【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于減少在呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描期間施加于受試者的x射線劑量的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和對應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，以及計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影(ct)成像，也稱為四維(4d)ct成像，經(jīng)常被用作放射療法治療計(jì)劃的基礎(chǔ)。4d?ct成像是用于測量由患者呼吸引起的解剖運(yùn)動(dòng)的方法。在ct采集期間，患者的呼吸被監(jiān)測并且關(guān)于ct掃描的起始時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。因此，重建的ct切片可以與患者呼吸周期的呼吸階段相關(guān)。通過選擇與呼吸周期的不同階段相關(guān)的對應(yīng)切片，可以在多個(gè)呼吸階段生成ct圖像。
2、4d?ct圖像質(zhì)量傳統(tǒng)上受到圖像偽影的嚴(yán)重影響。這源于對呼吸周期與ct掃描的回顧性分析和相關(guān)性。例如，由于患者呼吸周期的不規(guī)則性，采集的數(shù)據(jù)覆蓋范圍可能不足以重建特定呼吸狀態(tài)下的圖像切片。這甚至可能導(dǎo)致重復(fù)ct掃描的必要性，并因此施加附加的x射線劑量。為了解決這個(gè)問題，提出了滿足數(shù)據(jù)充分性條件(dsc)。dsc要求對于所期望掃描范圍的每個(gè)床位置，至少在患者的整個(gè)呼吸周期內(nèi)采集投影數(shù)據(jù)。r.werner、t.sentker、f.madesta、t.gauer和c.hofmann在“intelligent?4d?ct?sequence?scanning(i4dct):concept?and?performance?evaluation”，med.phys.46(8)，2019年8月，第3462-3474頁中描述了對應(yīng)方法。智能4d?ct序列掃描(i4dct)是一種用于呼吸相關(guān)的4d?ct
3、盡管i4dct因此引入了相當(dāng)大的優(yōu)勢，但仍然期望進(jìn)一步改進(jìn)4d?ct成像。特別地，減少施加的x射線劑量是有利的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種改進(jìn)4d?ct成像的方法，優(yōu)選地提供一種減少施加的x射線劑量的方法。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序、根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)和根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算斷層攝影掃描系統(tǒng)滿足或超過了該目的。從屬權(quán)利要求、描述和附圖產(chǎn)生了進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特征。
3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種用于減少在呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影(ct)掃描期間施加于受試者的x射線劑量的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括以下步驟：
4、(a)在掃描的射束開啟時(shí)段期間，確定數(shù)據(jù)冗余呼吸階段的開始；
5、(b)在數(shù)據(jù)冗余呼吸階段期間，對所施加的x射線劑量應(yīng)用冗余調(diào)制，使得減少在數(shù)據(jù)冗余呼吸階段期間的x射線劑量；
6、(c)確定數(shù)據(jù)冗余呼吸階段的結(jié)束；
7、(d)在數(shù)據(jù)冗余呼吸階段結(jié)束時(shí)，在不進(jìn)行x射線劑量的冗余調(diào)制的情況下繼續(xù)掃描。
8、有利地，通過考慮數(shù)據(jù)冗余呼吸階段并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)所施加的x射線劑量，可以經(jīng)由這種方法減少施加到受試者的x射線輻射劑量。
9、受試者可以是人類或動(dòng)物。例如，受試者可以是患者。受試者可以是受到放射療法的患者，特別是經(jīng)由呼吸相關(guān)的ct掃描進(jìn)行監(jiān)測的放射療法。
10、術(shù)語“x射線劑量”在本專利技術(shù)的上下文中應(yīng)廣義理解。它通常描述被受試者或受試者的一部分吸收和/或向其發(fā)送的x射線輻射劑量的量。通常，劑量可以被受試者的組織吸收。它可以是入射輻射在受試者組織中沉積的輻射能量的度量。劑量可以用si單位“格雷”(gy)或其他單位(諸如單位“拉德”)測量。總體劑量(由受試者整體吸收)和局部劑量(由受試者的一部分吸收，例如被掃描的器官)兩者都可能是相關(guān)的。可以通過控制ct系統(tǒng)的至少一個(gè)x射線源的輸出來控制x射線劑量。例如，控制x射線源可以包括控制所發(fā)射的x射線輻射的強(qiáng)度、所發(fā)射的x射線輻射的方向(特別是相對于受試者的位置)和/或阻擋所發(fā)射的x射線輻射的輻射路徑。
11、掃描的射束開啟時(shí)段是其中至少一個(gè)x射線射束被開啟的時(shí)段。通常，在ct掃描期間，受試者被移動(dòng)到不同的床位置，并在不同的床位置處采集ct數(shù)據(jù)。床位置描述了受試者在ct系統(tǒng)的機(jī)架縱軸線的方向上的位置。通常通過移動(dòng)可移動(dòng)的患者臺來調(diào)整受試者的位置。床位置也可以稱為z位置。數(shù)據(jù)采集的時(shí)間通常對應(yīng)于射束開啟時(shí)段，即用于數(shù)據(jù)采集的x射線射束開啟的時(shí)間。優(yōu)選地，ct掃描的射束開啟時(shí)段可以分別覆蓋完整呼吸周期。完整呼吸周期可以包括從一個(gè)呼吸狀態(tài)直到同一呼吸狀態(tài)的下一個(gè)周期性重復(fù)出現(xiàn)的整個(gè)呼吸過程。例如，完整的呼吸周期可以從吸氣結(jié)束到吸氣結(jié)束。吸氣結(jié)束可以定義為最大吸氣時(shí)的呼吸狀態(tài)，特別是在受試者再次開始呼氣之前。優(yōu)選地，在本專利技術(shù)的上下文中，呼吸周期可以被認(rèn)為在吸氣結(jié)束狀態(tài)，特別是在兩個(gè)連續(xù)的吸氣結(jié)束狀態(tài)的開始和結(jié)束。
12、呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描可以基于覆蓋在每個(gè)床位置處的完整呼吸周期。優(yōu)選地，呼吸周期可以從吸氣結(jié)束到吸氣結(jié)束被覆蓋。這可能是呼吸周期中特別適合監(jiān)測呼吸周期并且相應(yīng)調(diào)整ct掃描的點(diǎn)。在給定床位置處的數(shù)據(jù)采集過程的起點(diǎn)和終點(diǎn)(即，射束開啟和射束關(guān)閉事件)可以通過對患者呼吸的實(shí)時(shí)分析來觸發(fā)。優(yōu)選地，在連續(xù)的射束開啟時(shí)段之間，可以有至少一個(gè)呼吸周期，在此期間關(guān)閉x射線射束。換句話說，在連續(xù)的射束開啟時(shí)段期間，可以有持續(xù)時(shí)間為至少一個(gè)呼吸周期的射束關(guān)閉時(shí)段。呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描可以特別地基于智能4d?ct序列掃描(i4dct)。
13、術(shù)語“呼吸階段”在本專利技術(shù)的上下文中應(yīng)廣義理解。它通常描述呼吸周期的階段，即一部分。例如，呼吸階段可以是在此期間受試者吸氣的呼吸周期的一部分，或可以是在此期間受試者呼氣的一部分或在此期間受試者暫停吸氣和呼氣兩者的一部分(例如在呼氣階段與吸氣階段之間)。然而，也可以確定任何其他種類的呼吸階段，例如取決于上下文。
14、數(shù)據(jù)冗余呼吸階段特別是呼吸階段，在此期間，在呼吸周期期間和/或在一個(gè)床位置處無法采集附加的ct數(shù)據(jù)，該床位置包含與在當(dāng)前床位置處的呼吸周期的其余時(shí)間采集的數(shù)據(jù)相關(guān)的任何附加的重要信息。數(shù)據(jù)冗余呼吸階段的開始和結(jié)束可以通過監(jiān)測受試者的呼吸來確定。確定數(shù)據(jù)冗余呼吸階段的開始和/或結(jié)束可以基于參考呼吸周期。參考呼吸周期可以特定于當(dāng)前通過ct掃描進(jìn)行檢查的受試者。可以基于在ct掃描開始之前采集的數(shù)據(jù)來確定參考呼吸周期。另外或可替代地，可以基于ct掃描期間采集的數(shù)據(jù)來確定參考呼吸周期。參考呼吸周期可以在ct掃描期間被更新。該更新可以基于在掃描期間監(jiān)測受試者的呼吸。更新參考呼吸周期可以有利于抵消監(jiān)測的漂移效應(yīng)或受試者呼吸模式的改變。可以通過減少ct系統(tǒng)的至少一個(gè)x射線源的x射線輸出來應(yīng)用冗余調(diào)制。另外和/或可替代地，可以通過改變ct系統(tǒng)的至少一個(gè)x射線源的x射線輸出方向來應(yīng)用冗余調(diào)制。另外和/或可替代地本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于減少在呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描期間施加于受試者(5)的X射線劑量(12)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
13.一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括指令，所述指令在所述程序由計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的控制單元執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)執(zhí)行前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括指令，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)
15.一種計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于減少在呼吸相關(guān)的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描期間施加于受試者(5)的x射線劑量(12)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，
10.根據(jù)前述權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·霍夫曼，M·沃內(nèi)姆，
申請(專利權(quán))人：西門子醫(yī)療股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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