專利名稱：用于監(jiān)測(cè)輻射劑量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于使用輻射的醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域。它更特別地關(guān)于在憑借輻射成像系統(tǒng)采集圖像時(shí)估計(jì)和監(jiān)測(cè)身體或其一些器官所經(jīng)受的輻射劑量。尤其發(fā)現(xiàn)本發(fā)明在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者在放射過(guò)程期間所經(jīng)受的輻射劑量中的有利應(yīng)用。
背景技術(shù)：
患者暴露于X射線產(chǎn)生兩個(gè)類型的效應(yīng):
-隨機(jī)的長(zhǎng)期效應(yīng)(癌癥風(fēng)險(xiǎn))涉及患者在他們的整個(gè)壽命期累積的劑量；從該角度來(lái)看，任何輻射劑量必須與患者的利益進(jìn)行權(quán)衡；
-暴露(灼傷)之后的幾小時(shí)、幾天和幾周內(nèi)的短期效應(yīng)；這些涉及在非常高劑量的短期暴露。然而，輻射成像可以使患者的身體或其一部分暴露于輻射劑量，輻射劑量可每個(gè)采集大致上不同，特別地與選擇的暴露方向有關(guān)。而且，輻射并且尤其 X射線差異很大地與人體的骨或組織交互，從而妨礙了容易地了解身體的給定部位仍可以暴露的輻射水平。因此，需要監(jiān)測(cè)由身體或由其不同部位在牽涉放射圖像的一個(gè)或多個(gè)采集的檢查期間所接收的輻射劑量。還期望在采集新的圖像時(shí)，避免在一些身體區(qū)或在一些器官中累積太高的輻射劑量并且因此期望能夠確定后續(xù)圖像的采集條件，從而允許優(yōu)化身體中累積的輻射劑量。已知利用其來(lái)估計(jì)在患者身體中累積的輻射劑量的分布的方法。然而，利用這些方法來(lái)確定可以如何修改X射線源的位置來(lái)防止身體區(qū)的太強(qiáng)暴露，這是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是總是能夠監(jiān)測(cè)朝患者的身體區(qū)發(fā)射的劑量量，并且可選地能夠確定如何重新定位醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)來(lái)輻照不同的區(qū)。根據(jù)第一方面，本發(fā)明關(guān)于用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其正暴露或已經(jīng)暴露于由醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射)的輻射劑量的方法，該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括X射線源，該方法包括以下步驟:
-關(guān)于X射線源的當(dāng)前位置，確定劑量在患者模型的包絡(luò)上的當(dāng)前區(qū)上的分布，這樣的分布對(duì)應(yīng)于當(dāng)前位置與所述當(dāng)前區(qū)處的源的輻射之間的交互，
-顯示關(guān)于當(dāng)前區(qū)的患者模型的包絡(luò)的表示。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的其他方面如下:
-它包括確定當(dāng)前區(qū)在當(dāng)前參考坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)的步驟，該當(dāng)前區(qū)由至少三個(gè)點(diǎn)界定的封閉表面所限定，該步驟包括確定所述點(diǎn)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與X射線源的當(dāng)前位置在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)之間的差；
-它包括顯示模型包絡(luò)的二維映射，映射包括正暴露或已經(jīng)暴露的至少一個(gè)區(qū)，顯示以當(dāng)前區(qū)為中心；
-它包括以下步驟:確定X射線源在成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的位置、使從以當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心的圖確定的區(qū)暴露；
-它包括使劑量值與模型包絡(luò)的每個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)的步驟，該劑量由空氣比釋動(dòng)能限定；
-與每個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)的劑量對(duì)應(yīng)于從之前的暴露得出的多個(gè)劑量值的累積；
-它包括確定由包絡(luò)限定的患者的三維模型的步驟，從下面的組中選擇該模型:圓柱體、球體、扁平圓柱體；
-當(dāng)前區(qū)的表示的顯示在患者的放射圖像上疊加。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明關(guān)于用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其正暴露或已經(jīng)暴露于由醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射)的輻射劑量的方法，該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括X射線源，該方法包括以下步驟:
-關(guān)于輻射源的當(dāng)前位置，確定劑量在患者模型的包絡(luò)的當(dāng)前區(qū)上的分布，所述分布對(duì)應(yīng)于當(dāng)前位置與所述當(dāng)前區(qū)處的源的輻射之間的交互；
-顯示關(guān)于當(dāng)前區(qū)的患者模型的包絡(luò)的表示。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的方法的其他方面如下:
-對(duì)于患者模型的區(qū)，累積劑量的交互和分布的確定取決于來(lái)自以下中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù):
空氣比釋動(dòng)能，其取決于暴露和X射線束；
籲由患者的皮膚吸收的劑量的量；
籲反向散射系數(shù)；
進(jìn)入患者的劑量的系數(shù)；
-對(duì)于患者模型的區(qū)，累積劑量的交互和分布的確定還取決于下面的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參數(shù):
籲發(fā)射的幾何特性；
發(fā)射管的性質(zhì)；
發(fā)射焦點(diǎn)大??；
-它包括確定正暴露或已經(jīng)暴露于當(dāng)前位置處的X射線源的當(dāng)前區(qū)的步驟；
-患者模型的表示是二維或三維的；
-顯示包括使患者模型以與X射線源的當(dāng)前位置有關(guān)的當(dāng)前區(qū)為中心。根據(jù)第三方面，本發(fā)明關(guān)于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，其包括處理單元，用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的方法。根據(jù)第四方面，本發(fā)明關(guān)于計(jì)算機(jī)程序，其包括機(jī)器指令，用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的方法。本發(fā)明具有允許監(jiān)測(cè)與醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的X射線源的位置有關(guān)的暴露區(qū)的優(yōu)點(diǎn)。暴露區(qū)的監(jiān)測(cè)(尤其根據(jù)發(fā)射劑量)是通過(guò)使用采用二維形式的角坐標(biāo)而可以被便利化。
利用X射線源的每個(gè)新位置，從業(yè)者可以確定哪個(gè)區(qū)被暴露并且可以確定要應(yīng)用于源的可能重新定位來(lái)使感興趣區(qū)暴露。


本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將從下面的僅說(shuō)明性而非限制性的描述進(jìn)一步變得明顯，并且要連同附圖一起閱讀，其中:
-圖1圖示符合本發(fā)明的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)；
-圖2示意地圖示用于將元件定位在具有源點(diǎn)O的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系內(nèi)的慣
例；
-圖3圖示在本發(fā)明中使用的患者模型的2D -圖4a、4b和5示意地圖示符合本發(fā)明的方法的步驟；
-圖6示意地圖示確定在本發(fā)明中使用的患者模型的包絡(luò)中的區(qū)；
-圖7a、7b和7c圖示暴露區(qū)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系內(nèi)以及當(dāng)前參考坐標(biāo)系內(nèi)的定位;
-圖8示意地圖示在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的患者模型的包絡(luò)以當(dāng)前區(qū)為中心。
具體實(shí)施例方式醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng) 圖1圖示具有用于檢查患者的C形臂的醫(yī)學(xué)成像裝置10。該X射線醫(yī)學(xué)成像裝置I包括C形臂2，其在上X射線源3和檢測(cè)器4面向彼此地布置。該C形臂2安裝在臺(tái)5上。該C形臂2可以相對(duì)于臺(tái)5在不同的方向D、D’上移動(dòng)。采用本質(zhì)上已知的方式,X射線源的移動(dòng)在由頭尾軸(Cranio-Caudal ax is XCRA/CAU)和右前斜軸/左前斜軸(RA0/LA0)(它們互相垂直并且在等中心系統(tǒng)中等中心(O)處相交)限定的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中作為參考。圖2圖示所述慣例。醫(yī)學(xué)成像裝置I可包括臺(tái)架6，其意在收容要成像的對(duì)象，例如患者。臺(tái)架6在該情況下布置在底座7上并且可以相對(duì)于底座7在幾個(gè)方向A、A’上移動(dòng)。檢測(cè)器4可以是半導(dǎo)體圖像傳感器，其包括例如非晶硅中的晶體管/光電二極管陣列上的碘化銫熒光體(閃爍體)。其他適合的檢測(cè)器是=CCD傳感器、直接將X射線轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的直接數(shù)字檢測(cè)器或具有圖像增強(qiáng)器的檢測(cè)器。在圖1中圖示的檢測(cè)器4是平面的并且限定平面圖像表面，其他幾何形狀顯然是適合的。裝置包括控制單元6，其經(jīng)由有線或無(wú)線連接而連接到C形臂2。控制單元6用于通過(guò)設(shè)置例如要由X射線源發(fā)射的輻射劑量和C形臂2的角位置的參數(shù)來(lái)控制采集?？刂茊卧?還可以用于控制C形臂2的定位?？刂茊卧?可包括讀取器裝置(未圖示)，例如磁盤(pán)讀取器、⑶-ROM、DVD-ROM讀取器或連接端口，用于從例如磁盤(pán)、CD-ROM、DVD-ROM或USB鑰的指令介質(zhì)(未圖示)或大體上使用任何可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)讀取用于控制或處理方法的指令。另外，存儲(chǔ)單元9連接到控制單元8來(lái)記錄例如在放射檢查期間采集的圖像參數(shù)。預(yù)作安排使得存儲(chǔ)單元9位于控制單元8的內(nèi)部或外部，這是可能的。存儲(chǔ)單元9可以由硬盤(pán)或SSD或任何其他可移動(dòng)、重寫(xiě)存儲(chǔ)部件(USB鑰、儲(chǔ)存器卡，等)形成。存儲(chǔ)單元9可以是控制單元8、USB鑰、儲(chǔ)存器卡、中央服務(wù)器的存儲(chǔ)器的ROM/RAM存儲(chǔ)器。而且，顯示單元11連接到控制單元8來(lái)顯示作為用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其通過(guò)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)正暴露或已經(jīng)暴露于輻射)的輻射劑量的方法的一部分的患者模型的映射。顯示單元11例如可以是計(jì)算機(jī)屏幕、監(jiān)測(cè)器、平面屏幕、等離子體屏幕或已知類型的任何其他類型的顯示裝置。所述顯示單元11可與用于顯示憑借醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)從采集得出的放射圖像的那個(gè)相同。為了對(duì)采集的圖像執(zhí)行處理，醫(yī)學(xué)成像裝置還包括計(jì)算單元12。數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)單元9到計(jì)算單元12的傳輸可以經(jīng)由內(nèi)部或外部計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或憑借例如CD-ROM、DVD-ROM、外部硬盤(pán)、USB鑰、SD卡等任何適合的物理儲(chǔ)存器介質(zhì)來(lái)做出。計(jì)算單元12例如是一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，或一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)微控制器、一個(gè)或多個(gè)微型計(jì)算機(jī)、一個(gè)或多個(gè)可編程邏輯控制器、一個(gè)或多個(gè)專用集成電路、其他可編程電路或包括例如工作站的計(jì)算機(jī)的其他裝置。作為變化形式，計(jì)算單元12可包括讀取器裝置(未圖示)，例如磁盤(pán)讀取器、⑶-ROM或DVD-ROM讀取器或連接端口，用于從指令介質(zhì)(未圖示)(例如磁盤(pán)、CD-ROM、DVD-ROM或USB鑰)或更一般地任何可移動(dòng)儲(chǔ)存器介質(zhì)或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)讀取處理方法的指令。計(jì)算單元12可連接到顯示單元11 (如圖1中的)或另一個(gè)顯示單元(未圖示)。用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其IH暴露或已經(jīng)暴露于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射)的輻射劑暈的方法
為了監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其正暴露或已經(jīng)暴露于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射)的輻射劑量(有效劑量，吸收劑量)，第一步驟100確定三維(3D)患者模型，對(duì)于其，在第二步驟200處，確定一個(gè)或多個(gè)劑量值，這些劑量值與患者模型的區(qū)關(guān)聯(lián)。最后，為了允許從業(yè)者使得與患者模型的不同區(qū)關(guān)聯(lián)的確定劑量可視化，在第三步驟300處，顯示患者模型的表示。該顯示可或可不以對(duì)應(yīng)于X射線源的當(dāng)前位置的當(dāng)前區(qū)為中心?；颊吣Ｐ偷拇_定100
患者模型是三維(3D)模型，其可取決于患者的生理參數(shù)(重量、高度、性別，等)和醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的幾個(gè)參數(shù)。例如從放射檢查之前實(shí)施的檢查得出這些生理參數(shù)。3D模型可以通過(guò)包圍患者的圓柱形形狀而估算。可以設(shè)想更復(fù)雜的形狀:球形、扁平圓柱體。3D模型的形狀可以通過(guò)采集患者輪廓或使用常規(guī)的分段和重建技術(shù)從采集的多個(gè)患者2D圖像而優(yōu)化。3D模型還可取決于患者的不同組成部位的密度中的變化?；颊叩?D模型典型地采用假設(shè)網(wǎng)格形狀的模型包絡(luò)的形式存儲(chǔ)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元9中，該網(wǎng)格中的每個(gè)區(qū)由多個(gè)頂點(diǎn)限定。這些頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于X射線源的當(dāng)前位置的X射線發(fā)射場(chǎng)。該網(wǎng)格對(duì)應(yīng) 于與X射線源位置有關(guān)的3D患者模型的包絡(luò)的采樣。圖3圖示對(duì)應(yīng)于患者的圓柱形3D模型的包絡(luò)的網(wǎng)格30，其中示出軸CRA/CAU和RAO/LAO，其對(duì)應(yīng)于躺下的患者，在這里中心O是等中心醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的等中心。為了獲得更精確的患者模型，模型還可取決于患者身體的等效患者厚度一 EPT。這是對(duì)X射線所經(jīng)過(guò)的患者身體的厚度的估計(jì)。該厚度提供關(guān)于X射線要求的數(shù)據(jù)以便能夠拍攝患者身體的給定區(qū)的圖像。將理解厚度越大，X射線劑量必須增加得越多。再次，為了改進(jìn)患者模型的精度，可以考慮下面的參數(shù):
-發(fā)射特性(以kV計(jì)的電壓，以mA計(jì)的強(qiáng)度)；
-發(fā)射管的性質(zhì)；
-發(fā)射焦點(diǎn)大小。備選地或另外，可以在過(guò)程開(kāi)始時(shí)確定3D模型并且在過(guò)程期間更新它。為了更新3D模型，使用在放射檢查期間采集的圖像。與患者模型 的一個(gè)或多個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)劑暈倌.的確定200 患者模型的每個(gè)區(qū)的劑量值的確定200取決于來(lái)自以下中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù):
-空氣比釋動(dòng)能，其取決于暴露和X射線束；
-由皮膚吸收的劑量的量；
-反向散射系數(shù)，其可以視為X射線濾波效應(yīng)；
-進(jìn)入患者的劑量的系數(shù)。備選地或另外，對(duì)于每個(gè)劑量值，除上文提到的參數(shù)外，必須考慮與每個(gè)暴露關(guān)聯(lián)的幾何形狀，即下面的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參數(shù):
-發(fā)射特性(以kV計(jì)的電壓，以mA計(jì)的強(qiáng)度)；
-發(fā)射管的性質(zhì)；
-發(fā)射焦點(diǎn)大小。采用已知的方式，為了劑量計(jì)算的最佳精度，利用每個(gè)采集的圖像，要測(cè)量劑量分布并且修改患者模型。然而，在整個(gè)檢查中采集多達(dá)IO5個(gè)圖像，這導(dǎo)致所有這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題，并且計(jì)算能力方面的需要是相當(dāng)大的。所述問(wèn)題通過(guò)對(duì)每個(gè)圖像計(jì)算上文討論的參數(shù)并且通過(guò)使這些與劑量測(cè)量(其對(duì)應(yīng)于已經(jīng)使用相同的采集幾何形狀采集的圖像)累積而解決。利用所述方法，必須的存儲(chǔ)容量和計(jì)算能力降低?；颊吣Ｐ偷谋硎镜娘@示300
患者模型的表示的顯示300由顯示患者模型的包絡(luò)上的劑量分布組成。目的是使患者模型的幾個(gè)區(qū)與劑量值關(guān)聯(lián)?；颊吣Ｐ偷陌j(luò)上的劑量分布的所述表示包括以下步驟系列:
-確定301界定了由X射線源暴露的區(qū)Z的頂點(diǎn)A、B、C、D ;
-確定302由X射線源3朝每個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D發(fā)射的每個(gè)射線RpRyRyR4的中心Q、c2、c3、c4;
-確定303從X射線源3朝頂點(diǎn)行進(jìn)的射線與該頂點(diǎn)的法線之間的角度
> OC: f O Ji CC 4.-使每個(gè)區(qū)與之前限定的劑量值關(guān)聯(lián)304 ；
-可選地將顯示以當(dāng)前區(qū)或感興趣區(qū)為中心305。也就是說(shuō)，對(duì)于X射線源的每個(gè)位置，確定由該位置處的源暴露的患者模型的區(qū)并且使得對(duì)該位置測(cè)量的劑量值與之關(guān)聯(lián)。圖4圖示由對(duì)應(yīng)于由X射線源發(fā)射的場(chǎng)的四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D界定的區(qū)2。顯示可以考慮反向散射的類型，其可視為應(yīng)用于患者包絡(luò)的每個(gè)區(qū)的濾波器。最后，可以采用幾個(gè)方式做出表示:
-利用以下的完整患者模型的3D顯示:
通過(guò)固體表面和代表劑量量的彩色標(biāo)度來(lái)呈現(xiàn)3D表面；
通過(guò)半透明表面和代表模型表面內(nèi)部/外部的劑量量的彩色標(biāo)度來(lái)呈現(xiàn)3D表面。采用該方式，從業(yè)者被提供有模型外部和內(nèi)部的數(shù)據(jù)。 通過(guò)定位在內(nèi)部的實(shí)際患者模型(允許的凹面)的半透明表面來(lái)呈現(xiàn)3D表面。 上面的表示中的任何組合。-患者模型的2D顯示:
顯示展開(kāi)的包絡(luò)(參見(jiàn)圖3 )，根據(jù)從沿軸RA0/LA0和CRA/CAU取得的角度用代表劑量量的彩色標(biāo)度將橫坐標(biāo)指數(shù)化。有利地，映射顯示可以與采集的放射圖像合并或疊加在其上來(lái)識(shí)別不得被輻照的成像區(qū)中的結(jié)構(gòu)。 同樣有利地，圖像視點(diǎn)可以是X射線發(fā)射焦點(diǎn)而不是醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中的參考點(diǎn)的中心。對(duì)顯示定中心305
患者3D模型的包絡(luò)表示的顯示優(yōu)選地使得該表示以當(dāng)前區(qū)或感興趣區(qū)為中心。這所謂的當(dāng)前區(qū)是正暴露于X射線源的進(jìn)程中的區(qū)或已經(jīng)暴露的區(qū):它因此是感興趣區(qū)。因此，目的是允許從業(yè)者使感興趣的當(dāng)前區(qū)可視化并且另外確定如何控制X射線源從該當(dāng)前區(qū)的移動(dòng)。圖7a圖示患者的圓柱形3D模型，其示出暴露于X射線源3的區(qū)Z和由源點(diǎn)O和互相垂直的兩個(gè)軸(頭尾軸(CRA/CAU)、左前斜軸/右前斜軸(LA0/RA0))限定的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考點(diǎn)。這兩個(gè)軸在從而限定的參考點(diǎn)的原點(diǎn)O處相交。在這里規(guī)定參考點(diǎn)可以是任何參考點(diǎn)。例如，在等中心系統(tǒng)中，原點(diǎn)可以是醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的等中心。這些軸對(duì)應(yīng)于在醫(yī)學(xué)成像的場(chǎng)中躺下的患者。暴露的區(qū)Z是X射線源3的視場(chǎng)(FOV)的函數(shù)。再次參考圖3，區(qū)Z在這里由在3D患者模型的外包絡(luò)上取得的四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D限定。區(qū)Z是由這四個(gè)點(diǎn)限定的封閉表面，優(yōu)選地是凸形的。如已經(jīng)提出的，3D模型的包絡(luò)可分解成幾個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)對(duì)應(yīng)于X射線源的角位置。四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D由它們?cè)诰哂性c(diǎn)O的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的角坐標(biāo)識(shí)別。每個(gè)點(diǎn)由兩個(gè)角坐標(biāo)限定；一個(gè)在CRA/CAU上，另一個(gè)在LA0/RA0軸上。這些角坐標(biāo)分別是限定區(qū)Z的每個(gè)點(diǎn)在包含CRA/CAU軸和LA0/RA0軸的平面中的投影的極坐標(biāo)。在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中定位區(qū)時(shí)使用術(shù)語(yǔ)“角坐標(biāo)”。
區(qū)Z取決于X射線源的位置，其自身可采用與限定區(qū)Z的頂點(diǎn)A、B、C、D相同的方式由角坐標(biāo)限定。因此，可以利用暴露區(qū)Z，尤其在放射過(guò)程期間，界定區(qū)Z的四個(gè)頂點(diǎn)的角坐標(biāo)在以當(dāng)前區(qū)Z (即，暴露的區(qū)或?qū)τ谄湟呀?jīng)做出采集的區(qū))為中心的具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系中投影。在這里，當(dāng)前參考坐標(biāo)系是2D參考。圖7b圖示暴露區(qū)的角坐標(biāo)在具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的投影。就投影而論，意指角坐標(biāo)在2D參考中的表示，其中橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于沿LA0/RA0軸取得的角度并且縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于在CRA/CAU軸上取得的角度。該慣例絕不是限制性的。四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D在當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)實(shí)際上是相對(duì)坐標(biāo)，因?yàn)樗鼈內(nèi)Q于X射線源3的當(dāng)前位置。為了獲得當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，確定區(qū)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的角坐標(biāo)并且然后關(guān)于具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系(其對(duì)應(yīng)于X射線源的當(dāng)前位置)來(lái)重新計(jì)算。這需要將X射線源的當(dāng)前角坐標(biāo)(在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中取得的那些)從限定當(dāng)前區(qū)Z (即，當(dāng)前X射線源的場(chǎng)中的區(qū))的每個(gè)點(diǎn)的當(dāng)前坐標(biāo)中扣除。圖7c圖示鄰近圖7b中的區(qū)的區(qū)Z’的角坐標(biāo)的投影。該其他區(qū)Z’具有頂點(diǎn)A’、B，、C，和 D，。圖8示意地圖示從具 有原點(diǎn)O的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系到具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。再次參考圖8，頂點(diǎn)A在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是XA和Ya，并且頂點(diǎn)A在具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由Λ
rao/lao_Xa_X。，、
ac_aq0=ya-yq，給出，其
中Xp Y0-是在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中投影的X射線的坐標(biāo)，其對(duì)應(yīng)于由X射線源的該位置暴露的區(qū)Z。角坐標(biāo)在具有原點(diǎn)O’的當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的投影允許顯示以當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心的暴露區(qū)的2D表示。對(duì)于X射線源的當(dāng)前位置，這允許確定哪個(gè)當(dāng)前區(qū)被暴露。有利地，患者模型的包絡(luò)的2D映射的顯示可以以當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心。對(duì)于圓柱形3D患者模型的2D映射是采用被分解成幾個(gè)區(qū)的矩形形式，如在圖6中圖示的。劑量值可以與每個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)，例如之前描述的。彩色或灰色標(biāo)度可以用于代表不同的劑量值，黑色可能指示存在區(qū)可被高度暴露或之前被高度暴露的風(fēng)險(xiǎn)。可以采用幾個(gè)方式使用所述映射的顯示。它例如可以用于在患者暴露后證實(shí)該暴露已經(jīng)安全地對(duì)患者實(shí)施，從而使某些區(qū)不被過(guò)度暴露。它還可以用于確定要用于后續(xù)暴露的最佳暴露方向，以便不使患者的一些區(qū)暴露于過(guò)度輻射劑量?？梢栽赬射線源的每個(gè)重新定位時(shí)更新劑量值。然后可選地重新計(jì)算正暴露或已經(jīng)暴露的每個(gè)區(qū)的劑量分布。
計(jì)算機(jī)程序 在前面描述的方法可以有利地采用計(jì)算機(jī)程序的形式實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序包括用于執(zhí)行方法的步驟的機(jī)器指令。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者的輻射劑量的方法，所述患者正暴露或已經(jīng)暴露于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射，所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括X射線源(3)，所述源描述在具有原點(diǎn)(O)的成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的軌跡，所述方法包括以下步驟: -關(guān)于所述X射線源(3)的當(dāng)前位置，確定(3051)患者模型(30)的包絡(luò)的當(dāng)前暴露或已經(jīng)暴露于所述X射線源(3)的輻射的區(qū)(Z)在所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的當(dāng)前坐標(biāo)； -從所述當(dāng)前坐標(biāo)確定(3052)具有以所述X射線源的所述當(dāng)前位置作為原點(diǎn)(O’ )的當(dāng)前參考坐標(biāo)系，所述當(dāng)前參考坐標(biāo)系以所述當(dāng)前區(qū)(Z)為中心；以及 -顯示(300)以所述當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心的所述當(dāng)前區(qū)(Z)的表示。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括確定所述當(dāng)前區(qū)(Z)在所述當(dāng)前參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)的步驟，所述當(dāng)前區(qū)(Z)由至少三個(gè)點(diǎn)界定的封閉表面限定，所述步驟包括確定所述點(diǎn)在所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的所述參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與所述X射線源的當(dāng)前位置在所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的所述參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)之間的差。
3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括顯示所述模型的包絡(luò)的二維映射，所述映射包括正暴露或已經(jīng)暴露的至少一個(gè)區(qū)，所述顯示以所述當(dāng)前區(qū)為中心。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括確定所述X射線源在所述成像系統(tǒng)的所述參考坐標(biāo)系中的位置來(lái)使從以所述當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心的所述映射確定的區(qū)暴露的步驟。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括使劑量值與所述模型的包絡(luò)的每個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)的步驟，所述劑量由空氣比釋動(dòng)能限定。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，與每個(gè)區(qū)關(guān)聯(lián)的劑量對(duì)應(yīng)于從先前的暴露得出的多個(gè)劑量值的累積。`
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括確定由包絡(luò)限定的所述患者的三維模型的步驟，所述模型從下面的組中選擇:圓柱體、球體、扁平圓柱體。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述當(dāng)前區(qū)的表示的顯示在所述患者的放射圖像上疊加。
9.一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括處理單元，用于實(shí)現(xiàn)如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
10.一種計(jì)算機(jī)程序，包括機(jī)器指令，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于用于監(jiān)測(cè)應(yīng)用于患者(其正暴露于或已經(jīng)暴露于來(lái)自醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的輻射)的輻射劑量的方法，該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括X射線源(3)，該源描述在具有原點(diǎn)(O)的成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的軌跡，該方法包括以下步驟關(guān)于X射線源(3)的當(dāng)前位置，確定(3051)患者模型(30)的包絡(luò)的當(dāng)前暴露或已經(jīng)暴露于來(lái)自X射線源(3)的輻射的當(dāng)前區(qū)(Z)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系中的當(dāng)前坐標(biāo)；從該當(dāng)前坐標(biāo)確定(3052)具有以X射線源的當(dāng)前位置作為原點(diǎn)(O’)的當(dāng)前參考坐標(biāo)系，該當(dāng)前參考坐標(biāo)系以該當(dāng)前區(qū)(Z)為中心；以及-顯示(300)以當(dāng)前參考坐標(biāo)系為中心的當(dāng)前區(qū)(Z)的表示。
文檔編號(hào)A61B6/00GK103228213SQ201180058223
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者L.德斯蓬斯, V.比斯穆思, P.特塞斯, R.維蘭爾, T.烏瓦里, G.塞克利, Z.邵博 申請(qǐng)人:通用電氣公司