[發明專利]錐束CT入射強度計算方法和裝置

有效

• 申請號: 201611262008.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106709913B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 楊宏成;J·S·墨子;徐璐
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01T1/161
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種錐束CT入射強度計算方法和裝置。該方法包括以下步驟：a.根據多個投影圖像的總劑量以及入射強度與劑量的校正系數，得到該多個投影圖像的總入射強度；b.計算每個投影圖像的代表性灰度值；c.根據每個投影圖像的代表性灰度值，計算該多個投影圖像中每兩個投影圖像的入射強度之間的比例；以及d.根據該總入射強度和每兩個投影圖像的入射強度之間的比例，計算每個投影圖像的平均入射強度。

技術領域

本發明主要涉及放射治療領域，尤其涉及一種錐束CT入射強度計算方法和裝置。

背景技術

放射治療(簡稱放療)是利用放射線治療腫瘤的一種局部治療方法。放射線包括放射性同位素產生的α、β、γ射線和各類X射線治療機或加速器產生的X射線、電子線、質子束及其他粒子束等。

為保證放療的準確性，精確放療的首次治療必須進行錐束CT(Cone Beam CT,CBCT)掃描。CBCT的X射線入射強度I₀的計算方法有兩種。第一種是在kV-CBCT系統中，利用入射強度I₀與電壓值(kV)、電流值(mA)、持續時間(ms)之間存在的一一對應關系?？赏ㄟ^校正建立這些對應關系的查找表。在圖像重建時，通過查找電壓值、電流值、持續時間，找到相對應的入射強度即可。球管和高壓發生器的準確性均在1％以內。第二種是在MV-CBCT系統中，在圖像校正時使用絕對劑量儀建立入射強度I₀和劑量值MU的對應關系。圖像重建時通過記錄的劑量值MU來計算得到對應的入射強度I₀。第一種方法無法適用于MV-CBCT系統。這是因為受直線加速器、磁控管等影響，入射電子強度與電壓、電流值沒有一一對應的關系，無法通過建立查找表的方式實現入射強度I0計算。第二種方法的劑量記錄值的不確定度較大。

因此期望有一種能夠同時適用于kV-CBCT系統和MV-CBCT系統，且入射強度計算的準確度高的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種錐束CT入射強度計算方法和裝置，可以提高單個投影圖像入射強度計算的準確度。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種錐束CT入射強度計算方法，包括以下步驟：a.根據多個投影圖像的總劑量以及入射強度與劑量的校正系數，得到該多個投影圖像的總入射強度；b.計算每個投影圖像的代表性灰度值；c.根據每個投影圖像的代表性灰度值，計算該多個投影圖像中每兩個投影圖像的入射強度之間的比例；以及d.根據該總入射強度和每兩個投影圖像的入射強度之間的比例，計算每個投影圖像的平均入射強度。

在本發明的一實施例中，在步驟d之后還包括：e.使用各個投影圖像的平均入射強度進行三維圖像重建，得到每個體素的衰減系數；f.根據每個體素的衰減系數更新每個投影圖像的平均入射強度；g.迭代進行步驟e和f，直到各投影圖像的平均入射強度滿足收斂條件。

在本發明的一實施例中，計算每個投影圖像的代表性灰度值的步驟包括：累加投影圖像的各個像素的灰度值的對數。

在本發明的一實施例中，計算每個投影圖像的代表性灰度值的步驟包括：累加投影圖像的橫向中心剖線上的各像素的灰度值的對數。

在本發明的一實施例中，計算每個投影圖像的代表性灰度值的步驟包括：累加包含投影圖像的橫向中心剖線的至少一個局部區域的各像素的灰度值的對數。

在本發明的一實施例中，根據每個投影圖像的代表性灰度值，計算該多個投影圖像中每兩個投影圖像的入射強度之間的比例的方法為：

其中I_k1代表第一投影圖像的入射強度，I_k2代表第二投影圖像的入射強度，C_k1代表第一投影圖像的代表性灰度值，C_k2代表第二投影圖像的代表性灰度值，n代表總體素個數。