專利名稱：一種ct成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描(Computed Tomography,CT)設(shè)備領(lǐng)域,特別涉及ー種CT成像方法。
背景技術(shù)：
介入治療是在影像設(shè)備的引導(dǎo)下對(duì)病灶局部進(jìn)行微創(chuàng)治療的技術(shù)，由于其創(chuàng)傷較小，并且能夠取得較大的效果，所以介入治療得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并且可能成為未來(lái)的主流治療方式。CT設(shè)備作為常見(jiàn)的影像設(shè)備之一，由于CT圖像質(zhì)量高，而常用于介入治療過(guò)程中，對(duì)介入治療的部位進(jìn)行成像。CT成像過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的X射線輻射，雖然引導(dǎo)介入治療時(shí)CT照射病人的X射 線輻射劑量在安全范圍之內(nèi)，但是人們依然想進(jìn)ー步降低輻射劑量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了ー種CT成像方法，用以進(jìn)一歩降低在引導(dǎo)介入治療的過(guò)程中的輻射劑量。為此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了ー種CT成像方法，包括在介入治療之前進(jìn)行全劑量掃描，并重建得到全劑量圖像；在介入治療開(kāi)始后，對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，并重建得到感興趣區(qū)圖像；合并所述全劑量圖像和所述感興趣區(qū)圖像?？蛇x地，根據(jù)下面的公式計(jì)算當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置，Pj = Pi ^ + (^APi + (l - ")Δ^—,) + ξ，其中，$表示當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置，月ぺ表示前一掃描時(shí)的針尖位置，M表示從前一掃描到當(dāng)前掃描的針尖位置變化，表示從再前一掃描到前ー掃描的針尖位置變化，Π表示權(quán)重因子，f表示安全距離。可選地，對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描包括確定部分掃描的投影角起始角度和掃描范圍；從所述起始角度開(kāi)始曝光，并在掃描范圍內(nèi)持續(xù)曝光和采集原始數(shù)據(jù)。可選地，對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描包括確定部分掃描的投影角起始角度和結(jié)束角度；從所述起始角度開(kāi)始曝光，并在結(jié)束角度之前持續(xù)曝光和采集原始數(shù)據(jù)。在上述技術(shù)方案中，所確定的起始角度使得，與該次部分掃描采用其它起始角度相比，所確定的起始角度對(duì)應(yīng)的掃描范圍最小。從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明在介入治療開(kāi)始之后，只對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，與現(xiàn)有技術(shù)中全部采用全劑量掃描相比，極大地降低了輻射劑量。此外，本發(fā)明還控制了部分掃描的投影角起始角度和掃描范圍，進(jìn)一歩降低了在毎次部分掃描中的輻射劑量，并且還保持了圖像的高質(zhì)量。
并且，由于進(jìn)入治療開(kāi)始后，只進(jìn)行部分掃描，與全劑量掃描相比，降低了采集的數(shù)據(jù)量，所以還能夠提高重建圖像的速度，提高CT圖像的時(shí)間分辨率。


下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖I為根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的流程示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中部分掃描的示意圖。圖中，橫坐標(biāo)為X軸，單位mm;縱坐標(biāo)為Y軸，單位mm。圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像方法的劑量、現(xiàn)有技術(shù)中全劑量掃描成像方法的劑量。圖中，橫坐標(biāo)為掃描次數(shù)，縱坐標(biāo)為歸ー化的劑量水平。 附圖中的附圖標(biāo)記如下101-106方法的步驟20掃描等中心(ISO中心)21 針尖22 感興趣區(qū)(ROI)23部分掃描的投影角的起始角度24部分掃描的投影角的結(jié)束角度25部分掃描的投影角的掃描范圍26 X射線管的運(yùn)動(dòng)軌跡27 掃描野(FOV)28病人身體
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。CT引導(dǎo)的介入治療具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)1)在介入治療過(guò)程中，反復(fù)對(duì)病人的同ー組織進(jìn)行掃描，獲得實(shí)時(shí)的圖像，用于監(jiān)測(cè)介入治療的情況；2)只有組織的ー個(gè)小區(qū)域發(fā)生了變化，并且由于兩次掃描期間的針尖運(yùn)動(dòng)、以及組織與治療能量之間的相互作用等原因，介入治療在臨床上對(duì)這個(gè)小區(qū)域感興趣。因此，本發(fā)明的發(fā)明人提出了在介入治療開(kāi)始之后，CT設(shè)備只對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)(即上述那個(gè)小區(qū)域)進(jìn)行部分掃描，得到感興趣區(qū)的圖像，然后將感興趣圖像和先前常規(guī)的全劑量掃描重建得到的全劑量圖像合并起來(lái)，得到高質(zhì)量的最終圖像。與現(xiàn)有技術(shù)中每次都進(jìn)行全劑量掃描相比，本發(fā)明實(shí)施例提出的方法能夠極大地降低了輻射劑量。圖I是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的流程示意圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法包括如下步驟步驟101，在介入治療開(kāi)始之前，對(duì)組織進(jìn)行全劑量掃描。由于全劑量掃描是常規(guī)的CT掃描技術(shù)，本實(shí)施例在此不展開(kāi)詳細(xì)描述。
步驟102，根據(jù)全劑量掃描得到的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像重建，得到全劑量圖像，作為參考圖像。如果考慮了病人的姿勢(shì)變化、器官運(yùn)動(dòng)/變形或者病人的其他變化，在引導(dǎo)介入治療的成像中，不能使用先前的圖像，因?yàn)橄惹暗膱D像已經(jīng)不能反映組織當(dāng)前的實(shí)際情況。在所有準(zhǔn)備(例如，以選好的姿勢(shì)固定好病人，等等)都完成之后，在介入治療開(kāi)始之前，以全劑量掃描開(kāi)始CT成像，并用常規(guī)圖像重建方法來(lái)重建圖 像。上述全劑量圖像可以作為部分掃描的參考圖像，因?yàn)榭梢栽谌珓┝繄D像中確定部分掃描的感興趣區(qū)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)離針尖的組織區(qū)域，CT圖像與先前全劑量掃描得到的CT圖像沒(méi)有區(qū)別，只有針尖附近的組織區(qū)域的CT圖像可能發(fā)生變化，那么在介入治療開(kāi)始之后，只需要對(duì)針尖附近的組織區(qū)域(即，感興趣區(qū))進(jìn)行CT掃描和成像，然后將感興趣區(qū)的圖像與先前全劑量掃描得到的圖像合井。這樣可以避免對(duì)沒(méi)有發(fā)生變化的區(qū)域進(jìn)行CT掃描和成像。步驟103，在介入治療開(kāi)始之后，確定CT當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式確定當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置，本實(shí)施例以根據(jù)下面的公式(I)計(jì)算當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置為例進(jìn)行說(shuō)明。在上面的公式中，戶,表示當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置，表示前一掃描時(shí)的針尖位置， 表示從前ー掃描到當(dāng)前掃描的針尖位置變化，M一,表示從再前一掃描到前ー掃描的針
尖位置變化，Π表示權(quán)重因子，f表示安全距離。公式(I)中的權(quán)重因子η可以取O至I。作為ー個(gè)特例，如果η等于1，則意味著不采取加權(quán)方式來(lái)計(jì)算當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置。安全距離I可以根據(jù)不同的場(chǎng)景而被設(shè)置為不同的值。例如，如果針由儀器操作，由于儀器可以非常精確地操作針，那么可以設(shè)置一個(gè)較小的安全距離；如果操作者人工操作針，那么可以設(shè)置一個(gè)較大的安全距離。另外，針尖運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)組織的機(jī)械カ或者針尖對(duì)組織的非接觸的力(例如，激光照射、射頻、微波或者超聲引入的相互作用)使得組織發(fā)生變形，那么可以設(shè)置一個(gè)較大的安全距離。步驟104，對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)(ROI)進(jìn)行部分掃描，上海西門(mén)子醫(yī)療器械有限公司的第201110037799. 8號(hào)(發(fā)明人為杜春華、王薇)中國(guó)專利申請(qǐng)、第201110109824. 9號(hào)(發(fā)明人為杜春華、王薇)中國(guó)專利申請(qǐng)等等公開(kāi)了部分掃描的技木，這里不再贅述。然而，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)ー步進(jìn)行了改進(jìn)。在本步驟中，可以先確定部分掃描的投影角的起始角度和掃描范圍(或者與其等價(jià)的起始角度和結(jié)束角度)，然后從所述起始角度開(kāi)始曝光，并在掃描范圍內(nèi)(或者在結(jié)束角度之前)持續(xù)曝光和采集原始數(shù)據(jù)。采用這種起始角度和掃描范圍，可以保證在一次部分掃描中采用最少的劑量。這種部分掃描由于劑量更小，而被稱為“綠色掃描”。綠色掃描的關(guān)鍵在于，在一次部分掃描中，選擇與最小的掃描范圍相對(duì)應(yīng)的投影角起始角度，并以該最小的掃描范圍進(jìn)行這次部分掃描。圖2顯示了本步驟中部分掃描的示意圖。如圖2所示，根據(jù)本步驟中的部分掃描，X射線管從起始角度23開(kāi)始開(kāi)始曝光，到結(jié)束角度24結(jié)束曝光。該部分掃描的掃描范圍25保證了所采集的原始數(shù)據(jù)足夠重建出清楚的感興趣區(qū)22的圖像。步驟105，根據(jù)部分掃描得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，得到感興趣區(qū)圖像。步驟106，合并全劑量圖像和感興趣區(qū)圖像，得到完整的CT圖像。全劑量圖像是針對(duì)掃描平面的完整圖像，而感興趣區(qū)圖像的成像范圍是全劑量圖像的一部分。因此，在本步驟中，可以將感興趣區(qū)圖像替換全劑量圖像中感興趣區(qū)的那一部分，相當(dāng)于將感興趣區(qū)圖像融入到全劑量圖像中?？梢苑磸?fù)執(zhí)行上述步驟103至步驟106，直至介入治療結(jié)束。如圖3所示，“ー_一，，表示全劑量掃描成像方法的劑量，“一*一”表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描成像方法的劑量。從圖3可以看出，在進(jìn)行10多次掃描之后，本發(fā)明實(shí)施例 的劑量大約在全劑量掃描的劑量的50%以下。綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例涉及CT技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種CT成像方法，包括在介入治療之前進(jìn)行全劑量掃描，并重建得到全劑量圖像；在介入治療開(kāi)始后，對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，并重建得到感興趣區(qū)圖像；合并所述全劑量圖像和所述感興趣區(qū)圖像。由于本發(fā)明在介入治療開(kāi)始之后，只對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，與現(xiàn)有技術(shù)中全部采用全劑量掃描相比，極大地降低了輻射劑量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種CT成像方法，包括 在介入治療之前進(jìn)行全劑量掃描，并重建得到全劑量圖像； 在介入治療開(kāi)始后，對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，并重建得到感興趣區(qū)圖像； 合并所述全劑量圖像和所述感興趣區(qū)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，根據(jù)下面的公式計(jì)算當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置， 其中，$表示當(dāng)前掃描時(shí)的針尖位置，表示前一掃描時(shí)的針尖位置，&表示從前ー掃描到當(dāng)前掃描的針尖位置變化，表示從再前一掃描到前ー掃描的針尖位置變化，η表示權(quán)重因子，！表示安全距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描包括確定部分掃描的投影角起始角度和掃描范圍；從所述起始角度開(kāi)始曝光，并在掃描范圍內(nèi)持續(xù)曝光和采集原始數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描包括確定部分掃描的投影角起始角度和結(jié)束角度；從所述起始角度開(kāi)始曝光，并在結(jié)束角度之前持續(xù)曝光和采集原始數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所確定的起始角度使得，與該次部分掃描采用其它起始角度相比，所確定的起始角度對(duì)應(yīng)的掃描范圍最小。
全文摘要
本發(fā)明涉及CT技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CT成像方法，包括在介入治療之前進(jìn)行全劑量掃描，并重建得到全劑量圖像；在介入治療開(kāi)始后，對(duì)包括針尖位置的感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，并重建得到感興趣區(qū)圖像；合并所述全劑量圖像和所述感興趣區(qū)圖像。由于本發(fā)明在介入治療開(kāi)始之后，只對(duì)感興趣區(qū)進(jìn)行部分掃描，與現(xiàn)有技術(shù)中全部采用全劑量掃描相比，極大地降低了輻射劑量。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102835970SQ20111016975
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者張紀(jì)莊, 王薇 申請(qǐng)人:上海西門(mén)子醫(yī)療器械有限公司