[發明專利]基于深吸氣屏氣抑制CBCT成像呼吸運動偽影的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110022587.6
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112755407A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 戴振暉;王學濤;靳懷志;蔡春雅;張白霖;何強;楊耕;孟皓宇;朱琳;李飛;譚翔
• 申請（專利權）人: 廣東省中醫院（廣州中醫藥大學第二附屬醫院;廣州中醫藥大學第二臨床醫學院;廣東省中醫藥科學院）
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

本發明實施例提供了一種基于深吸氣屏氣抑制CBCT成像呼吸運動偽影的方法及裝置，包括：獲取定位CT生成的患者三維體表，作為參考三維體表；發出吸氣指令；在患者吸氣過程中，監測患者的實時三維體表；在實時三維體表與參考三維體表之間的位置誤差在預定范圍內的情況下發出屏氣指令；在患者屏氣的過程中進行CBCT掃描，在CBCT的掃描時長與患者最大屏氣時長之間的差值不大于預設時長數值時暫停CBCT掃描，發出自由呼吸指令；判定是否完成一個CBCT掃描周期,如果否，返回發出吸氣指令引導所述患者進行吸氣的步驟，如果是，結束CBCT掃描。應用本發明提供的方案，能夠抑制在CBCT掃描時由于患者呼吸運動而造成的偽影。

技術領域

本發明涉及CBCT成像技術領域，特別是涉及一種基于深吸氣屏氣抑制CBCT成像呼吸運動偽影的方法及裝置。

背景技術

隨著放療技術的發展，調強放療和立體定向放療的應用越來越廣泛，對放療精度要求也就越來越高。CBCT成像技術能夠對放療前后的患者位置進行驗證，可以大大提高擺位和治療的精度，減小放療靶區的外擴邊界,降低放療副反應。

CBCT技術其主要優點在于采用錐形X線束和二維探測器，可一次同時掃描多層組織，而且提高了獲取投影數據的速度和X線的利用率，重建出的體積圖像的軸向分辨率也大大提高。雖然此技術對于放療位置驗證有重要作用，但在CBCT掃描獲取圖像時患者器官并非靜態，而是會受到呼吸運動的影響產生移動，導致胸部錐形束CT圖像中存在運動偽影。運動偽影的出現嚴重影響圖像的質量與真實性，干擾與定位CT圖像進行配準，降低了放療位置精度。

相關技術中，可以應用算法對平移運動偽影進行后處理校正，包括：基于凸集投影的校正算法、基于最小二乘法的校正算法、基于運動熵的校正算法和基于傅里葉投影的校正算法等。前兩個算法在應用過程中需要人工進行干預；基于運動熵的校正算法使得校正過程可自動進行，缺點是存在后期運動熵的變化較小和高頻區運動熵變化不明顯現象；基于傅里葉投影的校正算法，使整個校正算法的速度更快，提高了校正準確率，但應用具有局限性，僅可用于整像素平移運動校正；采用PROPELLER算法，將每個K空間帶建立臨時圖像，建立臨時圖像間的相似度，在一定程度上提高運動參數的估計精度，從而有效消除成像過程中病人身體運動所形成的偽影，缺點是大量圖像數據的處理使整個算法的執行速度變慢，算法的執行效率較低。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于深吸氣屏氣抑制CBCT成像呼吸運動偽影的方法及裝置，以達到抑制在CBCT掃描時由于患者呼吸運動而造成偽影的技術效果。

本發明實施的一方面，提供了一種基于深吸氣屏氣抑制CBCT成像呼吸運動偽影的方法，所述方法包括：

獲取定位CT生成的患者三維體表，作為參考三維體表；

發出吸氣指令引導所述患者進行吸氣；

在所述患者吸氣過程中，通過光學體表監測系統監測所述患者的實時三維體表；

在所述實時三維體表與所述參考三維體表之間的誤差在預定范圍之內的情況下，發出屏氣指令引導所述患者進行屏氣；

在所述患者屏氣的過程中通過直線加速器配備的錐形束CT進行CBCT掃描，在所述CBCT的掃描時長與所述患者最大屏氣時長之間的差值不大于預設時長數值時，暫停CBCT掃描并發出自由呼吸指令；

判定是否完成一個CBCT掃描的掃描周期，如果否，返回所述發出吸氣指令引導所述患者進行吸氣的步驟，如果是，結束所述CBCT掃描。

可選的，在獲取定位CT生成的患者的三維體表，作為參考三維體表的步驟之后，還包括：

基于所述參考三維體表引導所述患者進行擺位，將所述患者在前后Longitudinal、左右Lateral、上下Vertical、旋轉Rotation、前傾Pitch以及滾動Roll方向上與所述參考三維體表之間的位置誤差降低至預設誤差閾值以下。