产生用于估测由医学成像扫描导致的患者辐射剂量的合适模型制造技术

本发明专利技术公开了用于估测在计算机化断层摄影(CT)扫描过程中的患者辐射暴露的技术。更具体地，本发明专利技术的实施方案提供了产生用于实现这种估测的合适患者模型的有效方案、通过内插多个模拟的结果来估测患者剂量的方案、和服务提供者访问多个CT扫描提供者可利用的剂量估测服务的方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生用于估测由医学成像扫描导致的患者辐射剂量的合适模型
本专利技术的实施方案总体地涉及用于估测在计算机化断层摄影(CT)扫描过程中的患者辐射暴露的方案。
技术介绍
如已知的，CT扫描系统使用电离辐射(X-射线)来建立体内的组织、器官和其它结构的图像。由CT扫描得到的X-射线数据可以转化成在计算机显示屏上的图像。例如，CT扫描会提供用于建立与患者身体的扫描部分相对应的三维(3D)体积的数据集合。然后将所述3D体积切片，以沿着患者身体的轴线以小间隔建立身体组织的图像。这样的切片可以包括侧向切片和横向切片(以及其它切片)，取决于要成像的组织或结构。CT扫描和电离辐射用于医学成像的应用在过去的十年中已经指数地增长。并且诸如CT扫描等现代技术会提供比常规X-射线成像远远更多的详细的和有价值的诊断信息。但是，与此同时，患者被暴露于基本上更大剂量的辐射。例如，典型的胸部CT将使患者暴露于常规胸部X-射线的剂量的100-250倍之间的某个位置，取决于CT扫描系统的电压和电流、进行操作所遵循的方案、以及被扫描的患者的大小和形状。尽管CT扫描的应用(和导致的辐射暴露)增加，患者在操作过程中暴露的辐射的量，重要的是，在许多操作中的累积剂量，不是针对患者定期跟踪的参数，这些参数也不是患者的医疗记录的可容易接近的部分。发生该现象的部分原因是，不可在活患者中直接测量由内脏器官和组织吸收的辐射的量作为CT检查的一部分，并且从尸体得到的结果尽管更准确，但是没有与活组织中的剂量吸收较好地对应。类似地，目前使用的用于估测剂量的方案也会提供不准确的结果。例如，一个方案是，依赖于有限数目的物理成像体模来代表给定的患者。但是，可利用的成像体模不会充分地代表在接受CT扫描的个体群体中的人的大小和体重的广泛变异。结果，单点表面测量是目前在大多数情况下进行的测量，其中丝毫不估测剂量。但是，这会导致较差的和广泛变化的结果，取决于测量单点剂量的位置。更通常地，辐射暴露的表面测量不会提供内部组织、器官和结构的实际吸收的准确量度。
技术实现思路
实施方案提供了用于估测在计算机化断层摄影(CT)扫描过程中的患者辐射暴露的技术。一个实施方案包括一种计算机实现的用于产生与个体相对应的成像模型的方法。该方法通常可以包括：为接受成像扫描的个体选择最初的成像体模，其中所述成像体模具有一个或多个有关的定位器图像，和接收个体的一个或多个侦查图像。该方法可以另外包括：确定与成像体模有关的至少一个定位器图像之间的转化，和基于所述转化，使最初的成像体模变形。在一个具体实施方案中，所述成像扫描是计算机化断层摄影(CT)扫描，在其它情况下，所述成像扫描是荧光屏透视检查扫描、PET扫描、血管造影术扫描等。该方法可以另外包括：接收参数集合，所述参数集合描述成像扫描和用于执行CT扫描的CT扫描装置，使用变形的成像体模和接收的参数集合模拟成像扫描，和基于所述模拟，估测由执行成像扫描引起的个体吸收的辐射的量。在一个具体实施方案中，所述模拟是蒙特卡罗(MonteCarlo)模拟。另一个实施方案包括一种用于产生与个体相对应的成像模型的方法。该方法通常可以包括：为接受计算机化断层摄影(CT)扫描的个体选择最初的成像体模，和分割与所述个体有关的参比CT扫描，以鉴别存在于参比CT扫描中的所述个体的多个解剖学标志的三维(3D)体积。该方法还可以包括：使分割的参比CT扫描中的一个或多个鉴别的解剖学标志与最初的成像体模中的对应解剖学标志匹配，和基于匹配的解剖学标志而使最初的成像体模变形。额外的实施方案包括存储应用程序的计算机可读的存储介质以及具有处理器和存储器的系统，所述应用程序当在处理器上执行时会执行上面列举的方法，所述存储器存储企业信息资产管理应用程序，后者当在处理器上执行时会执行上面列举的方法。附图说明为了可以详细地理解实现上面列举的方面的方式，可以参考附图更具体地描述在上面简要总结的本专利技术的实施方案。但是，应当指出，附图仅仅图解了本专利技术的典型实施方案，因此不会限制本专利技术的范围，因为本专利技术可以接纳其它等效实施方案。图1图示了根据本专利技术的一个实施方案，构造成提供患者辐射剂量的估测的CT扫描系统和有关的计算系统的一个实施例。图2图示了根据一个实施方案，用于获得CT扫描数据的成像系统的一个实施例。图3图示了根据一个实施方案，用于估测和跟踪累积患者剂量的剂量估测系统的一个实施例。图4图示了根据一个实施方案，建立用于估测由CT扫描引起的患者辐射剂量的合适模型的方法。图5A图示了根据一个实施方案，代表可变形的体模的一个实施例图像。图5B图示了根据一个实施方案，与图5A所示的体模相对应的人体的一部分的二维(2D)参比图像的一个实施例。图6图示了根据一个实施方案，建立用于估测由CT扫描引起的辐射剂量的合适模型的另一种方法。图7图示了根据一个实施方案，叠加在患者的对应CT切片上的体模的一个实施例切片。图8图示了根据一个实施方案，叠加在患者的对应横向CT切片上的成像体模的横向切片的一个实施例。图9图示了根据一个实施方案，成像体模的CT图像分割和器官体积移位的一个实施例。图10图示了根据一个实施方案，给多个CT扫描提供者提供患者剂量估测的剂量估测服务方法。图11图示了根据一个实施方案，构造成支持多个CT扫描提供者的患者剂量估测服务系统的一个实施例计算基本结构。具体实施方式本专利技术的实施方案一般地涉及用于估测在计算机化断层摄影(CT)扫描过程中的患者辐射暴露的方案。更具体地，本专利技术的实施方案提供了产生用于实现这种估测的合适患者模型的有效方案、通过内插多个模拟的结果来估测患者剂量的方案、和服务提供者访问多个CT扫描提供者可得到的剂量估测服务的方案。如下面详细地描述的，所述剂量管理系统会提供用于跨模态跟踪辐射剂量和将信息以有意义的且容易理解的形式呈现给从业人员的单个系统。在定制诊断成像试验中的累积剂量的常规考虑可以导致更多信息的决策制定过程，且最终有益于患者安全性和护理。在一个实施方案中，产生虚拟成像体模以将接受CT扫描的给定患者模型化。所述虚拟成像体模可以如下产生：使现有的数学体模变形，以更好地匹配在CT扫描中被暴露于辐射的患者的大小、形状和/或器官位置。首先，可以基于例如患者的年龄和性别来选择数学体模。患者特异性的几何学可以如下实现：使用通过分析该患者的侦察图像定位器得到的转化，使选择的数学体模变形。应当指出，在该背景下，如本领域普通技术人员会理解的，“定位器”通常是指患者的2D图像投影(通常是前面/后面X-射线图像和/或侧面X-射线图像)。在这样的方案中，选择的数学体模可以具有它自身的定位器图像参比集合。选择给定的虚拟体模的参比图像以匹配体模的几何学、大小和定位(例如，举起臂或垂在侧面)，且可以选自从多个个体得到的成像。然后使用图像配准技术来将患者的定位器图像中的点映射至与虚拟体模有关的参比图像(或图像)中的点。这样做会产生一组转化，所述转化可以用于使虚拟体模变形，以更好地匹配患者的几何学。一个类似的方案包括：使用体模的3D数据(选择的CT扫描)的参比集合，和使用3D图像配准技术来将给定患者的CT扫描中的点映射至与给定的体模有关的参比CT扫描中的点。类似地，可以使用图像分割来鉴别CT扫描内的3D体积，后者与患者的CT扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.08 US 61/420,8341.一种计算机实现的用于产生与第一个体相对应的成像模型的方法，所述方法包括：基于对应于一个或多个第二个体的多个成像扫描的分析，选择被分析的成像扫描中的多个以作为相应多个参比定位器图像与最初的成像体模关联，其中所述选择基于被分析的成像扫描在几何学、大小和定位上与最初的成像体模的确定的相似性；为接受成像扫描的所述第一个体选择最初的成像体模；接收所述个体的一个或多个侦查图像；确定与所述最初的成像体模有关的至少一个所述定位器图像和所述个体的至少一个侦查图像之间的转化；和基于所述转化，使所述最初的成像体模变形。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述最初的成像体模有关的至少一个所述定位器图像和所述个体的至少一个侦查图像之间的转化包括，执行图像配准过程，所述图像配准过程将在所述定位器图像之一中的点集合映射至所述个体的所述侦查图像之一中的对应点集合。3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述个体的年龄和性别来选择所述最初的成像体模。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：接收参数集合，所述参数集合描述计算机化断层摄影扫描和用于执行计算机化断层摄影CT扫描的所述计算机化断层摄影扫描装置；使用变形的成像体模和接收的参数集合模拟所述计算机化断层摄影扫描；和基于所述模拟，估测由执行所述计算机化断层摄影扫描引起的所述个体吸收的辐射的量。5.一种用于产生与第一个体相对应的成像模型的系统，其包括：用于基于对应于一个或多个第二个体的多个成像扫描的分析，选择被分析的成像扫描中的多个以作为相应多个参比定位器图像与最初的成像体模关联的器件，其中所述选择基于被分析的成像扫描在几何学、大小和定位上与最初的成像体模的确定的相似性；用于为接受成像扫描的第一个体选择最初的成像体模的器件；用于接收所述个体的一个或多个侦查图像的器件；用于确定与所述最初的成像体模有关的至少一个所述定位器图像和所这个体的至少一个侦查图像之间的转化的器件；和用于基于所述转化使所述最初的成像体模变形的器件。6.一种计算机实现的用于确定接受成像扫描的个体吸收的辐射剂量估测的方法，所述方法包括：接收参数集合，所述参数集合描述所述成像扫描和用于执行所述成像扫描的图像扫描装置；接收与所述个体相对应的变形的成像体模，其中所述变形的成像体模根据权利要求1或4所述的方法被变形；评价多个以前完成的估测辐射剂量吸收的模拟；和在基于所述评价确定所述多个模拟的两个或更多个模拟在指定容差量度内匹配接收的参数集合和所述接收的变形的成像体模以后，在所述两个或更多个模拟中内插辐射剂量估测，以确定所述接受成像扫描的个体吸收的辐射剂量估测。7.根据权利要求6所述的方法，所述方法另外包括，在确定所述多个模拟不包括至少两个在所述指定容差量度内匹配所述接收的参数集合和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·库奇，J·库奇，
申请(专利权)人：拜耳公司，
类型：
国别省市：