CT扫描参数优化制造技术

本发明专利技术涉及优化用于对对象的扫描的扫描参数的值。基于沿对象的z轴的z相关管电流乘曝光时间乘积的最大要求值和被用于对象的扫描的管的最大可用管电流值来确定对象特异性曝光时间(140)。最大可用管电流值取决于管电压和给定焦点区域处的管的最大电功率(110)，并且z相关管电流乘曝光时间乘积曲线图基于用于对对象的扫描的剂量指数值或像素噪声指数值、管电压以及沿z轴的z相关对象尺寸(120)。对象特异性曝光时间用于确定用于对对象的扫描的扫描参数的值(150)。扫描参数的值(150)。扫描参数的值(150)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CT扫描参数优化


[0001]本专利技术涉及计算机断层摄影(CT)设备、CT系统、用于操作CT设备的方法以及用于操作CT设备的计算机程序。特别地，本专利技术涉及用于扫描参数优化的CT设备。

技术介绍

[0002]US 2014/0270053 A1示出了用于优化临床环境中的CT辐射剂量的系统。数学模型用于基于数字图像数据和放射科医师偏好来估计患者尺寸、图像噪声、尺寸特异性辐射剂量和图像质量目标。预测模型估计扫描器的管电流调制，并预测一系列患者尺寸内的图像噪声和尺寸特异性辐射剂量。优化模型计算在可能的最小辐射剂量处获得目标图像质量所需的特定扫描器设置。自动化系统根据数学模型处理图像和剂量数据，并存储和显示信息，使得能够验证和不间断监测一致的剂量优化。

技术实现思路

[0003]可以看到本专利技术的目的是提供一种CT设备、一种CT系统、一种用于操作该CT设备的方法、一种计算机程序以及一种计算机可读介质，其允许优化扫描参数的值以用于对象的扫描。
[0004]在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于优化用于对象的扫描的扫描参数的值的CT设备。CT设备包括曝光时间确定单元和扫描参数确定单元。曝光时间确定单元被配置用于基于沿着对象的z轴的z相关管电流乘曝光时间乘积曲线图的最大要求值(max(mAs))和用于对象的扫描的管的最大可用管电流(max(mA))值来确定对象特异性曝光时间(ET)。最大可用管电流值取决于管电压和给定焦点区域处的管的最大电功率。z相关管电流乘曝光时间乘积(mAs(z))曲线图基于用于对象的扫描的剂量指数值或像素噪声指数值，管电压和沿z轴的z相关对象尺寸(对象尺寸(z))。扫描参数确定单元被配置用于基于对象特异性ET来确定用于对象的扫描的扫描参数的值。
[0005]由于CT设备的曝光时间确定单元被配置用于基于沿z轴的max(mAs)和max(mA)来确定对象特异性ET，因此可以实现减小的ET，其允许确定允许实现图像质量的扫描参数的值，该图像质量允许从对象的扫描的图像导出对象感兴趣细节，其足以分析对象，例如用于回答临床问题。CT设备允许实现适当的像素噪声并减少运动伪影，特别是患者的胸部和腹部扫描以及CT血管造影(CTA)中的运动伪影。由于确定了用于对象的扫描的对象特异性ET，因此避免了太长的ET，这减少了运动伪影。此外，由于确定了用于对象的扫描的对象特异性ET，因此避免了太短的ET。太短的ET可能导致修剪的mAs(z)曲线图，其可能导致生成具有差图像质量的图像，即具有差信噪比的图像。
[0006]扫描参数可以包括准直孔径、旋转时间(RT)、间距、剂量、管的时间相关管电流(mA(t))曲线图，管的时间相关电功率(功率(t))曲线图和/或管的管电压。该管可以是CT设备的部分，或者连接到CT设备。扫描参数还可以包括降噪工具、降噪水平、重建内核和/或切片厚度的值。扫描参数中的一个或多个在对象的扫描期间可以是恒定的，例如准直孔径、RT
和/或间距。扫描参数中的一个或多个在对象的扫描期间可以是时间相关的，例如mA(t)曲线图和/或功率(t)曲线图。扫描参数可以例如是准直孔径、RT和间距。扫描参数还可以例如是准直孔径、RT、间距和剂量。该对象例如可以是患者的身体的部分。
[0007]ET是辐照对象的等角点的时间。ET可以表达为其中，RT是管绕对象旋转的时间(以秒为单位)，间距是归一化为一个旋转中的准直孔径的工作台馈送，准直是等中心水平处的准直孔径(以mm为单位)，并且工作台速度是放置对象以进行扫描的工作台的平移速度(以mm/s为单位)。该工作台可以是CT设备或与CT设备连接的CT系统的部分。工作台速度可以计算为可以基于来确定对象特异性ET。max(mA)是管电压和用于对象的扫描的给定焦点区域处的管的最大电功率的函数。max(mA)也可以是管规格的函数，其包括管的最大电功率、管电压和焦斑面积。
[0008]管电流乘曝光时间乘积(mAs)可以表达为其中，mA为管电流(mA)。沿对象z轴的mAs表达为mAs(z)曲线图。可以将mAs(z)曲线图和max(mAs)提供给曝光时间确定单元，例如经由来自外部设备(例如服务器)的无线或有线连接，或者其可以提供为用户输入。mAs(z)曲线图可以例如基于本领域已知的方法来生成，例如，基于自动电流选择(ACS)、纵向剂量调制和/或角度剂量调制(例如使用剂量权指数(DRI))、z轴剂量调制(Z-DOM)和/或三维剂量调制(3D-DOM)考虑到沿对象的z轴的对象衰减和管电压。备选地或额外地，曝光时间确定单元可以被配置用于基于用于对象的扫描的剂量指数值或像素噪声指数值、管电压和沿对象的z轴的对象尺寸(z)来确定mAs(z)曲线图和max(mAs)。剂量指数值或像素噪声值、管电压以及沿着对象的z轴的对象尺寸(z)可以提供给曝光时间确定单元，例如经由来自外部设备(例如服务器)的无线或有线连接，或者其可以提供为来自用户的输入。对象尺寸(z)对应于对象的z相关衰减曲线图。
[0009]在操作中，CT设备使用时间相关mA(mA(t))曲线图和对象特异性ET作为输入，以根据mAs(z)曲线图执行对象的扫描。存在mA(t)曲线图和ET的大量组合，其允许根据相同的mAs(z)曲线图扫描对象，例如，具有较短扫描时间且因此较短ET和较高mA的mA(t)曲线图，并且具有更长扫描时间、更长ET和更低mA的另一mA(t)曲线图可以导致根据相同的mAs(z)曲线图对对象的扫描。扫描时间被定义为结合较短扫描时间的mA(t)曲线图比具有较长扫描时间的mA(t)曲线图具有更短的ET。可以基于mAs(z)曲线图、所确定的扫描参数的值和对象特异性ET生成用于扫描的mA(t)曲线图。
[0010]CT设备可以在各种情形下用于采集患者的身体的部分的图像，例如在CTA、肺部疾病、腹部疾病、外伤、中风或心脏紧急情况下。所采集的图像可以具有源自患者的身体或患者的身体的部分(诸如器官，例如肺、心脏和肠)的运动的运动伪影。CT设备允许以适当的像素噪声和减少的运动伪影来获得足够的图像质量，因为较短的ET导致从对象的扫描生成的图像中的更少运动伪影。CT设备允许用于对象的扫描的扫描参数的值的改进确定。使用CT设备确定的扫描参数的值允许实现改进的图像质量，即具有改进的信噪比的图像。
[0011]扫描参数确定单元可以被配置用于基于最大化被定义为
的品质因数(FOM)来确定扫描参数的值，其中，a、b和c为常数。在对象是患者的身体或患者的身体的部分的情况下，CT设备的用户有兴趣尽可能快地完成扫描，以便允许患者在扫描期间屏住呼吸。工作台速度取决于准直孔径、间距和RT，即较高的工作台速度允许患者更轻松地屏住呼吸，因为患者需要在较短持续时间内屏住呼吸，并且这允许减少从扫描采集的图像中的运动伪影。尽管增加准直孔径增加工作台速度，但其也增加ET，即最大化FOM允许找到扫描参数的优化值，例如准直孔径、间距和RT。使用FOM可以允许找到优化的对象特异性ET，以确定用于对象的特定扫描的扫描参数的优化值。FOM可以是其中，a＝1，b＝1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于优化用于对对象的扫描的扫描参数的值的计算机断层摄影设备(10)，所述计算机断层摄影设备(10)包括：-曝光时间确定单元(16)，其被配置用于基于沿着所述对象的z轴的z相关管电流乘曝光时间乘积曲线图的最大要求值和被用于对所述对象的所述扫描的管(32)的最大可用管电流值来确定对象特异性曝光时间，以及-扫描参数确定单元(18)，其被配置用于基于所述对象特异性曝光时间来确定用于对所述对象的所述扫描的所述扫描参数的所述值，其中，所述最大可用管电流值取决于管电压和所述管(32)在给定焦点区域处的最大电功率，并且其中，所述z相关管电流乘曝光时间乘积曲线图基于用于对所述对象的所述扫描的剂量指数值或像素噪声指数值、所述管电压和沿着所述z轴的z相关对象尺寸，其中，所述扫描参数确定单元(18)被配置用于基于将品质因数进行最大化来确定所述扫描参数的所述值，所述品质因数被定义为其中，a、b和c为常数。2.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，包括管状态确定单元(22)，所述管状态确定单元被配置用于确定当前管状态，并且其中，所述管状态确定单元(22)被配置用于基于所确定的所述扫描参数的值和所述当前管状态来确定所述管(32)是否能够执行对所述对象的所述扫描。3.根据权利要求2所述的计算机断层摄影设备(10)，其中，所述管状态确定单元(22)是热计算器单元(22)，所述热计算器单元被配置用于基于所述当前管状态和所确定的所述扫描参数的值来确定在使用所确定的所述扫描参数的值对所述对象的所述扫描期间生成的热是否是能接受的。4.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，其中，所述扫描参数确定单元(18)被配置用于迭代地调整所述扫描参数的一个或多个值，直到结束条件发生。5.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，其中，所述扫描参数包括准直孔径、旋转时间和间距。6.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，其中，所述扫描参数确定单元(18)被配置用于基于查找表来确定所述扫描参数的所述值，所述查找表包括依据曝光时间的所述扫描参数的值，或者其中，所述扫描参数确定单元(18)被配置用于基于扫描参数函数来确定所述扫描参数的所述值，所述扫描参数函数提供依据曝光时间的针对所述扫描参数的值。7.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，包括对象尺寸确定单元(14)，所述对象尺寸确定单元被配置用于基于所述对象的二维X射线投影图像来确定沿着所述z轴的所述对象的所述z相关对象尺寸。8.根据前述权利要求中的一项所述的计算机断层摄影设备(10)，包括管功率曲线图生成单元(20)，所述管功率曲线图生成单元被配置用于基于所述对象特异性曝光时间、所述z相关管电流乘曝光时间乘积和所确定的所述扫描参数的值来生成时间相关管电流曲线图，并且被配置用于基于所述时间相关管电流曲线图和被用于对所述对象的所述扫描的所述管电压来确定时间相关功率曲线图。
9.一种螺旋计算机断层摄影系统(30)，包括：-根据权利要求1至8中的一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：