用于确定辐射剂量的方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于基于体模匹配来确定辐射剂量的方法和装置。示例性装置包括：图像处理器，该图像处理器用于处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一维度；比较器，该比较器用于基于第一维度来选择体模模型，体模模型包括具有与第一维度基本类似的第二维度的解剖学标志；以及剂量计算器，该剂量计算器用于基于所选择的体模来计算用于解剖学标志中的器官的辐射剂量。

Methods, systems and devices for determining radiation dose

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定辐射剂量的方法、系统和装置
本公开整体涉及电离辐射(例如，X射线)，并且更具体地，涉及用于基于体模匹配来确定辐射剂量的方法、系统和装置。
技术介绍
在非侵入性成像系统中，X射线管在各种X射线系统和计算断层摄影(CT)系统中用作电离(X射线)辐射的源。在检查或成像序列期间，响应于控制信号发射电离辐射。阴极内的发射极响应于由施加的电流产生的热量和/或由向发射极前面的正确成型的金属板施加的电压产生的电场而发射电子流。阳极包括被电子流冲击的目标。由于电子束的冲击，目标产生X射线辐射以向成像容积发射。在此类成像系统中，辐射的一部分穿过感兴趣的对象，诸如患者、行李或制品，并且冲击收集图像数据的数字检测器或照相底片。然后处理信号以生成可显示以供查看的图像。在其他系统中，诸如在用于肿瘤放射治疗的系统中，X射线源用于将电离辐射引向目标组织。无论使用哪种X射线系统，了解各个成像或治疗事件期间X射线暴露的量(剂量)都是有益的。因此，与电离辐射有关的一个问题包括与造成对暴露对象组织的辐射诱导的伤害相关联的破坏或伤害的可能性增加。影响造成对暴露对象组织的辐射诱导的伤害的可能性的变量是由暴露对象吸收的辐射的剂量或量。影响由暴露对象吸收的辐射剂量的变量包括辐射的递送速率、辐射暴露时间、由暴露对象吸收的辐射比例、暴露对象的年龄或其他特征，以及辐射暴露在暴露对象上的位置。使用电离辐射的另一个问题包括增加对暴露对象造成影响(例如，辐射诱导的癌症)的可能性。
技术实现思路
某些示例提供了一种用于基于体模匹配来确定辐射剂量的装置。该示例性装置包括图像处理器，该图像处理器被配置为处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组维度。该示例性装置还包括比较器，该比较器被配置为基于第一组维度来选择体模模型，该体模模型包括具有与第一组维度相匹配的第二组维度的解剖学标志。该示例性装置还包括剂量计算器，该剂量计算器被配置为基于所选择的体模来计算用于解剖学标志中的器官的辐射剂量。某些示例提供了一种用于基于体模匹配来确定辐射剂量的方法。该示例性方法包括通过使用处理器执行指令来处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组维度。该示例性方法还包括通过使用处理器执行指令，基于第一组维度来选择体模模型，该体模模型包括具有与第一组维度相匹配的第二组维度的解剖学标志。该示例性方法还包括基于所选择的体模，通过使用处理器执行指令来计算用于解剖学标志中的器官的辐射剂量。某些示例提供了包括指令的计算机可读存储介质，这些指令在被执行时致使机器基于体模匹配来确定辐射剂量。示例性计算机可读介质包括致使机器处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组第一维度的指令。示例性指令进一步致使机器基于第一组维度来选择体模模型，该体模模型包括具有与第一组维度相匹配的第二组维度的解剖学标志。示例性指令进一步致使机器基于所选择的体模来计算用于解剖学标志中的器官的辐射剂量。附图说明图1为用于基于体模匹配来确定辐射剂量的示例性环境的图示。图2为可以在图1的环境中使用的示例性剂量确定器的框图。图3至图6为表示示例性机器可读指令的流程图，这些示例性机器可读指令可以被执行以实现图2的示例性剂量确定器以基于体模匹配来确定辐射剂量。图7示出了示例性侦察图像，该示例性侦察图像已经由图2的剂量确定器处理以标识待与体模匹配的解剖学标志。图8为被构造成执行图3至图6的示例性机器可读指令以实现图2的示例性剂量确定器的处理系统的框图。附图未按比例绘制。在所有的一个或多个附图以及附带的书面描述中，尽可能使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。具体实施方式对于计算断层摄影(CT)，估计用患者解剖结构归一化的辐射剂量的一种示例性度量/方法是水当量直径。该方法包括确定在被照射区域中具有与患者相同的X射线衰减的水缸的直径。该方法的目的是根据交叉组织的性质对标准CT剂量指数体积(CTDIvol)剂量度量进行归一化。医学数字成像和通信(DICOM)图像文件一般包括标签的集合或系列，其中每个标签都包括像素数据，该像素数据的值表示与该标签关联的像素。除像素数据标签之外，DICOM图像文件的其余标签被称为元数据。DICOM图像的像素数据标签可以表示DICOM侦察或定位器图像(也被称为“侦察图像”或“定位器”)。例如，侦察或定位器图像可以由设备结合一系列图像切片发送。在某些示例中，侦察图像是已经沿CT设备的X轴和Y轴获取的(例如，由X轴和Y轴限定的)取向的二维DICOM图像，X轴对应于沿从工作台表面的左边界到右边界的方向延伸的水平轴线，并且Y轴对应于沿从底板朝向工作台的顶部的向上的方向延伸的竖直轴线。所获取的图像文件的一个示例包括一系列包含侦察图像以及其他图像的图像。通常，在CT扫描领域中，在扫描之前确定患者的体重、年龄和/或性别，以计算待施用给患者的辐射剂量。基于所测量的体重、年龄和/或性别确定辐射剂量。然而，体重、年龄和/或性别可能与准确的辐射接收剂量无法准确对应。随着CT扫描的使用率上升，使患者接收的辐射剂量最小化是有益的。根据本公开，一种在扫描之前确定患者的接收剂量的方法包括对患者执行初始的形貌特征扫描(例如，侦察图像)。该侦察图像给出患者的基本图像，该基本图像可以与存储在数据库中的体素化体模模型(例如，以体素水平数字化的体模模型)进行比较。然后，标识与侦察图像匹配的体模模型，并且基于与匹配的体模模型相对应的剂量为患者确定剂量。常规技术包括基于性别、年龄和/或体重对体模进行分类。如上所述，常规技术基于患者的性别、年龄和/或体重将患者与体模模型进行匹配。然而，基于性别、年龄和/或体重的匹配对于体重、性别和/或年龄相同但维度不同的人可能不准确，从而导致剂量不准确。例如，患者的维度(例如，一组维度的一组测量)可以包括大的胸部和小的腹部，而体模模型可以包括小的胸部和大的腹部，从而对应于不同的适当辐射剂量。因此，本文所公开的示例基于一个或多个解剖学标志(例如，头部、胸部、腹部等)的维度，将患者的侦察图像与体模模型相匹配。特别地，示例包括处理侦察图像以标识一个或多个解剖学标志，并且确定(A)侦察图像中包括什么解剖学标志，以及(B)所确定的一个或多个解剖学标志的维度。本文所公开的示例还包括与基于体重、年龄和/或性别的匹配相反，基于一个或多个解剖学标志的维度将侦察图像与体模模型中的至少一个相匹配。本文所公开的示例提高了施用给患者的放射剂量的准确性，有助于确保以最小可能的放射剂量获取高质量的CT图像。图1示出了基于体模匹配来确定辐射剂量的示例性环境。如图1所示，在一些实施方案中，环境包括CT成像系统100、电离辐射102、暴露的对象104、工作台106、侦察图像文件108、网络110、剂量确定器112，以及体模数据库114。可以在图像采集过程或涉及将电离辐射102朝向承载在工作台106上的暴露对象104的方向的其他协议期间或之中跟踪和报告辐射剂量。尽管剂量确定器112可以位于远离图1的CT成像系统100的位置，但是剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，所述装置包括：/n图像处理器，所述图像处理器被配置为处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组维度；/n比较器，所述比较器被配置为基于所述第一组维度来选择体模模型，所述体模模型包括解剖学标志，所述解剖学标志具有与所述第一组维度相匹配的第二组维度；和/n剂量计算器，所述剂量计算器被配置为基于所选择的体模来计算用于所述解剖学标志中的器官的辐射剂量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 US 15/706,2791.一种装置，所述装置包括：
图像处理器，所述图像处理器被配置为处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组维度；
比较器，所述比较器被配置为基于所述第一组维度来选择体模模型，所述体模模型包括解剖学标志，所述解剖学标志具有与所述第一组维度相匹配的第二组维度；和
剂量计算器，所述剂量计算器被配置为基于所选择的体模来计算用于所述解剖学标志中的器官的辐射剂量。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像处理器被配置为(A)确定所述侦察图像的轮廓，并且(B)描绘所述侦察图像以确定所述第一维度。


3.根据权利要求1所述的装置，其中所述解剖学标志中的所述器官由用户标识。


4.根据权利要求3所述的装置，还包括标记生成器，所述标记生成器被配置为当第一解剖学标志不包括所述器官、所述图像处理器无法确定所述解剖学标志的所述第一组维度或者所述第一组维度在预定义的范围之外时，标记所述侦察图像。


5.根据权利要求1所述的装置，其中所述剂量计算器用于基于所述体模模型的多个器官像素、计算断层摄影(CT)剂量指数、对应于成像对象的尺寸的校正因子或固定剂量扩散函数中的至少一者来计算所述辐射剂量。


6.根据权利要求1所述的装置，还包括报告器，所述报告器被配置为基于所计算的辐射剂量来输出报告。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述匹配对应于所述第一组维度和所述第二组维度之间的差在预定义的阈值内。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述匹配对应于所述第一组维度和所述第二组维度之间的第一差小于所述第一组维度和数据库中任何其他体模的任何其他组维度之间的第二差。


9.一种方法，所述方法包括：
处理侦察图像以确定侦察图像文件的解剖学标志的第一组维度；
基于所述第一组维度来选择体模模型，所述体模模型包括解剖学标志，所述解剖学标志具有与所述第一组维度相匹配的第二组维度；以及
基于所选择的体模来计算用于所述解剖学标志中的器官的辐射剂量。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括(A)确定所述侦察图像的轮廓，并且(B)描绘所述侦察图像以确定所述第一维度。
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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·E·米勒，皮埃尔·冈泽，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US