技術領域：

本發明涉及針對醫學x射線成像系統與方法，確切地說是涉及一種ct數字減影血管造影(computedtomographydigitalsubtractionangiography，ctdsa)成像系統與方法，為血管病變的診療提供低劑量高質量成像的有效手段。

背景技術：
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血管疾病是導致全球死亡的主要原因之一，獲取精確的患者血管圖像對于臨床診療意義重大。血管造影成像(dsa)是大型實時影像診斷設備，尤其在冠狀動脈造影診斷等方面是必備的設備，同時也是介入治療的平臺，是介入微創手術最主要依賴的實施影像引導的設備。主要用于冠脈支架植入術、微創瓣膜植入術、腫瘤介入治療、腦血管畸形及動脈瘤的介入治療、子宮肌瘤介入治療以及腎動脈交感神經損毀治療高血壓等方面，同時也是現代雜交手術室的必備設備。但這種方法獲得的是二維圖像，圖像中血管存在重疊，不利于臨床診療。三維數字減影圖像可有效解決上述問題，可以利用雙能ct成像(雙源雙能ct或單源高壓快速切換ct成像技術)來實現，但是這兩類設備的結構和控制顯然變得非常復雜，而且對于同一位置需要進行兩次曝光，從而大大增加了患者成像時接收的輻射劑量；此外，對于單源高壓快速切換ct成像技術，兩次曝光的時間間隔雖然短，但可能會存在運動偽影。

利用光子計數探測器，通過一次曝光即可獲得高、低兩個能量區間的光子計數，能量區間的閾值可靈活設置。雙能ct成像時，采用兩種不同的管電壓進行成像，設備復雜，能譜存在差異和重疊，從而降低了圖像的質量。與雙能ct成像不同，基于光子計數探測器得到的高、低能量區間的光子計數不存在能量重疊，有利于提高圖像質量，將相同成像位置的高、低能量的斷層圖像進行加權減影，就可以得到該位置處的斷層減影圖像。因此，這種設備簡單，有效減少了曝光劑量，消除了運動偽影，可改善圖像質量；通過圖像后處理，可得到血管的三維圖像，為臨床診療提供便利。因此本發明對臨床診療具有重要意義。

技術實現要素：
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本發明提供一種ct數字減影血管造影成像系統與方法，有效減少曝光劑量，避免運動偽影，滿足臨床低劑量高質量ct成像的需求。

本發明采取了以下的技術方案：一種ct數字減影血管造影成像系統與方法，由x射線發生器、能量分辨光子計數探測器、ct圖像重建單元、數字圖像減影單元、圖像存儲傳輸與顯示單元、檢查床、機架和控制器構成，所述x射線發生器用來產生x射線；所述能量分辨光子計數探測器探測透過人體后的x光子，對探測到的x光子的能量進行判別和計數；所述ct圖像重建單元采集能量分辨光子計數探測器輸出的信號，形成高能量區和低能量區的兩組透射投影數據，利用解析重建算法或統計重建算法對高、低兩個能量區的投影數據分別進行斷層圖像重建；所述數字圖像減影單元對各個相同掃描位置的高、低兩個能量區的斷層重建圖像施加不同的權重，進行減影計算獲得ct數字減影血管造影圖像；所述圖像存儲傳輸與顯示單元接受來自數字圖像減影單元的圖像，進行存儲和顯示，并可通過網絡與其它設備進行數據通訊；所述檢查床用來承載患者；所述機架用來控制x射線發生器的位姿；所述控制單元為x射線發生器、能量分辨光子計數探測器、ct圖像重建單元、數字圖像減影單元、圖像存儲傳輸與顯示單元、檢查床、機架提供控制信號及通訊。

所述x射線發生器用來產生連續能譜x射線，并利用過濾器去除有害的低能x射線，然后投照到含造影劑的被檢體。

所述能量分辨光子計數探測器探測x光子形成電信號，對信號進行校正和幅度甄別，根據能量閾值將信號分成高、低兩個能量區進行計數。

所述ct圖像重建單元采集能量分辨光子計數探測器輸出的信號，形成高能量區和低能量區的兩組透射投影數據，利用解析重建算法或統計重建算法對高、低能量區的投影數據分別進行斷層圖像重建。

所述數字圖像減影單元接受ct圖像重建單元發送的高、低兩個能量區的圖像，對來自同一斷層位置的高、低兩個能量區的圖像ih、il施加不同的權重系數α、β，進行減影計算即可得到ct數字減影血管造影圖像i，如公式(1)所示。

i＝αih-βil(1)

所述圖像存儲傳輸與顯示單元接受來自數字圖像減影單元發送的圖像，存儲到存儲介質中，顯示于顯示器上，并可通過網絡與其它設備進行數據通訊。

所述檢查床可以做上下、左右、前后運動，以滿足掃描成像的需要。

所述機架用來持有x射線發生器和探測器，使x射線發生器與探測器位于檢查床兩側并且繞檢查床做旋轉運動。

所述控制單元給x射線發生器提供控制信號，來控制x射線的強度、射線產生及中止；為檢查床提供控制信號，調整檢查床的位姿；為能量分辨光子計數探測器提供控制信號，控制數據采集的執行；為機架提供控制信號，控制機架的運動；為ct圖像重建單元提供控制信號、控制信號的接受以及高、低能量區斷層圖像的形成；為數字圖像減影單元提供控制信號、控制ctdsa圖像的形成；為圖像存儲傳輸與顯示單元提供控制信號，控制圖像的存儲、傳輸與顯示。

本發明利用光子計數探測器，通過一次曝光即可獲得高、低兩個能量區間的光子計數，能量區間的閾值可靈活設置。雙能ct成像時，采用兩種不同的管電壓進行成像，設備復雜，能譜存在差異和重疊，從而降低了圖像質量。與雙能ct成像不同，基于光子計數探測器得到的高、低能量區間的光子計數不存在能量重疊，有利于提高圖像質量，將相同成像位置的高、低能量的斷層圖像進行加權減影，就可以得到該位置處的斷層減影圖像。因此，與雙能ct血管成像相比，本系統結構相對簡單，可有效減少曝光劑量，消除運動偽影，改善圖像質量；通過圖像后處理，可得到清晰的血管三維圖像，為臨床提供更有效的診療手段。

附圖說明：

圖1為一種ct數字減影血管造影成像系統框圖。

具體實施方式：

請參照圖1所示，本發明一種ct數字減影血管造影(computedtomographicdigitalsubtractionangiography，ctdsa)成像系統由x射線發生器、能量分辨光子計數探測器、ct圖像重建單元、數字圖像減影單元、圖像存儲傳輸與顯示單元、檢查床、機架和控制器構成。x射線源產生連續能譜x射線；x射線源對檢查目標進行快速掃描；能量分辨光子計數探測器探測透過人體后的x光子，對探測到的x光子能量進行判別和計數；ct圖像重建單元采集能量分辨光子計數探測器輸出的信號，形成高能量區和低能量區的兩組透射投影數據，利用解析重建算法或統計重建算法對高、低兩個能量區的投影數據分別進行斷層圖像重建；數字圖像減影單元對各個相同掃描位置的高、低兩個能量區的斷層重建圖像施加不同的權重，進行減影計算獲得ct數字減影血管造影圖像。

本系統每次曝光可同時獲得高、低能量區間的光子計數，且不存在能量重疊問題，將相同成像位置的高、低能量的斷層圖像進行加權減影，就可以得到該位置處的斷層減影圖像。因此，與雙能ct血管成像相比，本系統結構相對簡單，可有效減少曝光劑量，消除運動偽影，改善圖像質量，為臨床提供更有效的精確診療手段。

下面通過一個實施例對本發明的具體實施方式進行詳細描述。

實施例1：心血管ctdsa成像

(1)將被檢體置于檢查床上，調整其位姿；

(2)根據造影劑的性質設定光子計數探測器的能量閾值，以及高、低能量區圖像的權重α和β；

(3)在控制單元的控制下啟動本系統，利用x射線發生器產生的x射線對被檢體進行快速掃描，透射x射線被能量分辨光子計數探測器接受并分能量區進行計數；ct圖像重建單元采集能量分辨光子計數探測器輸出的信號，形成高能量區和低能量區的兩組透射投影數據，利用解析重建算法或統計重建算法對高、低能量區的投影數據分別進行斷層圖像重建；數字圖像減影單元接受ct圖像重建單元發送的高、低兩個能量區的圖像，對來自同一斷層位置的高、低兩個能量區的圖像ih和il施加不同的權重系數α和β，進行減影計算即可得到ctdsa圖像i＝αih-βil；ctdsa圖像被傳送到圖像存儲傳輸與顯示單元，進行圖像的存儲、傳輸與顯示。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。