一种x射线ct机的在线剂量调制方法
专利名称：一种x射线ct机的在线剂量调制方法
技术领域：
本发明涉及一种CT机设备中X射线剂量的控制技术，具体的说是一种X射线CT 机的在线剂量调制方法。
背景技术：
CT (computed tomography，计算机断层成像)机设备是一种功能齐全的病情探测 仪器。对X射线CT机设备，其主要部件包括X射线球管，X射线检测器，机架，扫描床等；X 射线球管是X射线的发射源，从球管焦点位置发射X射线，经过人体到达检测器，检测器接 受χ射线并转化为能量强度信号用于后续处理，χ射线球管和检测器安装在机架上，由机架 带动围绕旋转中心转动，实现对病人的扫描，其中旋转中心是由CT机几何设计决定的一个 几何中心。CT机扫描过程中，病人躺在扫描床上，扫描床带动病人移动，实现对病人不同部 位的探测。随着X射线CT机扫描的普及和发展，如何在保证图像质量的前提下降低X射线 剂量日益成为焦点话题。降低X射线剂量的方法之一，是根据人体衰减值的大小应用匹配的剂量，对大衰 减应用大剂量，对小衰减应用小剂量，使图像噪声能够满足诊断的需求即可。由于人体的衰 减值在一次扫描中随Z方向位置和旋转位置(球管角度)变化，所以需要根据Z方向(即 床体运动方向)位置和球管的旋转位置实时调制X射线的剂量。对X射线剂量的调整，一 般是通过调整CT机球管mA值来实现的。调整主要分为两个步骤，首先要估计人体的衰减 值，其次是根据衰减值计算合适的球管mA。现有一部分衰减估计技术需要将人体的形状进行假设，比如假设X射线球管旋转 方向人体的衰减分布是正弦规律的，并针对不同人体部位使用了统计的平均衰减系数，比 如专利“使用单个内存储信息位置图控制X射线管电流调制的方法”(中国专利申请号 200410085526. 0，中国专利公开号CN 1593345A)，该假设在旋转方向部分角度下可能会引 起球管mA的过曝光或曝光不足；或者在估计衰减过程中假设人体的对称性(每半圈衰减分 布的近似性)，比如专利“用于自适应减少计算机X射线断层造影系统中的剂量的方法”(中 国专利申请号98106003. X，中国专利公开号CN1236727C)，当人体偏心扫描时，这种假设 存在一定误差，且并没有考虑螺旋扫描中半圈之间人体在Z方向位置上的移动，也可能会 引起球管mA的过曝光或曝光不足。
发明内容
针对现有技术中存在的球管mA的过曝光或曝光不足，本发明要解决的技术问题 是提供一种利用已扫描位置的衰减对未扫描位置的衰减进行估计，并利用平片信息减小Z 方向位置变化带来的估计误差的X射线CT机的在线剂量调制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是本发明一种X射线CT机的在线剂量调制方法包括以下步骤1)扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；2)根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲 线，作为初始建议值提供给用户；3)用户根据需求调整Z方向剂量的分布；4)对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；5)结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；6)将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；7)若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程；若扫描没完成则返回对病人进行 扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值步骤。每个切片内人体的衰减面积通过以下公式计算得到
权利要求
1.一种X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于包括以下步骤1)扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；2)根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲线， 作为初始建议值提供给用户；3)用户根据需求调整Z方向剂量的分布；4)对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；5)结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；6)将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；7)若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程。
2.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于每个切片内人体的衰减面积通过以下公式计算得到
3.按权利要求2所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述检测器通 道的物理宽度映射到物体中心所在位置的宽度dl通过以下公式得到dl = PhyDetffid*(OffCenterDis+FocalToIso)/FocalToDet (1-4)PhyDetffid是检测器通道X方向的物理宽度，FocalToIso为X射线球管焦点到机架旋 转中心的距离，FocalToDet为X射线球管焦点到检测器的距离；OffCenterDis为Y方向人 体距离旋转中心的距离。
4.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述计算每个 切片的X射线平均剂量mAProfile采用以下公式计算得到
5.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述对人体在线 扫描和衰减估计通过以下步骤实现寻找近似的X射线扫描路径；以该路径上的已知衰减值做为未扫描投影采样的衰减估 计值；利用预先得到的衰减面积，提高上述近似的扫描路径估计值的准确度，通过平片数据 获得的衰减面积对Z方向偏移导致的误差进行修正。
6.按权利要求5所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述寻找近似的 X射线扫描路径包括以下步骤设机架旋转方向为角度的正方向，设第i投影采样对应的球管角度为Y，被估计 的通道到检测器中心通道的角度为β，从第i投影采样起始沿机架旋转方向倒退角度180° _2*β，从角度γ-(180° -2* β)对应的投影采样中寻找距离检测器中心通道角度量 为-β的通道，得到近似的X射线扫描路径。
7.按权利要求5所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述利用预先得 到的衰减面积，提高上述近似的扫描路径估计值的准确度，通过平片数据获得的衰减面积 对Z方向偏移导致的误差进行修正通过以下公式实现
8.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于若扫描没完成 则返回对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值步骤。
全文摘要
本发明涉及一种X射线CT机的在线剂量调制方法，包括以下步骤扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲线，作为初始建议值提供给用户；用户根据需求调整Z方向剂量的分布；对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程。本发明减少假设正弦规律可能导致的过度曝光和曝光不足，本发明并不假设中心通道经过的是最大衰减，使得剂量的调制更加匹配实际物体的形状。
文档编号A61B6/03GK102100562SQ200910248478
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者江一峰, 王维 申请人:东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司
技术领域：
本发明涉及一种CT机设备中X射线剂量的控制技术，具体的说是一种X射线CT 机的在线剂量调制方法。
背景技术：
CT (computed tomography，计算机断层成像)机设备是一种功能齐全的病情探测 仪器。对X射线CT机设备，其主要部件包括X射线球管，X射线检测器，机架，扫描床等；X 射线球管是X射线的发射源，从球管焦点位置发射X射线，经过人体到达检测器，检测器接 受χ射线并转化为能量强度信号用于后续处理，χ射线球管和检测器安装在机架上，由机架 带动围绕旋转中心转动，实现对病人的扫描，其中旋转中心是由CT机几何设计决定的一个 几何中心。CT机扫描过程中，病人躺在扫描床上，扫描床带动病人移动，实现对病人不同部 位的探测。随着X射线CT机扫描的普及和发展，如何在保证图像质量的前提下降低X射线 剂量日益成为焦点话题。降低X射线剂量的方法之一，是根据人体衰减值的大小应用匹配的剂量，对大衰 减应用大剂量，对小衰减应用小剂量，使图像噪声能够满足诊断的需求即可。由于人体的衰 减值在一次扫描中随Z方向位置和旋转位置(球管角度)变化，所以需要根据Z方向(即 床体运动方向)位置和球管的旋转位置实时调制X射线的剂量。对X射线剂量的调整，一 般是通过调整CT机球管mA值来实现的。调整主要分为两个步骤，首先要估计人体的衰减 值，其次是根据衰减值计算合适的球管mA。现有一部分衰减估计技术需要将人体的形状进行假设，比如假设X射线球管旋转 方向人体的衰减分布是正弦规律的，并针对不同人体部位使用了统计的平均衰减系数，比 如专利“使用单个内存储信息位置图控制X射线管电流调制的方法”(中国专利申请号 200410085526. 0，中国专利公开号CN 1593345A)，该假设在旋转方向部分角度下可能会引 起球管mA的过曝光或曝光不足；或者在估计衰减过程中假设人体的对称性(每半圈衰减分 布的近似性)，比如专利“用于自适应减少计算机X射线断层造影系统中的剂量的方法”(中 国专利申请号98106003. X，中国专利公开号CN1236727C)，当人体偏心扫描时，这种假设 存在一定误差，且并没有考虑螺旋扫描中半圈之间人体在Z方向位置上的移动，也可能会 引起球管mA的过曝光或曝光不足。
发明内容
针对现有技术中存在的球管mA的过曝光或曝光不足，本发明要解决的技术问题 是提供一种利用已扫描位置的衰减对未扫描位置的衰减进行估计，并利用平片信息减小Z 方向位置变化带来的估计误差的X射线CT机的在线剂量调制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是本发明一种X射线CT机的在线剂量调制方法包括以下步骤1)扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；2)根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲 线，作为初始建议值提供给用户；3)用户根据需求调整Z方向剂量的分布；4)对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；5)结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；6)将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；7)若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程；若扫描没完成则返回对病人进行 扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值步骤。每个切片内人体的衰减面积通过以下公式计算得到
权利要求
1.一种X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于包括以下步骤1)扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；2)根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲线， 作为初始建议值提供给用户；3)用户根据需求调整Z方向剂量的分布；4)对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；5)结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；6)将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；7)若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程。
2.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于每个切片内人体的衰减面积通过以下公式计算得到
3.按权利要求2所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述检测器通 道的物理宽度映射到物体中心所在位置的宽度dl通过以下公式得到dl = PhyDetffid*(OffCenterDis+FocalToIso)/FocalToDet (1-4)PhyDetffid是检测器通道X方向的物理宽度，FocalToIso为X射线球管焦点到机架旋 转中心的距离，FocalToDet为X射线球管焦点到检测器的距离；OffCenterDis为Y方向人 体距离旋转中心的距离。
4.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述计算每个 切片的X射线平均剂量mAProfile采用以下公式计算得到
5.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述对人体在线 扫描和衰减估计通过以下步骤实现寻找近似的X射线扫描路径；以该路径上的已知衰减值做为未扫描投影采样的衰减估 计值；利用预先得到的衰减面积，提高上述近似的扫描路径估计值的准确度，通过平片数据 获得的衰减面积对Z方向偏移导致的误差进行修正。
6.按权利要求5所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述寻找近似的 X射线扫描路径包括以下步骤设机架旋转方向为角度的正方向，设第i投影采样对应的球管角度为Y，被估计 的通道到检测器中心通道的角度为β，从第i投影采样起始沿机架旋转方向倒退角度180° _2*β，从角度γ-(180° -2* β)对应的投影采样中寻找距离检测器中心通道角度量 为-β的通道，得到近似的X射线扫描路径。
7.按权利要求5所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于所述利用预先得 到的衰减面积，提高上述近似的扫描路径估计值的准确度，通过平片数据获得的衰减面积 对Z方向偏移导致的误差进行修正通过以下公式实现
8.按权利要求1所述的X射线CT机的在线剂量调制方法，其特征在于若扫描没完成 则返回对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值步骤。
全文摘要
本发明涉及一种X射线CT机的在线剂量调制方法，包括以下步骤扫描平片数据，提取人体Z方向衰减信息，沿Z方向计算每个切片内的人体衰减面积；根据衰减面积，计算每个切片内的X射线平均剂量，形成沿Z方向的剂量分布曲线，作为初始建议值提供给用户；用户根据需求调整Z方向剂量的分布；对病人进行扫描，同时在线估计病人旋转方向的衰减值，得到衰减估计值；结合Z方向上的剂量分布以及旋转方向人体衰减估计值，计算球管mA值；将mA值发送给高压系统进行高频剂量调整；若扫描完成则结束一次剂量在线调制过程。本发明减少假设正弦规律可能导致的过度曝光和曝光不足，本发明并不假设中心通道经过的是最大衰减，使得剂量的调制更加匹配实际物体的形状。
文档编号A61B6/03GK102100562SQ200910248478
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者江一峰, 王维 申请人:东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司
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