專利名稱：在ct定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在計算機斷層掃描(Computed Tomography，以下簡稱CT)的定位像(Topogram，也稱Topo像)上設置重建視野(Field of View，以下簡稱FOV)的方法，特別是涉及一種在CT定位像上沿胸腔內邊界(Contours)自動設置FOV的方法。
背景技術：
一般在CT設備開始系列掃描或者螺旋掃描之前，需要對病人掃一副定位像，以通過該定位像來確定掃描范圍以及進行圖像重建(ImageReconstruction)的定位。然后利用X射線源對病人的被檢查部位進行掃描得到投影數據來進行圖像重建從而產生醫(yī)學圖像。
在定位像掃描時，CT設備中作為X射線源的球管位置不變，而病床移動，從而得到定位像。請參閱圖1，圖中標號110表示的部分為一個典型的定位像100中掃描過的區(qū)域，而標號112表示的部分為定位像100中沒有掃描過的區(qū)域。
在現有技術中，得到該定位像100后，會在其上面設置需要掃描的范圍以及FOV，用一矩形20表示，在一些特殊的情況下，也可以采用平行四邊形表示。其中，沿病人身體60高度方向的邊(即矩形的上下邊)用于確定掃描范圍，利用這個掃描范圍，感興趣的檢查部位被包括在掃描和重建圖像中，病人的其他部位免于掃描；而沿病人身體寬度方向的邊(即矩形的左右邊)用于確定FOV，該FOV用于規(guī)定圖像顯示范圍，即被檢查部位在圖像中的顯示位置和大小。CT設備將根據上述矩形設定的范圍進行隨后的系列掃描或者螺旋掃描以及進行圖像重建。
從臨床需求得知，在對病人的胸腔檢查中，FOV通常沿著胸腔內邊界進行設置以獲得最好的顯示范圍和效果。在現有技術中，掃描范圍和FOV都是預先設置在一個固定的位置，其預設的大小是固定的，如圖1中矩形20所示；然而接受掃描的病人的胸腔的寬度和大小是各不相同，因此CT設備的操作人員需要在病人的定位像上首先確定掃描范圍(即矩形20的上下兩條邊之間的距離)的大小，然后根據病人胸腔的寬度和大小的實際情況確定FOV的設置范圍(即矩形20的左右兩條邊之間的距離)的大小，以使得FOV的范圍剛好包括所述的掃描范圍內的所有胸腔內邊界上的點。
上述的手動調整FOV的設置具有很大的不足之處，首先，為獲得最好的顯示范圍和效果，FOV的邊界應當與病人胸腔內邊界上最外側的點相切，采取人工調整FOV的邊界往往不夠精確；其次，采取人工調整FOV的邊界需要花費較長的時間，導致整個掃描過程時間的延長，降低了掃描的效率；再次，由于掃描過程時間的延長會增加病人生理和心理上的負擔。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，用來精確、高效率、快速地設置FOV。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，用來在定位像上確定的一個掃描范圍內沿胸腔內邊界設置重建視野，其特征在于包括以下步驟a)查找該定位像的掃描范圍內每一掃描行中CT值最大的點以及其值；b)從上述CT值最大的點往胸腔方向查找，找到CT值為所述CT值最大的點的值的X倍的點，其中，0＜X＜0.5，上述找到的點即是胸腔內邊界上的點；c)重復步驟a)到b)查找到所述掃描范圍內的胸腔內邊界上的點，這些點組成胸腔內邊界；以及d)設置重建視野，使其包含查找到的所述掃描范圍內的胸腔內邊界上的點。
其中，步驟b)中的X選擇為0.25時有較好的識別效果；步驟a)中所述的CT值最大的點位于包圍胸腔內邊界的骨骼上。步驟d)中設置重建視野時，使重建視野的邊界與所述掃描范圍內胸腔內邊界上最外側的點相切。
當步驟a)中所述的最大的CT值大于一預定的金屬CT值時，則認為該掃描行中存在金屬，在這種情況下，則使用前一掃描行的邊界點作為本掃描行的邊界點。
根據本發(fā)明的一個實施例，將已掃描區(qū)域的最后一掃描行的邊界點延長，作為未掃描區(qū)域的邊界。還可以去除定位像掃描范圍的開始和結束區(qū)域的少數幾行數據以防止線狀偽影的產生。
根據本發(fā)明的進一步實施例，進一步進行中值濾波，以去掉在查找過程中找到的一些符合條件的離散的點。
當利用上述方法查找到病人身體的胸腔內邊界后，便可以在該定位像上精確、高效率、快速地設置FOV。


圖1是現有技術中在CT定位像上手動設置FOV的方法的示意圖。
圖2是本發(fā)明在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法的示意圖。
具體實施例方式
CT設備的定位像的圖像是以不同的灰度來表示的，其反映了人體器官和組織對X射線的吸收程度。在定位像中，黑影表示低吸收區(qū)，即低密度區(qū)，如肺部；白影表示高吸收區(qū)，即高密度區(qū)，如骨骼。實際工作中，常使用CT值表示密度的高低，一般地，定位像上空氣、脂肪、水、軟組織和骨骼的CT值是依次增大的。本發(fā)明方法中利用了關于人體定位像的一些公知的知識，如胸腔內邊界被骨骼所包圍，并且骨骼的CT值比其它部位以及病床的CT值要大。
本發(fā)明中，在定位像上設定掃描范圍后，利用病人身體上各部位的CT值存在差異的特性查找病人的胸腔內邊界，再將FOV設置在掃描范圍內病人的胸腔內邊界上，使其與掃描范圍內胸腔的左右邊界最外側的點相切，以獲取最好的掃描和圖像重建效果，因此，自動設置FOV最主要的任務是在定位像上面準確地找到掃描范圍內病人胸腔的左右邊界。
在本發(fā)明中，胸腔內邊界指的是在定位像中病人胸腔的輪廓線內側；掃描范圍內的胸腔內邊界指的是在設定的掃描范圍區(qū)域內的所述的定位像中病人胸腔的輪廓線內側。
本發(fā)明的病人胸腔內邊界上的點是沿著病人身體的高度方向逐行查找，其中，查找的范圍是在定位像上設定的掃描范圍內的區(qū)域。一般來說在定位像掃描的開始或者結束區(qū)域，線狀偽影發(fā)生的幾率要比中間部分大，因為一般來說人體的胸腔內邊界不會發(fā)生驟變，所以去除開始和結束區(qū)域的少數幾行數據并不影響本發(fā)明查找身體胸腔內邊界的準確性。又因為基本上病人的身體都會顯示在定位像的中部，所以在本發(fā)明中，圖像的每一掃描行將被平均分成左右兩個部分，病人身體胸腔的左內邊界上的點和右內邊界上的點可分別在所述的每一掃描行的左邊的部分右邊部分里找到。由于查找病人胸腔左內邊界和右內邊界的方法是相同的，因此，以下僅以如何查找左內邊界為例說明本發(fā)明的方法。
請參閱圖2，圖中，標號210表示的是在定位像200上的掃描過的區(qū)域，而標號212表示的是在定位像200上的沒有掃描過的區(qū)域。本發(fā)明查找病人身體60胸腔左內邊界包括以下步驟a)查找該定位像200的掃描范圍內每一掃描行中CT值最大的點以及其值，一般來講，人的身體60中CT值最大的點在其骨骼上。
b)從上述CT值最大的點從左往右查找，即從病人身體60包圍胸腔內邊界的骨骼上往胸腔方向查找，找到CT值為所述CT值最大的點的值的X倍的點，其中，0＜X＜0.5，找到的點即是病人身體60胸腔內邊界上的點。經過大量的實驗得知，所述CT值為所述CT值最大的點的值的0～0.5倍的點都可以認為是胸腔內邊界上的點，在實際的應用中，X的值取為0.25時的辨識效果比較好。本發(fā)明方法通過先找到體內骨骼的位置，然后內推找到胸腔內邊界位置的好處在于可以排除在定位像的掃描范圍內從左往右，或者從右往左找的情況下，按照CT值為所述CT值最大的點的值的0～0.5倍的條件首先找到的是非病人身體60胸腔內邊界上的點的情況，如首先找到的是病人身體外部的滿足上述CT值條件的病床上的點的情況。
c)重復步驟a)到b)查找到所述掃描范圍內的病人身體60胸腔內邊界上的點，這些點組成了病人身體60的胸腔內邊界62。
同理，定位像200的掃描范圍內每一掃描行上該病人身體60右邊胸腔內邊界上的點也可以使用同樣的方法找到。從而得到病人身體60的胸腔左右兩邊的內邊界，用于隨后步驟的重建視野的設置。
進一步地，如果在上述步驟a)中，所述的最大的CT值大于一預定的金屬CT值Tmetal，則認為該掃描行中存在金屬，因為金屬的CT值比人體骨骼的CT值高，所以如果所述的掃描行存在著金屬，并且以該金屬的CT值作為步驟b)的計算基礎的話，則查找到的滿足0～0.5倍的該金屬的CT值的點并不是需要查找的病人身體60的胸腔內邊界62上的點。在這種情況下，則使用前一掃描行的邊界點作為本掃描行的邊界點。由于人體胸腔的邊界一般不會發(fā)生突變，所以這種近似處理是合理以及可以接受的。
更進一步地，如果在所述的定位像的掃描范圍內，由于某些原因造成其中某一行或幾行沒有進行掃描，則將所述的某一行或幾行的前一經過掃描的行的病人身體胸腔內邊界點直接延長作為所述的某一行或幾行的病人身體胸腔內邊界。
得到病人身體胸腔內邊界后，可以選擇地進行中值濾波，以去掉在查找過程中找到的一些符合步驟a)、b)所述的CT值條件的離散的點，從而方便后續(xù)的設置FOV的步驟。
最后，將FOV設置于所述的定位像上的掃描范圍里的胸腔內邊界左右兩側，使得FOV剛好包含這個掃描范圍內的所有胸腔內邊界上的點，即使得FOV的范圍與掃描范圍內的病人身體60的胸腔內邊界62的最外側的點相切，以獲得最好的圖像重建范圍和效果，如圖2中標號20’所示。在上述的設置過程中，FOV的邊界隨著掃描范圍的調整而動態(tài)地設置在上述的與掃描范圍內的病人身體60的胸腔內邊界62的最外側的點相切的位置。
在設定好上述的定位像200上的掃描范圍和FOV 20’后，即可據其進行后續(xù)的系列掃描或者螺旋掃描。
當然，本發(fā)明方法找到的胸腔內邊界并不一定是連續(xù)的，請參閱圖2，查找到的胸腔內邊界62并不是連續(xù)的曲線，而是有部分查找到的點位于掃描范圍內的定位像中間。這是因為在這些掃描行上，病人身體60中間脊柱的CT值最大，故從對應的CT值最大的點找到的CT值為0～0.5倍該最大值的點則在所述的中間脊柱附近。但上述情況這并不影響本發(fā)明方法中FOV的設定，因為用于本發(fā)明方法FOV設定的點是位于該胸腔內邊界62最外側的點，所以即使在所述的掃描范圍內找到了符合條件的非胸腔內邊界62上的點，也不影響本發(fā)明方法設置FOV的操作。
權利要求
1.一種在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，用來在定位像上確定的一個掃描范圍內沿胸腔內邊界設置重建視野，其特征在于包括以下步驟a)查找該定位像的掃描范圍內每一掃描行中CT值最大的點以及其值；b)從上述CT值最大的點往胸腔方向查找，找到CT值為所述CT值最大的點的值的X倍的點，其中，0＜X＜0.5，上述找到的點即是胸腔內邊界上的點；c)重復步驟a)到b)查找到所述掃描范圍內的胸腔內邊界上的點，這些點組成胸腔內邊界；以及d)設置重建視野，使其包含查找到的所述掃描范圍內的胸腔內邊界上的點。
2.根據權利要求1的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于步驟a)中所述的CT值最大的點位于包圍胸腔內邊界的骨骼上。
3.根據權利要求1的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于當步驟a)中所述的最大的CT值大于一預定的金屬CT值時，則認為該掃描行中存在金屬，在這種情況下，則使用前一掃描行的邊界點作為本掃描行的邊界點。
4.根據權利要求1的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于去除定位像掃描范圍的開始和結束區(qū)域的少數幾行數據以防止線狀偽影的產生。
5.根據權利要求1的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于進一步進行中值濾波，以去掉在查找過程中找到的一些符合步驟b)所述的CT值條件的離散的點。
6.根據權利要求1至5中任意一項的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于步驟d)中設置重建視野時，使重建視野的邊界與所述掃描范圍內胸腔內邊界上最外側的點相切。
7.根據權利要求1至5中任意一項的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于步驟b)中的X選擇為0.25。
8.根據權利要求6的在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，其特征在于步驟b)中的X選擇為0.25。
全文摘要
本發(fā)明涉及在CT定位像上沿胸腔內邊界自動設置重建視野的方法，使得重建視野剛好包含定位像上掃描范圍內的所有胸腔內邊界上的點。本發(fā)明方法在查找時從身體骨骼向胸腔方向查找，并利用CT值的比較來得到病人的胸腔內邊界。本發(fā)明方法可以用來精確、高效率、快速地設置重建視野。
文檔編號A61B6/04GK1887228SQ20051008021
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權日2005年6月30日
發(fā)明者徐曉東, 陳馬浩, 趙峰 申請人:西門子(中國)有限公司