本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像，診斷，圖像引導(dǎo)放療領(lǐng)域，特別涉及一種減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
：近代新崛起的錐形束CT(ConebeamCT，CBCT)以其結(jié)構(gòu)緊湊、三維快速成像等優(yōu)勢，在口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化成像、影像診斷以及圖像放射治療中得到廣泛應(yīng)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(jìn)行3D配準(zhǔn)，計算患者擺位誤差并且能及時修正，進(jìn)而實現(xiàn)圖像引導(dǎo)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(shè)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(quán)衡圖像噪聲和照射劑量這一對互相矛盾的性能指標(biāo)。掃描時，x線球管繞被掃描物體旋轉(zhuǎn)，在不同角度下均采用恒定的射線束采集投影數(shù)據(jù)，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(dǎo)致在某些角度的照射劑量過高，增加患者輻射風(fēng)險。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法，通過調(diào)整不同角度的掃描參數(shù)，減少錐形束CT照射劑量。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法，其特征在于：所述減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法的步驟如下：(1)第一步：預(yù)掃描，建立不同掃描條件的“射線衰減-投影圖像質(zhì)量指標(biāo)”的關(guān)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(zhì)量檢測模體來得到；③計算各個投影圖像的質(zhì)量指標(biāo)，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(zhì)量指標(biāo)”的關(guān)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(jù)掃描范圍確定FOV，可以根據(jù)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(cè)位透視片，根據(jù)正、側(cè)位的衰減情況估算各個角度的射線衰減值；(3)根據(jù)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(zhì)量指標(biāo)”的關(guān)系模型，選擇合適的圖像質(zhì)量指標(biāo)，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(shù)方案的有益效果是：該減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法通過調(diào)整不同角度的掃描參數(shù)，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(yīng)調(diào)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(xiàn)有技術(shù)相似，而照射劑量則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)，在保證圖像質(zhì)量的同時，大大得降低了照射劑量。附圖說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1是不同掃描條件的“射線衰減-信噪比”的關(guān)系模型圖；圖2是中心軸各個投影角度的射線衰減值曲線圖；圖3是各個投影角度的掃描條件示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明一種減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法的優(yōu)選實施方式。結(jié)合圖1、圖2和圖3出示本發(fā)明一種減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法的具體實施方式：該減少錐形束CT照射劑量的自適應(yīng)調(diào)制方法的步驟如下：第一步：掃描不同厚度的等效水模體和二維圖像質(zhì)量檢測模體，得到不同掃描條件的“射線衰減-投影圖像質(zhì)量指標(biāo)”的關(guān)系模型，以信噪比SNR為例，如圖1所示。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(zhì)量檢測模體來得到；③計算各個投影圖像的質(zhì)量指標(biāo)，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(zhì)量指標(biāo)”的關(guān)系模型。第二步：以CT圖像質(zhì)量檢測模體Catphan為例，確定掃描FOV，并計算被測物體的在各個角度的射線衰減值。為了能夠模擬近似橢圓的人體體部，將Catphan套入有機玻璃制作的橢圓外殼中，其CT值與水接近。體環(huán)面長軸為35cm，短軸為25cm，高度為20cm，中央有一個圓柱形的孔洞，直徑為20cm，Catphan模體可以完全包圍在里面。選擇FOV長度為20cm，將模體置于FOV中心，計算被測物體的在各個角度的射線衰減值，射野中心軸的衰減如圖2所示。第三步：根據(jù)第一、二步，選擇合適的圖像質(zhì)量指標(biāo)，確定各個角度的掃描條件，并采集投影圖像。例如，選定SNR＝300，各個投影角度的掃描條件如圖3所示：第四步：采集投影圖像，然后三維重建得到被測物體的3D圖像，并評價圖像質(zhì)量及照射劑量。圖像質(zhì)量指標(biāo)及照射劑量如表1所示，可見本發(fā)明在保證圖像質(zhì)量的同時，大大得降低了照射劑量。圖像質(zhì)量指標(biāo)及照射劑量表1.圖像質(zhì)量指標(biāo)恒定掃描條件本發(fā)明方法軟組織分辨率2.352.32高密度分辨率4lp/cm4lp/cm圖像均勻性8.75％8.82％圖像噪聲22.8622.94照射劑量33.5mGy24.8mGy以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3