的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
优选地，当将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
优选地，当将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
其中，DECNRD的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
CTDI表示高能扫描电压和低能扫描电压的扫描剂量之和，为预先计算获得的；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
优选地，当将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
从所述备用集合中选择相交面积数值最小对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
优选地，将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述备用集合中使用扫描剂量最低的相交面积对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
优选地，所述CT机支持的所有扫描电压是指：符合图像质量要求的所有扫描电压；所述图像质量要求是以噪声相对值或噪声绝对值作为判断标准。
本发明实施例还提供一种双能CT的扫描电压的选择设备，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合。
优选地，所述选择标准包括以下任意一种：
双能物质的区分度、基于噪声指标的双能物质的区分度、基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度、双能扫描电压光谱的区分度或基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本实施例提供的双能CT的扫描电压的选择方法，并不是按照常规的高能扫描电压选择140kV，低能扫描电压选择80kV，而是可以根据使用的CT机的具体情况来制定选择标准，然后从符合选择标准的所有双能扫描电压组合中，选择最优的一组双能扫描电压组合，作为双能CT机的扫描电压，这样可以更加获得效果更好的扫描图像来满足比较高的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择方法实施例一流程图；
图2是本发明提供的80kV/140kV光谱曲线图；
图3是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例一示意图；
图4是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例二示意图；
图5是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例三示意图；
图6是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例四示意图；
图7是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例五示意图；
图8是本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例六示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
方法实施例一：
参见图1，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择方法实施例一流程图。
本实施例提供的双能CT的扫描电压的选择方法，包括：
S101：设置双能CT扫描电压的选择标准；
选择标准可以根据CT机的机型不同，使用场景等的不同会有所区别。
例如，选择标准可以选择以下五种的任意一个。
将双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准；
或，
将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准；
或，
将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准。
S102：由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
例如，可以选择符合图像质量要求的低能扫描电压集合和高能扫描电压集合，然后从这两个集合中选择低能扫描电压和高能扫描电压组成双能扫描电压组合。
对于图像质量要求的定义，本发明中不做限定，可以根据实际需要来选择。
S103：根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合。
根据S101的选择标准计算S102中的每组双能扫描电压组合，从符合选择标准的所有双能扫描电压组合中选择出最优的双能扫描电压组合。
本实施例提供的双能CT的扫描电压的选择方法，并不是按照常规的高能扫描电压选择140kV，低能扫描电压选择80kV，而是可以根据使用的CT机的具体情况来制定选择标准，然后从符合选择标准的所有双能扫描电压组合中，选择最优的一组双能扫描电压组合，作为双能CT机的扫描电压，这样可以更加获得效果更好的扫描图像来满足比较高的需求。
方法实施例二：
本实施例中介绍以不同的选择标准来选择最优的双能扫描电压组合的过程。
标准一：将双能物质的区分度作为选择标准；
当将双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
双能物质的区分度DEcontrast的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
需要说明的是，CThighKV和CTlowKV_ref可以不相等，也可以相等，例如相等时，可以均取40。
DEcontrast的绝对值越大，则表示区分度越好，若为0，则表示两种物质无法区分。
DEratio可以通过实验获得。选择一种物质，以及对应的低能kV和高能kV，扫描获得对应的CT值，进而计算获得DEratio。如下表1，针对不同浓度的碘溶液，测量在80/100/120/140kV下的CT值，表2则是针对cort bone,CB230％等多种不同材料，测量在80/100/120/140kV下的CT值。表3和表4分别是以80kV和140kV为例，基于表1和表2计算获得的DEratio表格。表5则是表4的各物质，相对于表3的浓度4，计算获得DEcontrast。
将上述实验，在***支持的所有kV下，应用于更多的物质，即可获得***支持的所有kV下，多物质的DEcontrast。
表1相同剂量，不同浓度的碘溶液CT值变化规律
从表1中可以看出来，从左向右浓度递减。
表2相同剂量，扫描模体，不同物质的CT值变化规律
cort bone CB230％ CB250％ B-200 Inner Bone brain Liver
80kv 1590 560 1041 304 284 6 72
100kv 1323 478 870 248 229 19 70
120kv 1143 418 755 209 192 24 65
140kv 1032 380 681 186 168 27 61
表3不同浓度的碘溶液的DEratio值变化规律
浓度1 浓度2 浓度3 浓度4 浓度5 浓度6 浓度7 浓度8 浓度9 浓度10 浓度11
80kv 1563.2 1264.4 1101.6 944.5 767.6 628 525 411.7 330.7 225.9 142
140kv 883.3 716.1 623.7 534.6 433.5 352.9 293.6 227.9 180.9 119.5 70.1
DEratio 0.5536 0.5522 0.5498 0.5468 0.5408 0.5321 0.5229 0.5055 0.4847 0.4276 0.2951
表4不同物质的DEratio值变化规律
cort bone CB230％ CB250％ B-200 Inner Bone brain Liver
80kv 1590 560 1041 304 284 6 72
140kv 1032 380 681 186 168 27 61
DEratio 0.6400 0.6538 0.6404 0.5530 0.5246 0.3824 0.6563
表5 表4的各物质相对于表3的浓度4的DEcontrast值变化规律
cort bone CB230％ CB250％ B-200 Inner Bone brain Liver
DEratio 0.6400 0.6538 0.6404 0.5530 0.5246 0.3824 0.6563
DEcontrast 0.0932 0.1070 0.0936 0.0062 0.0222 0.1644 0.1095
标准二：将双能物质的区分度作为选择标准；
当将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
标准三：将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准；
当将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
其中，DECNRD的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
CTDI表示高能扫描电压和低能扫描电压的扫描剂量之和，为预先计算获得的；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
标准四：将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准；
当将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
需要说明的是，DEArea小于预设数值为物质可区分的最低标准。
从所述备用集合中选择相交面积数值最小对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
双能光谱，可以通过光谱模拟软件，计算获得。光谱模拟软件，有很多已知的通用软件，例如Spectrum。如下图2所示为根据光谱模拟软件计算获得的80kV和140kV的光谱曲线相交示意图。
基于***支持的所有kV，依次计算每两个kV间的光谱相交面积。
标准五：基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准；
将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述备用集合中使用扫描剂量最低的相交面积对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
标准五与标准四有所区别，标准四是从符合标准的相交面积中取最小值，而标准五是从符合标准的相交面积中取用的剂量最小的一组双能扫描电压组合。
需要说明的是，用户可以根据CT机的机型、使用场景等来选择不同的选择标准，以上仅是列举了五种典型常用的选择标准，可以根据需要来选择，不具体限定哪一种。
方法实施例三：
本实施例中介绍从CT机支持的所有扫描电压中，产生双能扫描电压组合的过程。
首先从***支持的所有kV中，选择可以符合图像质量要求的低能扫描电压集合和高能扫描电压集合，然后依次从低能扫描电压集合和高能扫描电压集合中，选择扫描电压，并产生很多组可用的双能扫描电压组合。
需要说明的是，每组双能扫描电压组合中的高能扫描电压一定大于低能扫描电压。
第一步：定义图像质量要求；
对于图像质量要求的定义，本实施例中不做具体限制，用户可以根据需要来选择。
例如，本实施例可以选取噪声标准作为图像质量要求，说明如下：
关于噪声标准，用户可以自定义。噪声标准可以是相对值，也可以是绝对值。
若用户设定图像质量要求为噪声绝对值，是指设定扫描后的图像噪声值达到用户设定噪声值。噪声绝对值，一般可以设定一组扫描条件，设定扫描对象，然后测量被扫描对象的噪声值。
表6就是针对不同尺寸水模，不同扫描条件，测量的噪声绝对值大小。
基于表6，将不同扫描电压的噪声绝对值，相对于扫描电压120kV进行归一化，获得归一化后的噪声绝对值，参见表7。
将表7记录的各kV下的不同尺寸水模的噪声关系，记录为Noise(kv,D)。式中kv代表扫描电压，D代表水模直径。
若用户设定图像质量要求为噪声相对值，是指要求扫描后的图像噪声，相对于基准图像噪声的比值，达到用户的设定值。
基准图像噪声，可以是基于出厂设定的扫描协议获得的图像噪声值。相对噪声值的计算方法如下：Noisetarget＝NoiseLevel*Noiseref。式中Noiseref是指基准噪声，Noisetarget是目标噪声，二者都是绝对噪声值，NoiseLevel表述了目标噪声和基准噪声之间的相对比例，是噪声相对值。
以下表格，设定不同的扫描电压和mAs(电流*时间)等采集条件，且CTDI剂量相同，并对不同尺寸的水模进行数据采集，获得多组噪声绝对值。具体扫描条件设定如下。
CTDI＝13.5mGy；
80kv，800mAs；100kv，342mAs；120kv，94mAs；140kv，128mAs。
表6绝对值噪声表格
Noise 12inch 10inch 8inch 7inch 6inch 5inch
80kv 14.49 8.54 4.913 3.847 2.85 2.235
100kv 14.024 8.599 5.18 3.966 3.042 2.349
120kv 13.811 8.564 5.215 4.087 3.17 2.447
140kv 13.805 8.72 5.359 4.264 3.282 2.597
表7归一化后的绝对值噪声表格
第二步，根据图像质量要求，产生低能扫描电压集合和高能扫描电压集合；
下面以噪声相对值作为图像质量要求，说明如何产生低能扫描电压集合和高能扫描电压集合。
以低能扫描电压为例，产生低能扫描电压集合时，用户首先需要设定噪声相对值的目标大小NoiseLevel1，然后针对***支持的所有扫描电压，逐次计算满足噪声相对值所需的扫描剂量。
若该扫描剂量，当前扫描电压下，***可以支持，则将该扫描电压放入低能扫描电压集合，否则不放入。如此可以产生低能扫描电压集合Tkv_low，如表8所示。
针对高能扫描电压，设定噪声相对值的目标大小NoiseLevel2，同样的方法，可以产生高能扫描电压集合Tkv_high，如表9所示。
高能扫描电压的噪声相对值NoiseLevel2与低能扫描电压的噪声相对值NoiseLevel1可以相同，也可以不同。
表8低能扫描电压集合
KVl1 KVl2 ...... KVli ......
mAsl1 mAsl2 ...... mAsli ......
表9低能扫描电压集合
KVh1 KVh2 ...... KVhi ......
mAsh1 mAsh2 ...... mAshi ......
计算满足噪声相对值所需的扫描剂量的方法，如下公式所示，其中NoiseLevel即为噪声相对值的目标大小，mAstarget即为目标扫描剂量，以该剂量扫描即可获得目标噪声。mAsref为基准剂量，以该剂量扫描即可获得基准噪声。
NoiseLevel：噪声相对值的目标大小；
Noise(kv,D)：各kV下的不同尺寸水模的噪声关系；
mAsref：出厂扫描协议的基准mAs；
mAstarget：计算获得的目标mAs；
Dref：出厂扫描协议记录的默认等效水模直径；
Dscan：当前被扫描对象的等效水模衰减直径；
adjCoef：剂量计算的调整参数，取值范围0～1，默认取0.5；
μwater：水的衰减系数。
公式(1)中，涉及的等效水模直径的计算方法如下：
所谓等效水模，是指一般人体切面近似为椭圆形，计算过程中，将椭圆形切面等效为圆形切面。另外，人体的组织构成比较复杂，在计算过程中，将所有组织都等效为水。
基于平片，进行待扫描部位的等效水模直径的大小计算时，首先需要将待扫描部位分解为若干切面，针对每一切面分别计算等效水模直径，然后基于多组切面的等效水模直径，计算获得待扫描部位的整体等效水模直径。
由多组切面的等效水模直径，获得待扫描部位的整体等效水模直径的方法，一般有平均法和最大值法。所谓平均法，是指将所有单个的等效水模直径进行平均作为整体等效水模直径；所谓最大值法，是指将所有单个的等效水模直径进行排序，然后按比例取较大的等效水模直径进行平均，选取比例一般为5％～50％之间。
针对某一切面的等效水模直径的具体计算方法如下：
首先获得该切面的平片生数据，该平片生数据由N个检测器通道采集获得，即rawdata＝{μ0l0,μ1l1,......μili,},i＝0,1,2,3,......,N-1。
然后，基于平片生数据，计算该切面的总衰减面积。
总衰减面积的定义为：
最后，通过切面的总衰减面积，计算该切面的等效水模衰减直径Dscan：
Dscan＝2*sqrt(mean(S)/(PI*μwater))；
参数说明：
N：为通道数；
μi：为物体在第i个通道上的平均衰减系数；
li：为物体在第i个通道上的路径；
Δ：为相邻检测器之间的距离；
R：旋转半径；
α：检测器的扇角；
mean(s)：Z方向所有平片切面衰减面积的均值；
第三步，从低能扫描电压集合和高能扫描电压集合中，分别选取扫描电压，产生可用的双能扫描电压扫描组合。
分别从低能扫描电压集合Tkv_low和高能扫描电压集合Tkv_high中选择可用扫描电压，组合成若干组双能扫描电压组合。依次遍历两个集合中的所有扫描电压，产生可用的双能扫描电压组合，如表10所示。
表10可用的双能扫描电压组合
下面结合基于选择标准从产生的双能扫描电压中获得最优电压扫描组合的过程。
以标准一为例，假设用户设定的扫描电压判断标准，就是表3的物质cortbone与指定碘浓度4的DEcontrast，假设当前***支持的所有扫描电压，限于80/100/120/140，则我们可以从表10中，查找可用的双能扫描电压组合，再从表3和表4中，查找当前扫描电压组合对应DEratio，计算获得DEcontrast，若DEcontrast大于设定阈值，则该扫描电压组合可用，依次计算所有扫描电压组合，并从中选择DEcontrast最大的，即为最优组合。
标准二和标准三的计算方法，与上述标准一类似，将DEcontrast，替换为DECNR和DECNDR，进行计算，即可获得最优组合。
以标准四为例，可以从表10中，逐次查找***支持的所有扫描电压组合，并从集合T{DEArea}计算选中大于DEArea设定阈值的最小值，其对应的扫描电压组合即为最优组合。
标准五，基于标准四，从大于DEArea设定阈值的集合中，选择剂量最低的扫描电压组合，即为最优组合。
本发明以上方法实施例提供的方法，可以根据设定的选择标准，选择出符合该选择标准的最优的扫描电压组合，使CT机的扫描图像符合选择标准的要求，可选择性比较大，通用性更广。
基于以上实施例提供的双能CT的扫描电压的选择方法，本发明实施例还提供了一种双能CT的扫描电压的选择设备，下面结合附图来详细介绍。
设备实施例一：
参见图3，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例一示意图。
本实施例提供的双能CT的扫描电压的选择设备，包括：设置单元300、产生单元400和选择单元500；
所述设置单元300，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
选择标准可以根据CT机的机型不同，使用场景等的不同会有所区别。
例如，所述选择标准包括以下任意一种：
双能物质的区分度、基于噪声指标的双能物质的区分度、基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度、双能扫描电压光谱的区分度或基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度。
所述产生单元400，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
例如，可以选择符合图像质量要求的低能扫描电压集合和高能扫描电压集合，然后从这两个集合中选择低能扫描电压和高能扫描电压组成双能扫描电压组合。
对于图像质量要求的定义，本发明中不做限定，可以根据实际需要来选择。
所述选择单元500，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合。
本实施例提供的双能CT的扫描电压的选择设备，并不是按照常规的高能扫描电压选择140kV，低能扫描电压选择80kV，而是可以根据使用的CT机的具体情况来制定选择标准，然后从符合选择标准的所有双能扫描电压组合中，选择最优的一组双能扫描电压组合，作为双能CT机的扫描电压，这样可以更加获得效果更好的扫描图像来满足比较高的需求。
所述CT机支持的所有扫描电压是指：符合图像质量要求的所有扫描电压；所述图像质量要求是以噪声相对值或噪声绝对值作为判断标准。
设备实施例二：
参见图4，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例二示意图。
当所述选择标准为双能物质的区分度时，所述选择单元包括：双能物质的区分度计算子单元500a和第一选择子单元500b；
所述双能物质的区分度计算子单元500a，用于计算双能物质的区分度DEcontrast，具体通过以下公式计算；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得；
所述选择子单元500b，用于选择DEcontrast的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
具体的计算可以参见表1-表5。
设备实施例三：
参见图5，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例三示意图。
当所述选择标准为基于噪声指标的双能物质的区分度时，所述选择单元包括：双能物质的区分度计算子单元500a和第二选择子单元500d；
所述双能物质的区分度计算子单元500a，用于计算双能物质的区分度DEcontrast，具体通过以下公式计算；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得；
第二选择子单元500d，用于选择DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标。
设备实施例四：
参见图6，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例四示意图。
当所述选择标准为基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度时，
所述选择单元包括：双能物质的区分度计算子单元500a和第三选择子单元500f；
所述双能物质的区分度计算子单元500a，用于计算双能物质的区分度DEcontrast，具体通过以下公式计算；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得；
所述第三选择子单元500f，用于选择DECNRD的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
其中，DECNRD的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优；
CTDI表示高能扫描电压和低能扫描电压的扫描剂量之和，为预先计算获得的；
Noise为已知量，是预设的噪声指标。
设备实施例五：
参见图7，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例五示意图。
当所述选择标准为双能扫描电压光谱的区分度时，所述选择单元包括：相交面积计算子单元500g、集合产生子单元500h和第四选择子单元500m；
所述相交面积计算子单元500g，用于获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
所述集合产生子单元500h，用于将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述第四选择子单元500m，用于从所述备用集合中选择相交面积数值最小对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
设备实施例六：
参见图8，该图为本发明提供的双能CT的扫描电压的选择设备实施例六示意图。
当所述选择标准为基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度时，所述选择单元500包括：相交面积计算子单元500g、集合产生子单元500h和第五选择子单元500r；
所述相交面积计算子单元500g，用于获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
所述集合产生子单元500h，用于将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述第五选择子单元500r，用于从所述备用集合中选择扫描剂量使用最低的相交面积对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
本发明以上设备实施例提供的设备，可以根据设定的选择标准，选择出符合该选择标准的最优的扫描电压组合，使CT机的扫描图像符合选择标准的要求，可选择性比较大，通用性更广。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
当将双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
双能物质的区分度DEcontrast的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
2.一种双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；当将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DE C N R = DE c o n t r a s t N o i s e ;
DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
3.一种双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；当将基于噪声和剂量约束的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DE C N R D = DE c o n t r a s t N o i s e * C T D I ;
其中，DECNRD的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
CTDI表示高能扫描电压和低能扫描电压的扫描剂量之和，为预先计算获得的；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
4.一种双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；当将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
从所述备用集合中选择相交面积数值最小对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
5.一种双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，包括：
设置双能CT扫描电压的选择标准；
由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述备用集合中使用扫描剂量最低的相交面积对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的双能CT的扫描电压的选择方法，其特征在于，所述CT机支持的所有扫描电压是指：符合图像质量要求的所有扫描电压；所述图像质量要求是以噪声相对值或噪声绝对值作为判断标准。
7.一种双能CT的扫描电压的选择设备，其特征在于，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
当将双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
双能物质的区分度DEcontrast的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
8.一种双能CT的扫描电压的选择设备，其特征在于，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
当将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DE C N R = DE c o n t r a s t N o i s e ;
DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
9.一种双能CT的扫描电压的选择设备，其特征在于，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
当将基于噪声指标的双能物质的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
DE C N R = DE c o n t r a s t N o i s e ;
DECNR的绝对值最大值对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合；
Noise为已知量，是预设的噪声指标；
DEcontrast为双能物质的区分度，DEcontrast＝DEratio_material1-DEratio_material2；
DE r a t i o = CT h i g h K V - CT h i g h K V _ r e f CT l o w K V - CT l o w K V _ r e f ;
其中，DEratio为待扫描物质的双能比，DEratio_material1表示第一种待扫描物质的双能比，DEratio_material2表示第二种待扫描物质的双能比；CTlowKV，CThighKV分别代表待扫描物质在低能扫描电压和高能扫描电压下的CT值；CTlowKV_ref为设定的参考物质在低能扫描电压下的CT值，CThighKV_ref为所述参考物质在高能扫描电压下的CT值；DEratio通过实验或计算预先获得。
10.一种双能CT的扫描电压的选择设备，其特征在于，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
当将双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
从所述备用集合中选择相交面积数值最小对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
11.一种双能CT的扫描电压的选择设备，其特征在于，包括：设置单元、产生单元和选择单元；
所述设置单元，用于设置双能CT扫描电压的选择标准；
所述产生单元，用于由CT机支持的所有扫描电压产生双能扫描电压组合；所述双能扫描电压组合包括一个高能扫描电压和一个低能扫描电压；
所述选择单元，用于根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合；
将基于剂量约束的双能扫描电压光谱的区分度作为选择标准时，根据所述选择标准从所有的双能扫描电压组合中选择最优的一组双能扫描电压组合具体为：
获得每个双能扫描电压组合对应的低能扫描电压的光谱曲线和高能扫描电压的光谱曲线的相交面积DEArea；
将相交面积的数值小于预设数值的相交面积作为备用集合；
所述备用集合中使用扫描剂量最低的相交面积对应的一组双能扫描电压组合为最优扫描电压组合。
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