[發(fā)明專利]確定身體中的劑量的分布的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380054340.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104755029A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·L·格蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03;A61B6/00;G01T1/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及用于“計(jì)算機(jī)斷層攝影”(CT)及其它放射成像系統(tǒng)的方法，并且更具體而言，涉及確定在計(jì)算機(jī)斷層攝影中應(yīng)用于患者的局部患者劑量的方法。

背景技術(shù)

劑量圖示出患者身體中的劑量的分布，并且器官劑量是由患者身體中的特定器官吸收的劑量。直到最近，這樣的劑量所需的時(shí)間及計(jì)算機(jī)資源太大，而不能使其成為臨床應(yīng)用中的相關(guān)工具。

通常利用蒙特卡羅模擬法計(jì)算劑量圖，這是準(zhǔn)確的。然而，即使在更大的計(jì)算機(jī)集群上，這樣的模擬也是緩慢的。因此，醫(yī)院中不使用這樣的模擬，所述醫(yī)院沒有這樣的計(jì)算機(jī)集群。同樣，對(duì)于研究和開發(fā)而言，這樣的模擬由于需要多種資源而僅用在特殊情況中。

除蒙特卡羅模擬外，至少一個(gè)源已開發(fā)了軟件代碼，所述軟件代碼數(shù)值地求解用于計(jì)算劑量圖的玻爾茲曼輸運(yùn)方程。這一模型比蒙特卡羅模擬速度快，但是仍需要超出典型的醫(yī)院報(bào)具有的資源和計(jì)算時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

因此，在本公開內(nèi)容中，提出了一種基于輻射轉(zhuǎn)移理論的模型，其以近似的方式，利用局部相互作用原理來求解所述模型。相比于蒙特卡羅模擬及玻爾茲曼輸運(yùn)方程，提出的假說不能用于與例如圖像質(zhì)量或散射校正有關(guān)的問題。然而，通過使用局部相互作用原理，這一模型比前兩者更簡(jiǎn)單，并且可以準(zhǔn)確地，在更少的計(jì)算機(jī)資源的情況下并在更短的時(shí)間周期中，計(jì)算劑量圖。

本申請(qǐng)的各個(gè)方面解決了上述問題及其他問題。

根據(jù)一個(gè)方面，一種確定身體中的劑量的分布的方法包括：掃描身體的至少一個(gè)區(qū)域以提取圖像數(shù)據(jù)的步驟，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)參數(shù)，并且輸入多個(gè)計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描參數(shù)。所述方法還包括以下步驟：通過使用局部相互作用原理來計(jì)算的輻射分布圖，并且基于計(jì)算出的輻射分布創(chuàng)建三維劑量。

另一方面，一種確定身體中的劑量的分布的方法包括：允許選擇具有多個(gè)參數(shù)的圖像數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)選擇的所述多個(gè)參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)，使用局部相互作用原理運(yùn)行一算法。所述方法還包括以下步驟：通過局部相互作用原理計(jì)算輻射散射，創(chuàng)建三維劑量圖，并且在顯示單元上示出所述劑量圖。

對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在閱讀并理解了以下具體實(shí)施方式之后，將意識(shí)到本發(fā)明的其他方面。

附圖說明

本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1圖示了用于確定患者身體中的劑量的分布的方法的范例流程圖。

圖2圖示了將局部相互作用原理應(yīng)用于多個(gè)體素的范例。

圖3圖示了患者的身體部分的劑量圖的范例。

圖4圖示了基于CT掃描計(jì)算的劑量圖的范例。

具體實(shí)施方式

參考圖1，流程圖100圖示了用于確定患者身體中的劑量的分布的方法。在步驟110中，執(zhí)行對(duì)身體的至少一個(gè)區(qū)域的掃描，以提取圖像數(shù)據(jù)。在步驟120中，根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)參數(shù)，如下面所描述。在步驟130中，輸入多個(gè)CT掃描參數(shù)，如下面所描述。在步驟140中，通過使用修正的或定制的局部相互作用原理來計(jì)算輻射分布。在步驟150中，基于計(jì)算出的輻射分布來創(chuàng)建三維劑量圖。然后結(jié)束針對(duì)第一次迭代的過程。

因此，所述修正的或定制的局部相互作用原理被用于計(jì)算X射線輻射在身體中的轉(zhuǎn)移。局部相互作用原理允許對(duì)輻射轉(zhuǎn)移方程式的快速求解。本公開內(nèi)容的示范性實(shí)施例提出了基于局部相互作用原理的變型來評(píng)估劑量圖并計(jì)算器官劑量的方法。

本文提出的方法旨在改進(jìn)對(duì)劑量圖及器官劑量的計(jì)算的速度以及對(duì)所利用的計(jì)算機(jī)的要求，使得其對(duì)于臨床使用并且對(duì)于更廣泛的研究及開發(fā)項(xiàng)目而言是有用的。利用其他成像方法計(jì)算劑量圖或器官劑量，并且在臨床掃描之后，基于CT圖像或使用典型的人的CT掃描數(shù)據(jù)通過比較不同掃描協(xié)議及參數(shù)，關(guān)于劑量，來預(yù)先優(yōu)化掃描是可能的，如下面所討論。

通過使空間及輻射的散射方向離散化，來對(duì)輻射轉(zhuǎn)移方程進(jìn)行求解。術(shù)語“離散化”是指將連續(xù)模型和方程式轉(zhuǎn)化為離散分量的過程。這能夠以各種方式被執(zhí)行。然而，在本公開內(nèi)容的示范性實(shí)施例中，針對(duì)空間使用立方體體素并且針對(duì)散射使用6個(gè)方向。用于確定輻射的散射方向的公式如下：

I_+x(i,j,k)＝T(i,j,k)*I_+x(i-1,j,k)

+R(i,j,k)*I_-x(i+1,j,k)

+S(i,j,k)*(I_+y(i,j-1,k)