基于ct定位片確定病人尺寸、位置及x射線經(jīng)過病人衰減的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CT定位片確定病人尺寸、位置及X射線經(jīng)過病人衰減的方法?；贑T定位片確定病人尺寸、位置的方法包括如下步驟：a)對病人進行CT定位掃描獲取CT定位片；b)去除CT定位片中病床與空氣的投影值獲得病人的投影值；c)根據(jù)病人的投影值獲得病人尺寸和位置。基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法包括如下步驟：根據(jù)病人的尺寸獲得X射線經(jīng)過病人的衰減。根據(jù)本發(fā)明的方法可以準確獲得病人的尺寸、X射線經(jīng)過病人的衰減，消除因病床投影引起的誤差。
【專利說明】基于CT定位片確定病人尺寸、位置及X射線經(jīng)過病人衰減 的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及計算機斷層掃描成像【技術領域】，尤其涉及一種基于CT定位片確定病 人尺寸、位置及X射線經(jīng)過病人衰減的方法。

【背景技術】
[0002] 劑量調(diào)制技術是一種能夠降低CT (Computed Tomography,電子計算機X射線斷 層掃描技術）機對病人輻射劑量的常用技術手段。X射線經(jīng)過病人和病床的衰減程度是劑 量調(diào)制功能的重要依據(jù)，因此劑量調(diào)制技術往往需要從定位片中得到病人的尺寸和衰減信 息，病人的位置也會影響尺寸和衰減參數(shù)的計算精度。在實際的CT定位片掃描中，病人躺 在CT機病床上，因此采集的定位片中往往包含了病床的投影。當病人的尺寸相對于病床尺 寸較小時，病床的投影會帶來明顯的計算誤差。為了得到準確的病人尺寸和衰減信息，需要 首先將定位片中病床的投影去除，得到真正的病人投影。
[0003] 在申請?zhí)枮?00410082890. 1的中國發(fā)明專利申請中，提出了計算病人等效衰減 面積和等效衰減直徑的方法，該方法相當于將病人近似為均勻的圓形，而人體的大多數(shù)部 位是扁平結構，用圓形近似會帶來較大誤差。
[0004] 在申請?zhí)枮?00910248478. 5的中國發(fā)明專利申請中，提出了計算病人在Y方向偏 離旋轉中心的距離，但是并沒有提出計算病人尺寸和在X方向偏離旋轉中心距離的方法。
[0005] 因此，確有必要提供一種基于CT定位片確定病人尺寸、位置及X射線經(jīng)過病人衰 減的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種基于CT定位片確定病人尺寸、位置，可以利用CT定位片獲得準確 的病人尺寸、位置信息，消除因病床投影造成的誤差。
[0007] 本發(fā)明還提供一種基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，可以準確獲得 X射線經(jīng)過病人的衰減，有效排除病床投影對X射線衰減精度造成的誤差。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法通過如下技 術方案實現(xiàn)：一種基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，包括如下步驟：a)對病人進行 CT定位掃描獲取CT定位片；b)去除CT定位片中病床與空氣的投影值獲得病人的投影值； c)根據(jù)病人的投影值獲得病人尺寸和位置。
[0009] 進一步地，所述CT定位片按照其上像素點的像素值大小分為僅含空氣的投影區(qū) 域、含有空氣和病床的投影區(qū)域以及含有空氣、病床和病人的投影區(qū)域。
[0010] 進一步地，所述僅含空氣的投影區(qū)域的像素點的像素值不小于零且不大于第一閾 值T1，所述含有空氣和病床的投影區(qū)域的像素點的像素值大于第一閾值T1，且不大于第二 閾值T2,所述含有空氣、病床和病人的投影區(qū)域的像素點的像素值大于第二閾值T2。
[0011] 進一步地，所述獲得病人投影值的過程包括如下步驟：將CT定位片中含空氣和病 床的投影區(qū)域的各像素點的投影值進行平滑濾波后擬合獲得擬合后的投影值；將CT定位 片中含空氣、病床和病人的投影區(qū)域的各像素點的投影值與擬合后的投影值進行差值計算 獲得病人的投影值。
[0012] 進一步地，所述獲得病人尺寸、位置的過程包括如下步驟：根據(jù)病人的橫截面獲得 病人橫截面所在曲線；根據(jù)病人的投影值獲得病人的投影值對應的間隔最大的兩個檢測器 通道的位置；根據(jù)球管焦點的位置、兩個檢測器通道的位置獲得通過該兩個檢測器通道的 X射線的路徑；根據(jù)X射線路徑與病人橫截面所在曲線獲得病人的尺寸與位置。
[0013] 進一步地，所述獲得病人投影值對應的間隔最大的兩個檢測器通道的位置的過程 包括：確定病人的投影值中大于第三閾值T3的檢測器通道范圍；從檢測器通道范圍中選出 檢測器通道編號最小的一個檢測器通道m(xù)與檢測器通道編號最大的一個檢測器通道η ;根 據(jù)檢測器通道m(xù)、檢測器通道η獲得該兩個檢測器通道的位置。
[0014] 進一步地，所述第三閾值Τ3等于0· 1。
[0015] 進一步地，所述通過檢測器通道m(xù)的X射線路徑為

【權利要求】
1. 一種基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，包括如下步驟： a) 對病人進行CT定位掃描獲取CT定位片； b) 去除CT定位片中病床與空氣的投影值獲得病人的投影值； c) 根據(jù)病人的投影值獲得病人尺寸和位置。
2. 如權利要求1所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述 CT定位片按照其上像素點的像素值大小分為僅含空氣的投影區(qū)域、含有空氣和病床的投影 區(qū)域以及含有空氣、病床和病人的投影區(qū)域。
3. 如權利要求2所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述僅 含空氣的投影區(qū)域的像素點的像素值不小于零且不大于第一閾值T1，所述含有空氣和病床 的投影區(qū)域的像素點的像素值大于第一閾值T1，且不大于第二閾值T2,所述含有空氣、病 床和病人的投影區(qū)域的像素點的像素值大于第二閾值T2。
4. 如權利要求3所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述獲 得病人投影值的過程包括如下步驟： 將CT定位片中含空氣和病床的投影區(qū)域的各像素點的投影值進行平滑濾波后擬合獲 得擬合后的投影值； 將CT定位片中含空氣、病床和病人的投影區(qū)域的各像素點的投影值與擬合后的投影 值進行差值計算獲得病人的投影值。
5. 如權利要求4所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述獲 得病人尺寸、位置的過程包括如下步驟： 根據(jù)病人的橫截面獲得病人橫截面所在曲線； 根據(jù)病人的投影值獲得病人的投影值對應的間隔最大的兩個檢測器通道的位置； 根據(jù)球管焦點的位置、兩個檢測器通道的位置獲得通過該兩個檢測器通道的X射線的 路徑； 根據(jù)X射線路徑與病人橫截面所在曲線獲得病人的尺寸與位置。
6. 如權利要求5所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述獲 得病人投影值對應的間隔最大的兩個檢測器通道的位置的過程包括： 確定病人的投影值中大于第三閾值T3的檢測器通道范圍； 從檢測器通道范圍中選出檢測器通道編號最小的一個檢測器通道m(xù)與檢測器通道編 號最大的一個檢測器通道η; 根據(jù)檢測器通道m(xù)、檢測器通道η獲得該兩個檢測器通道的位置。
7. 如權利要求6所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述第 三閾值Τ3等于0. 1。
8. 如權利要求7所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所 述通過檢測器通道m(xù)的X射線路徑為
，其中，（xedl，yedl)為檢 測器通道m(xù)的位置，（Xf，yf)為球管焦點的位置，所述通過檢測器通道η的X射線路徑為
，其中，（xed2, yed2)為檢測器通道η的位置，（xf, yf)為球管焦點 的位置。
9. 如權利要求8所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述病 人橫截面所在曲線為
，其中，a為病人平躺在病床上時身體的寬度尺 寸；x〇為病人平躺在病床上時病人橫截面中心至旋轉中心在X軸方向上的偏移距離；b為病 人平躺在病床上時病人的高度且b=0. 5*Ρ/ μ h，P為所有檢測器通道上最大的病人投影值， μ h為人體平均的X射線線性衰減系數(shù)；y〇為病人平躺在病床上時病人橫截面中心至旋轉中 心在Y軸方向上的偏移距離，且yc)=y b-b，yb為當前床高時病床上表面的坐標。
10. 如權利要求9所述的基于CT定位片確定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述 獲得病人尺寸、位置的過程包括：根據(jù)通過檢測器通道m(xù)的X射線路徑與病人的橫截面曲線 僅具有一個交點以及通過檢測器通道η的X射線路徑與病人的橫截面曲線僅具有一個交點 獲得病人尺寸、位置。
11. 一種基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，其特征在于，包括： 確定X射線經(jīng)過病人的衰減面積、X射線經(jīng)過各個檢測器通道的路徑、病床上表面所在 曲線以及病床下表面所在曲線； 根據(jù)X射線經(jīng)過病人的衰減面積以及根據(jù)權利要求1至10中任一項獲得的病人的尺 寸獲得X射線經(jīng)過病人的衰減系數(shù)； 根據(jù)經(jīng)過各個檢測器通道的X射線路徑、病人的橫截面曲線獲得各X射線穿過病人的 路徑長度； 根據(jù)經(jīng)過各檢測器通道的X射線路徑、病床上表面所在曲線、病床下表面所在曲線獲 得各X射線穿過病床的路徑長度； 根據(jù)X射線經(jīng)過病人的衰減系數(shù)、各X射線穿過病人的路徑長度、各X射線穿過病床的 路徑長度獲得各X射線經(jīng)過病人后到達檢測器通道的衰減。
12. 如權利要求11所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，其 特征在于，所述X射線經(jīng)過病人的衰減面積sa通過如下公式獲得：

，其中，m、η為病人投影值對應的間隔最大的兩個檢 測器通道，Pi為第i個檢測器通道上的最大的病人投影值，Pi+1為第i+Ι個檢測器通道上最 大的病人投影值，Λ d為相鄰兩個檢測器通道之間的距離，SID為球管焦點到旋轉中心的距 離，SDD為球管焦點到檢測器的距離。
13. 如權利要求12所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，其特征在 于，所述X射線經(jīng)過病人的衰減系數(shù)μ通過如下公式獲得：
其中，SaSX射線經(jīng) 過病人的衰減面積，a為病人平躺在病床上時身體的寬度尺寸，b為病人平躺在病床上時病 人的高度且b=0. 5*Ρ/ μ h，P為所有檢測器通道上最大的病人投影值，μ h為人體平均的X射 線線性衰減系數(shù)。
14. 如權利要求13所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，其特征在 于，所述X射線經(jīng)過各檢測器通道的路徑是根據(jù)球管焦點位置與各檢測器通道位置獲得 的。
15. 如權利要求14所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人衰減的方法，其特征在 于，所述x射線經(jīng)過各檢測器通道的路徑為
，其中，（xedi，yedi)為 第i個檢測器通道的位置，i取m至η之間的整數(shù)，（Xf，yf)為球管焦點的位置。
16. 如權利要求15所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人的衰減的方法，其特征在 于，所述獲得某一 X射線穿過病人的路徑長度包括：根據(jù)該X射線經(jīng)過的檢測器通道的路徑 與病人的橫截面曲線獲得該X射線經(jīng)過檢測器通道的路徑與病人橫截面曲線的兩個交點 位置；根據(jù)兩個交點的位置獲得兩個交點之間的距離，所述該兩個交點之間的距離即為該 X射線穿過病人的路徑長度。
17. 如權利要求16所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人的衰減的方法，其特征 在于，所述病床上表面所在曲線為X=RbCOS Θ，y=(yb-Rb)+Rbsin Θ，其中，Rb為病床的半徑，
yb為病床的床高，aa為病床的扇角。
18. 如權利要求17所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人的衰減的方法，其特征在 于，所述病床下表面所在曲線為x=(Rb+L b)cos Θ，y=(yb+Lb-Rb)+Rbsin Θ，其中，Rb為病床的 半徑：
，yb為病床的床高，Lb為病床的厚度，a d為病床的扇角。
19. 如權利要求18所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人的衰減的方法，其特征在 于，所述獲得某一 X射線穿過病床的路徑長度的過程包括：根據(jù)該X射線經(jīng)過的檢測器通道 的路徑與病床的上表面所在曲線獲得該X射線與病床的上表面的交點位置；根據(jù)該X射線 經(jīng)過的檢測器通道的路徑與病床的下表面所在曲線獲得該X射線與病床的下表面的交點 位置；根據(jù)兩交點位置獲得兩交點之間的距離，所述該X射線穿過病床的路徑長度即為兩 交點之間的距離。
20. 如權利要求19所述的基于CT定位片確定X射線經(jīng)過病人的衰減的方法，其 特征在于，所述某一 X射線經(jīng)過病人后到達檢測器通道的衰減A通過如下公式獲得： Ai= μ Di+μ bdi，其中，μ為X射線經(jīng)過病人的衰減系數(shù)，Di為該X射線經(jīng)過病人的路徑長度， μ b為病床對X射線的平均衰減系數(shù)，di為該X射線經(jīng)過病床的路徑長度。
【文檔編號】A61B6/04GK104207797SQ201310216506
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權日:2013年6月3日
【發(fā)明者】傅建偉 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司