[發明專利]減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法

有效

• 申請號: 201710116224.2
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106901768B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 戴建榮;門闊
• 申請（專利權）人: 戴建榮
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

本發明公開了一種減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法，涉及醫學影像，診斷，圖像引導放療領域，該減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法通過調整不同角度的掃描參數，減少錐形束CT照射劑量。該減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法的軟組織分辨率、高密度分辨率、圖像均勻性、圖像噪聲與現有技術相似，而照射劑量則遠遠小于現有技術，在保證圖像質量的同時，大大得降低了照射劑量。

技術領域

本發明涉及醫學影像，診斷，圖像引導放療領域，特別涉及一種減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法。

背景技術

近代新崛起的錐形束CT(Cone beam CT，CBCT)以其結構緊湊、三維快速成像等優勢，在口腔醫學數字化成像、影像診斷以及圖像放射治療中得到廣泛應用。特別是在放射治療中，已將CBCT與直線加速器整合，在放療各分次獲取患者的CBCT圖像，與模擬定位采集的扇形束CT圖像進行3D配準，計算患者擺位誤差并且能及時修正，進而實現圖像引導放射治療。

目前，CBCT使用前需要選擇掃描條件，掃描條件主要包括管電壓及曝光量的設置，如果為了減少照射劑量，可以降低管電壓或曝光量，但這會增加圖像噪聲及偽影。需要權衡圖像噪聲和照射劑量這一對互相矛盾的性能指標。掃描時，x線球管繞被掃描物體旋轉，在不同角度下均采用恒定的射線束采集投影數據，重建得到三維CT圖像。對圓形橫斷面的物體，每個角度下射線的衰減情況基本相同。但是對非圓形橫斷面而言，射線衰減的變化很大，而衰減越大，引起的噪聲就越大，為保證在最大衰減處的噪聲可以接受，需選擇照射劑量較高的掃描條件，這樣會導致在某些角度的照射劑量過高，增加患者輻射風險。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法，通過調整不同角度的掃描參數，減少錐形束CT照射劑量。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法，其特征在于：所述減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法的步驟如下：

(1)第一步：預掃描，建立不同掃描條件的“射線衰減-投影圖像質量指標”的關系模型；

①針對CBCT可用的掃描條件，除FOV大小外，主要是管電壓(kV)和曝光量(mAs)，組成若干個不同的kV-mAs組合，每個組合為一種掃描條件；

②對每個FOV，在每一種掃描條件下，采集不同射線衰減的投影圖像，此投影圖像可通過掃描不同厚度的等效水模體和二維圖像質量檢測模體來得到；

③計算各個投影圖像的質量指標，如噪聲(noise)、信噪比(SNR)、對比噪聲比(CNR)、空間分辨率、散射線與原射線比(SPR)等；

④建立不同掃描條件的“射線衰減-投影圖像質量指標”的關系模型；

(2)第二步：確定掃描FOV，并計算被測物體的在各個角度的射線衰減值，根據掃描范圍確定FOV，可以根據放射治療模擬定位時獲取的扇形束CT圖像投影得到各個角度的衰減值，也可在CBCT掃描前，獲取正、側位透視片，根據正、側位的衰減情況估算各個角度的射線衰減值；

(3)根據各個角度的射線衰減及第一步建立的不同掃描條件的“射線衰減-投影圖像質量指標”的關系模型，選擇合適的圖像質量指標，確定各個角度的掃描條件；

(4)采集投影圖像，然后三維重建得到被測物體的3D圖像。

采用以上技術方案的有益效果是：該減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法通過調整不同角度的掃描參數，減少錐形束CT照射劑量。該減少錐形束CT照射劑量的自適應調制方法的軟組織分辨率、高密度分辨率、圖像均勻性、圖像噪聲與現有技術相似，而照射劑量則遠遠小于現有技術，在保證圖像質量的同時，大大得降低了照射劑量。

附圖說明