專(zhuān)利名稱(chēng)：雙功能ct掃描的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)X射線成像，且尤其涉及提高CT掃描效率的方法。
背景技術(shù)：
在對(duì)病人進(jìn)行CT X射線成像中，X射線用于對(duì)病人身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和感興趣區(qū)(ROI)的特征進(jìn)行成像。該成像由CT掃描器完成，CT掃描器包括如果掃描器為單片層掃描器則提供扇形X射線束或者如果掃描器為多切片掃描器則提供錐形X射線束的X射線源。面向X射線源放置的緊密排列的X射線檢測(cè)器陣列接收穿過(guò)患者身體的來(lái)自X射線源的X射線。X射線源和檢測(cè)器陣列安裝在機(jī)架上，且病人支撐在適當(dāng)?shù)闹翁梢紊?。該躺椅可沿被稱(chēng)為“z軸”的軸相對(duì)于機(jī)架軸向移動(dòng)，且機(jī)架或支撐在機(jī)架上的X射線源可繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了對(duì)ROI成像，躺椅沿z軸移動(dòng)以平移ROI穿過(guò)掃描器的視場(chǎng)(FOV)，該視場(chǎng)位于掃描器X射線源和檢測(cè)器陣列之間。當(dāng)ROI移動(dòng)穿過(guò)FOV時(shí)，X射線源繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)以在多個(gè)不同視角用X射線照射ROI。在每個(gè)視角和ROI的不同軸向位置，檢測(cè)器陣列中的檢測(cè)器測(cè)量穿過(guò)ROI的來(lái)自X射線源的X射線強(qiáng)度。由檢測(cè)器陣列中的給定檢測(cè)器測(cè)量的X射線強(qiáng)度是X射線被沿從X射線源穿過(guò)ROI到給定檢測(cè)器的路徑長(zhǎng)度的切片中的材料所衰減的X射線量的函數(shù)。該測(cè)量提供沿路徑長(zhǎng)度的ROI中的組織密度和組成信息。
在一些CT掃描器中，病人的軸向掃描是以病人沿z軸逐步移動(dòng)以使ROI“走過(guò)”FOV的方式完成的。隨著每一步，X射線源轉(zhuǎn)過(guò)360度或180度以獲得ROI的衰減測(cè)量量。在一些CT掃描器中，病人的“螺旋”掃描是以病人穩(wěn)步推進(jìn)穿過(guò)機(jī)架而X射線源同時(shí)繞病人轉(zhuǎn)動(dòng)并且區(qū)域內(nèi)切片投影“在工作中”獲得的方式完成的。
由病人軸向或螺旋掃描中的檢測(cè)器提供的病人ROI衰減測(cè)量采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的算法進(jìn)行處理以提供作為位置函數(shù)的ROI中材料吸收系數(shù)的圖譜。該圖譜用于顯示和識(shí)別該區(qū)域的內(nèi)部器官和特征。
通常，在控制CT掃描器進(jìn)行病人身體ROI的“成像掃描”之前，控制掃描器進(jìn)行至少一個(gè)病人“勘測(cè)掃描”。該勘測(cè)掃描提供病人身體形態(tài)學(xué)圖像，其用于識(shí)別身體內(nèi)ROI相對(duì)于身體結(jié)構(gòu)特征和/或相對(duì)于CT掃描器坐標(biāo)系統(tǒng)的位置。ROI的位置用于設(shè)計(jì)成像掃描，且尤其用于確定從哪開(kāi)始和結(jié)束病人成像掃描?？睖y(cè)掃描通常為對(duì)病人以固定視角進(jìn)行成像的平面掃描。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及提供一種可控制進(jìn)行病人掃描的CT掃描器，病人掃描包括CT勘測(cè)掃描和CT成像掃描。結(jié)果，CT掃描器不是進(jìn)行兩種掃描，即勘測(cè)掃描和而后的成像掃描，以對(duì)病人的ROI進(jìn)行正常成像，而是可采用單個(gè)“雙功能”掃描進(jìn)行ROI成像。
通過(guò)進(jìn)行雙功能掃描，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，病人ROI可通常在比現(xiàn)有技術(shù)更少的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行成像。此外，就現(xiàn)有技術(shù)中病人ROI暴露于勘測(cè)掃描和成像掃描的輻射下而言，雙功能掃描可減少病人暴露于對(duì)ROI成像的輻射量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)病人沿z軸移動(dòng)穿過(guò)CT掃描器的FOV時(shí)，在ROI進(jìn)入掃描器的FOV之前的躺椅位置處，掃描器開(kāi)始以勘測(cè)模式用任選的低強(qiáng)度X射線掃描病人?？睖y(cè)模式掃描開(kāi)始的位置此后被稱(chēng)為“勘測(cè)開(kāi)始位置”。當(dāng)?shù)蛷?qiáng)度勘測(cè)模式掃描進(jìn)行時(shí)，采用掃描數(shù)據(jù)，即衰減數(shù)據(jù)，生成病人身體掃描部分圖像。采用勘測(cè)模式掃描得到的數(shù)據(jù)由掃描器生成的病人身體部分的圖像稱(chēng)為“勘測(cè)圖像”。采用在任選的低強(qiáng)度勘測(cè)圖像中識(shí)別的至少一個(gè)特征的位置來(lái)估計(jì)R0I的位置。當(dāng)在掃描期間期望ROI進(jìn)入掃描器FOV時(shí)，采用該ROI估計(jì)位置和病人移動(dòng)穿過(guò)FOV的速度來(lái)估計(jì)躺椅所在位置。
在視場(chǎng)中ROI將到達(dá)之前不久的位置處，掃描器將X射線強(qiáng)度調(diào)整成獲得適于對(duì)R0I成像的衰減數(shù)據(jù)所需要的強(qiáng)度，并繼續(xù)以“成像模式”掃描以獲得ROI成像的足夠數(shù)據(jù)。通常，調(diào)整X射線強(qiáng)度包括增加勘測(cè)掃描期間所用的相對(duì)較低強(qiáng)度的X射線的強(qiáng)度。ROI的相對(duì)較高強(qiáng)度成像掃描的開(kāi)始位置此后稱(chēng)為“成像開(kāi)始位置”。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，包含在CT掃描器中的控制器處理低強(qiáng)度數(shù)據(jù)以確定成像開(kāi)始位置并在成像開(kāi)始位置處自動(dòng)增加來(lái)自X射線源的X射線的強(qiáng)度。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，隨著低強(qiáng)度掃描進(jìn)行，控制器在視頻控制臺(tái)上生成病人身體掃描部分的圖像，且操作者由生成的圖像確定要增加X(jué)射線強(qiáng)度的成像開(kāi)始位置。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，雖然控制器自身不控制X射線源在成像開(kāi)始位置增加X(jué)射線強(qiáng)度，但其卻生成提示以幫助操作者確定何時(shí)開(kāi)始雙功能掃描的高強(qiáng)度成像部分。這些提示可以是視覺(jué)的和/或聽(tīng)覺(jué)的，也可以，例如，引起操作者的注意以使其注意到病人解剖結(jié)構(gòu)的特定特征正在進(jìn)入掃描器FOV，以及在一定預(yù)定時(shí)間段內(nèi)ROI要進(jìn)入FOV。
在高強(qiáng)度掃描和/或在先前的低強(qiáng)度掃描期間獲得的數(shù)據(jù)用于預(yù)測(cè)躺椅的位置，此后稱(chēng)為“退出位置”，在該位置ROI被預(yù)期退出掃描器FOV。在此后稱(chēng)為“成像停止位置”的躺椅位置處，該位置出現(xiàn)于ROI退出FOV后不久時(shí)，掃描器任選地切斷X射線源，在該情況下，成像停止位置相當(dāng)于“掃描終止位置”?？蛇x擇地，在成像停止位置處，掃描器可降低X射線源提供的X射線強(qiáng)度并繼續(xù)以勘測(cè)模式用低強(qiáng)度進(jìn)行較短時(shí)間掃描。由跟隨在較高強(qiáng)度成像模式掃描之后的低強(qiáng)度勘測(cè)模式掃描提供的衰減數(shù)據(jù)任選地用于確保對(duì)全部ROI進(jìn)行正確掃描。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在成像模式之前或任選地在其之后進(jìn)行的勘測(cè)模式掃描得出的數(shù)據(jù)用于提供在其上顯示由成像掃描數(shù)據(jù)生成的ROI圖像的背景圖像。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果其成像模式掃描為軸向或螺旋模式掃描，則雙功能掃描的勘測(cè)模式掃描通常相應(yīng)為軸向或螺旋模式掃描。然而，雙功能掃描的勘測(cè)模式掃描可以是軸向模式掃描，而不論成像模式掃描是軸向還是螺旋模式掃描。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于對(duì)病人ROI成像的CT掃描器，該CT掃描器包括限定掃描器FOV的X射線源和檢測(cè)器陣列；其上承載病人并移動(dòng)病人穿過(guò)FOV的躺椅；以及控制器，該控制器控制X射線源以第一強(qiáng)度的X射線對(duì)在ROI之前通過(guò)FOV的病人身體部分成像；由之前部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)ROI被期望進(jìn)入FOV的躺椅進(jìn)入位置；響應(yīng)估計(jì)的進(jìn)入位置確定躺椅的ROI成像開(kāi)始位置；以及當(dāng)躺椅到達(dá)ROI成像開(kāi)始位置時(shí)，控制X射線源以適于對(duì)ROI進(jìn)行成像的第二強(qiáng)度X射線照射FOV以開(kāi)始ROI成像。
可選擇地，控制器估計(jì)ROI被期望退出FOV的躺椅退出位置。可選擇地，控制器響應(yīng)該估計(jì)的退出位置控制由X射線源提供的X射線強(qiáng)度?？蛇x擇地，響應(yīng)該退出位置控制X射線強(qiáng)度包括減小由X射線源提供的X射線強(qiáng)度?？蛇x擇地，減小強(qiáng)度包括切斷X射線源。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)病人身體的尺寸以估計(jì)退出位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器響應(yīng)ROI圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)ROI的尺寸以估計(jì)退出位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)病人身體的尺寸以估計(jì)進(jìn)入位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，CT控制器包括具有提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)?？蛇x擇地，控制器估計(jì)位置，其采用數(shù)據(jù)庫(kù)中的解剖學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)。
可選擇地，CT掃描器包括具有病人特定個(gè)人數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。可選擇地，控制器估計(jì)位置，其采用數(shù)據(jù)庫(kù)中的個(gè)人數(shù)據(jù)估計(jì)位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，CT掃描器包括專(zhuān)家程序以及控制器估計(jì)的位置，其采用專(zhuān)家程序進(jìn)行估計(jì)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器控制X射線源進(jìn)行平面掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器控制X射線源進(jìn)行軸向掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器控制X射線源進(jìn)行軸向掃描從而以第二強(qiáng)度照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器控制X射線源進(jìn)行螺旋掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器控制X射線源進(jìn)行螺旋掃描從而以第二強(qiáng)度照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一強(qiáng)度小于第二強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供一種控制具有視場(chǎng)(FOV)的CT掃描器和用X射線照射FOV以對(duì)病人感興趣區(qū)(ROI)成像的X射線源的方法，該方法包括移動(dòng)病人穿過(guò)FOV；用X射線以第一強(qiáng)度照射FOV以獲得在ROI之前通過(guò)FOV的病人身體部分的圖像；響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)病人的進(jìn)入位置，在該進(jìn)入位置ROI被期望在病人移動(dòng)穿過(guò)FOV期間進(jìn)入FOV；響應(yīng)該進(jìn)入位置控制X射線源以適于在病人的一個(gè)位置處對(duì)ROI成像的第二強(qiáng)度X射線照射FOV；以及此后繼續(xù)以第二強(qiáng)度X射線照射FOV以獲得ROI圖像。
可選擇地，該方法包括估計(jì)ROI被期望退出FOV的病人退出位置；響應(yīng)該估計(jì)的退出位置確定ROI成像停止位置；以及響應(yīng)該退出位置控制在病人的一個(gè)位置處的由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。
可選擇地，響應(yīng)該退出位置控制X射線強(qiáng)度包括減小由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。可選擇地，減小強(qiáng)度包括切斷X射線源。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)退出位置包括響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)病人身體的尺寸。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)退出位置包括響應(yīng)ROI圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)ROI的尺寸。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)退出位置包括采用提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。可選擇地，估計(jì)退出位置包括采用解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可能依賴(lài)的病人特定個(gè)人數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)退出位置包括采用專(zhuān)家程序。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)進(jìn)入位置包括顯示該部分的圖像并響應(yīng)該圖像的可視檢察估計(jì)該位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)進(jìn)入位置包括響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)病人身體的尺寸。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)進(jìn)入位置包括采用提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，估計(jì)進(jìn)入位置包括采用該解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可依賴(lài)的病人特定個(gè)人數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)進(jìn)入位置包括采用專(zhuān)家程序。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，估計(jì)進(jìn)入位置包括顯示該部分的圖像并響應(yīng)該圖像的可視檢察估計(jì)該位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制X射線源以照射FOV包括手動(dòng)控制X射線源。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制X射線源以照射FOV包括自動(dòng)控制X射線源。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制X射線源以第一強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在平面掃描中照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制X射線源以第二強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在軸向掃描中照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制X射線源以第一強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在螺旋掃描中照射FOV。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一強(qiáng)度小于第二強(qiáng)度。


下面參照附圖描述本發(fā)明實(shí)施例的非限制性實(shí)例。附圖中，在一幅以上附圖中出現(xiàn)的相同的結(jié)構(gòu)、元件或部分在它們所出現(xiàn)的所有附圖中通常采用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記。附圖中示出的元件和特征的尺寸是為表述方便和清楚的目的而選擇的，且無(wú)需按比例顯示。附圖列出如下。
圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的用于對(duì)病人成像的多切片CT掃描器20；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的算法流程圖，控制器響應(yīng)該算法控制圖1所示的CT掃描器。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的用于對(duì)病人成像的第三代多切片CT掃描器20。在圖1中，病人22具有以虛線示出的待由掃描器20成像的ROI 24。ROI 24作為舉例為病人肝部區(qū)域。在圖1中僅示出與討論密切相關(guān)的多切片掃描20的特征。
多切片掃描器20包括具有X射線檢測(cè)器32的弓形行28的檢測(cè)器陣列26和提供以虛線38示出的錐形束X射線以用X射線照射病人的X射線源34。X射線源34和檢測(cè)器陣列26安裝在包括在掃描器20中的機(jī)架42的轉(zhuǎn)動(dòng)體40上。轉(zhuǎn)動(dòng)體40繞坐標(biāo)系44的z軸可轉(zhuǎn)動(dòng)。作為舉例，檢測(cè)器陣列26示出為包括四個(gè)檢測(cè)器32的行28。
掃描器20的視場(chǎng)52，即FOV 52位于X射線源34和檢測(cè)器陣列26之間且用虛線表示。在病人成像期間，病人22承載于躺椅46上。躺椅46可受控制沿z軸軸向平移以使病人22和ROI 24移動(dòng)穿過(guò)FOV52?？刂破?8控制躺椅46的運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)體40以及由X射線源34提供的X射線強(qiáng)度?？刂破骺蛇x擇地包括將在下面討論的數(shù)據(jù)庫(kù)100和專(zhuān)家程序102。掃描器20可選擇地包括視頻顯示控制臺(tái)50，在該控制臺(tái)上顯示由掃描器20生成的病人24的圖像。
多切片掃描器20可通常以軸向模式或螺旋模式工作以對(duì)病人22的ROI 24成像。在軸向模式中，控制器48控制躺椅46的運(yùn)動(dòng)以沿z軸步進(jìn)地移動(dòng)病人22穿過(guò)掃描器20的FOV 52。隨著每一步移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)體40繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)以使X射線源34和錐形束38繞病人22轉(zhuǎn)動(dòng)，從而從多個(gè)視角獲得用于病人成像的衰減測(cè)量。在螺旋模式中，病人22沿z軸連續(xù)移動(dòng)穿過(guò)FOV 52，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)體40連續(xù)繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以獲得衰減測(cè)量。
在現(xiàn)有掃描器中，為了對(duì)ROI 24成像，控制器48以軸向、螺旋或平面模式移動(dòng)病人22穿過(guò)FOV 52以獲得病人的勘測(cè)掃描。該勘測(cè)掃描提供用于設(shè)計(jì)在勘測(cè)掃描之后進(jìn)行的病人22成像掃描的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制器48控制掃描器20進(jìn)行雙功能掃描，該雙功能掃描包括可選擇的低X射線強(qiáng)度的勘測(cè)模式掃描和較高X射線強(qiáng)度的成像模式掃描。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器48控制掃描器20根據(jù)包括圖2中框圖所示操作的算法60進(jìn)行雙功能掃描。掃描器20在雙功能掃描的成像部分期間，可以軸向掃描模式操作也可以螺旋掃描模式操作。通常，如果掃描器以雙功能掃描成像部分的軸向模式或螺旋模式操作，則掃描器20在雙功能掃描的勘測(cè)部分中分別以軸向模式或螺旋模式操作。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于雙功能掃描的成像部分中無(wú)論以軸向模式還是以螺旋模式操作，掃描器20可以在雙功能掃描的勘測(cè)部分中以軸向模式進(jìn)行勘測(cè)掃描。為便于表述，對(duì)于根據(jù)算法60的掃描器20的操作，假設(shè)掃描器以螺旋模式操作。
參見(jiàn)圖2，在病人22適宜地躺在躺椅46上之后，在算法60的方框62中，控制器48開(kāi)始沿z軸平移躺椅46以移動(dòng)病人20穿過(guò)FOV52。在方框63中，在ROI 24進(jìn)入FOV 52之前躺椅平移期間所到達(dá)的z坐標(biāo)處，即勘測(cè)開(kāi)始位置處，控制器48啟動(dòng)病人22的勘測(cè)模式掃描。為啟動(dòng)勘測(cè)模式掃描，控制器48控制X射線源34生成任選的低強(qiáng)度X射線錐形束，并控制轉(zhuǎn)動(dòng)體40繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)X射線源?？蛇x擇地，在病人22的任何部分進(jìn)入FOV 52之前的短時(shí)間內(nèi)到達(dá)躺椅46的勘測(cè)開(kāi)始位置。
到達(dá)勘測(cè)開(kāi)始位置后，隨著病人22移動(dòng)穿過(guò)FOV 22，在方框64中，控制器48獲取由陣列26的檢測(cè)器32提供的來(lái)自病人22身體增加部分的衰減測(cè)量值。在方框65中，控制器48處理衰減數(shù)據(jù)以生成病人22身體被掃描部分的圖像，即勘測(cè)圖像?？蛇x擇地，在方框66中，控制器48在視頻控制臺(tái)50(圖1)上顯示勘測(cè)圖像，從而操作者可監(jiān)視雙功能掃描的進(jìn)程。在方框67中，控制器48處理勘測(cè)圖像以確定開(kāi)始和停止對(duì)病人22進(jìn)行成像的躺椅46的開(kāi)始和停止成像位置(即，躺椅的z坐標(biāo))。
為了確定成像開(kāi)始和停止位置，控制器48識(shí)別并定位勘測(cè)圖像中的特征，這些特征此后稱(chēng)為“基準(zhǔn)特征”，相對(duì)于基準(zhǔn)特征可估計(jì)ROI24的位置?？刂破?8還可選擇地由提供病人身體特征之間的距離比例的勘測(cè)圖像來(lái)估計(jì)病人22的身體尺寸?；鶞?zhǔn)特征的位置和估計(jì)的ROI24的位置可選擇地由相對(duì)于坐標(biāo)系44或合適的替換坐標(biāo)系的坐標(biāo)確定?？刂破?8采用基準(zhǔn)特征的坐標(biāo)、比例因子和將ROI 24的位置與基準(zhǔn)特征的位置關(guān)聯(lián)的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)ROI 24的成像開(kāi)始和停止坐標(biāo)。
估計(jì)的ROI 24坐標(biāo)用于估計(jì)ROI 24被期望要進(jìn)入和退出FOV 52處的躺椅46的位置，并由此分別確定躺椅的成像開(kāi)始和停止位置。成像開(kāi)始和停止位置確定為相對(duì)于ROI 24被期望要進(jìn)入和退出FOV 52處的進(jìn)入和退出位置足夠遠(yuǎn)以確保全部ROI 24在雙功能掃描的成像掃描模式期間都能正確成像。
例如，控制器48可計(jì)算和定位勘測(cè)圖像中的脊骨和/或肋骨，并采用由勘測(cè)圖像確定的比例因子由已定位的肋骨和/或脊骨確定哪里是作為ROI 24的舉例的病人肝臟的位置?？刂破?8從所期望的ROI 24的位置確定ROI要從哪些躺椅46的位置進(jìn)入和退出FOV 52，并由此分別確定成像開(kāi)始和停止位置。可選擇地，在勘測(cè)圖像中識(shí)別和定位的組織可用作基準(zhǔn)特征以推斷病人身體中的其它組織和/或ROI 24。例如，肝臟上緣可用作基準(zhǔn)特征來(lái)推斷胰腺或膽囊的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制器48包括數(shù)據(jù)庫(kù)100(圖1)，該數(shù)據(jù)庫(kù)100具有在用掃描器20對(duì)病人成像之前輸入數(shù)據(jù)庫(kù)的病人22的特定個(gè)人數(shù)據(jù)和常規(guī)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)?？刂破鞑捎脕?lái)自于數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)確定ROI 24的位置。個(gè)人數(shù)據(jù)可包括，例如，病人22的年齡、性別、身高和體重，無(wú)論病人22是體育型體質(zhì)者還是外胚層體型者，還可包括病史數(shù)據(jù)，如病人22是否定期鍛煉或?yàn)樾锞普?。常?guī)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)可包括可用于將ROI 24的位置與ROI 24的特性相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)，ROI 24的特性例如為其作為特定器官的特性，其在本實(shí)例的情況下為肝臟，或器官的區(qū)域。常規(guī)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)還可包括可用于將R0I24的位置與病人22的個(gè)人數(shù)據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)以及由病人的勘測(cè)圖像生成的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)100用由掃描器20成像的每個(gè)病人的數(shù)據(jù)經(jīng)常更新，從而使數(shù)據(jù)庫(kù)不斷進(jìn)化且隨時(shí)間而變得更為全面。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器48包括和運(yùn)行專(zhuān)家程序102(圖1)以處理來(lái)自勘測(cè)圖像和數(shù)據(jù)庫(kù)100的數(shù)據(jù)，并確定合適的成像開(kāi)始和停止位置。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，專(zhuān)家程序隨著數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的積累而進(jìn)化和改善。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)100共享和包括類(lèi)似于CT掃描器20的另一CT掃描器的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。
在方框68中，控制器48比較成像開(kāi)始位置和躺椅。如果躺椅還未到達(dá)成像開(kāi)始位置，控制器可選擇地返回方框64。在方框64中，控制器48以勘測(cè)掃描模式獲得另外的衰減數(shù)據(jù)并執(zhí)行方框65至方框67以更新勘測(cè)圖像和成像開(kāi)始和停止位置?？刂破髟俅畏祷氐椒娇?8比較更新的開(kāi)始位置和躺椅位置?？刂破?8不斷重復(fù)方框64至68以確定躺椅位置是否基本上等于開(kāi)始位置。
如果躺椅位置基本上等于成像開(kāi)始位置，控制器48前進(jìn)到方框70。在方框70中，控制器48將由X射線源34提供的X射線強(qiáng)度調(diào)整為適合于對(duì)ROI 24成像的強(qiáng)度，并啟動(dòng)病人22的雙功能掃描的成像模式掃描。在方框72中，控制器48獲取用于ROI 24成像的衰減數(shù)據(jù)。在方框73，控制器48可選擇地合并所獲取的用于ROI 24成像的衰減數(shù)據(jù)和勘測(cè)衰減數(shù)據(jù)并由合并的數(shù)據(jù)生成控制器顯示在視頻控制臺(tái)50上以向操作者指示雙功能掃描進(jìn)程的圖像?？蛇x擇地，在方框74，控制器48采用所獲取的成像數(shù)據(jù)更新估計(jì)的ROI退出FOV 52的躺椅位置以及進(jìn)而更新成像停止位置。
控制器48繼續(xù)到方框75，其中其比較躺椅位置和成像停止位置。如果躺椅未到達(dá)成像停止位置，控制器48返回方框72并獲取用于ROI24成像的另外的衰減數(shù)據(jù)，可選擇地在方框74更新成像停止位置并比較更新的停止位置與躺椅位置。如果躺椅位置基本上等于成像停止位置，控制器48繼續(xù)至方框76。
在方框76，控制器48終止雙功能掃描的成像掃描模式。在終止成像掃描模式中，控制器76切斷X射線源或減小X射線源的X射線強(qiáng)度，并控制掃描器20在切斷X射線源之前的短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)以勘測(cè)模式掃描病人22。在方框78，控制器48可選擇地生成ROI 24的圖像并在視頻控制臺(tái)50上顯示該圖像。
盡管掃描器20按照算法60自動(dòng)進(jìn)行病人的雙功能掃描，但在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，掃描器的操作者可優(yōu)先于按照該算法進(jìn)行的操作而手動(dòng)控制雙功能掃描。
例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，操作者可在方框67-70接管雙功能掃描的控制并響應(yīng)由控制器在方框66中顯示的勘測(cè)圖像確定和實(shí)施成像開(kāi)始位置。類(lèi)似地，操作者可由控制器48在步驟73顯示的圖像確定成像停止位置，并此后代替控制器確定何時(shí)終止成像掃描模式。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，當(dāng)操作者優(yōu)先于控制器48時(shí)，控制器向操作者提供視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)提示以警告操作者何時(shí)到達(dá)控制器期望ROI24進(jìn)入和退出FOV 52的躺椅位置。例如，控制器48可在方框66中顯示的圖像上顯示塊狀箭頭，該箭頭指向圖像中ROI 24的方向并具有當(dāng)躺椅到達(dá)估計(jì)的成像開(kāi)始位置時(shí)變短的長(zhǎng)度?？商鎿Q地，箭頭的顏色可例如由紅色變?yōu)辄S色再變?yōu)榫G色以提示操作者，類(lèi)似于交通信號(hào)燈顏色改變以提示司機(jī)的方式。另外地或可替換地，當(dāng)?shù)竭_(dá)開(kāi)始或停止位置時(shí)，可聽(tīng)到頻率漸增地反復(fù)出現(xiàn)的警告蜂鳴。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可采用各種算法以及該算法的操作者接管形式。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然在上述根據(jù)本發(fā)明的CT掃描器的描述中，掃描器是響應(yīng)躺椅的位置進(jìn)行控制的，但是在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，掃描器是響應(yīng)所到達(dá)躺椅的位置的相應(yīng)時(shí)間進(jìn)行控制的。例如，CT掃描器可采用時(shí)鐘并利用躺椅平移速度來(lái)確定時(shí)間、“成像開(kāi)始時(shí)間”，在該時(shí)間估計(jì)要到達(dá)的躺椅成像開(kāi)始位置并響應(yīng)該成像開(kāi)始時(shí)間控制掃描器。
在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，每個(gè)動(dòng)詞，“包括”、“包含”和“具有”以及它們的變化，用于表示該動(dòng)詞的賓語(yǔ)無(wú)需是該動(dòng)詞的主語(yǔ)的構(gòu)件、部件、元件或部分的全部列表。
本發(fā)明已通過(guò)其實(shí)施例的具體描述進(jìn)行了描述，這些實(shí)施例采用舉例形式提供的且不意味用于限制本發(fā)明的范圍。所描述的實(shí)施例包括不同特征，并不是所有的特征都是本發(fā)明全部實(shí)施例所需要的。本發(fā)明的一些實(shí)施例只利用了一些特征或這些特征的可能組合。在此描述的本發(fā)明的各種實(shí)施例以及包括記錄在所描述實(shí)施例中不同特征組合的本發(fā)明實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的范圍僅由下面的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)病人ROI成像的CT掃描器，包括限定掃描器FOV的X射線源和檢測(cè)器陣列；其上承載病人并移動(dòng)病人穿過(guò)FOV的躺椅；以及控制器，該控制器控制X射線源以第一強(qiáng)度的X射線對(duì)在ROI之前通過(guò)FOV的病人身體部分成像；由之前部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)ROI被期望進(jìn)入FOV的躺椅進(jìn)入位置；響應(yīng)估計(jì)的進(jìn)入位置來(lái)確定躺椅的ROI成像開(kāi)始位置；以及當(dāng)躺椅到達(dá)ROI成像開(kāi)始位置時(shí)，控制X射線源以適于對(duì)ROI進(jìn)行成像的第二強(qiáng)度X射線照射FOV以開(kāi)始ROI成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CT掃描器，其中控制器估計(jì)ROI被期望退出FOV的躺椅退出位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CT掃描器，其中控制器響應(yīng)該估計(jì)的退出位置來(lái)控制由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CT掃描器，其中響應(yīng)該退出位置控制X射線源強(qiáng)度包括減小由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CT掃描器，其中減小強(qiáng)度包括切斷X射線源。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)病人身體的尺寸以估計(jì)退出位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器響應(yīng)ROI圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)ROI的尺寸以估計(jì)退出位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)病人身體的尺寸以估計(jì)進(jìn)入位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一個(gè)所述的CT掃描器，包括具有提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的CT掃描器，其中控制器估計(jì)位置，其采用數(shù)據(jù)庫(kù)中的解剖學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的CT掃描器，還包括具有病人特定的個(gè)人數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的CT掃描器，其中控制器估計(jì)位置，其采用數(shù)據(jù)庫(kù)中的個(gè)人數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任一個(gè)所述的CT掃描器，還包括專(zhuān)家程序且控制器估計(jì)的位置，其采用專(zhuān)家程序估計(jì)位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器控制X射線源進(jìn)行平面掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器控制X射線源進(jìn)行軸向掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器控制X射線源進(jìn)行軸向掃描從而以第二強(qiáng)度照射FOV。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一個(gè)所述的CT掃描器，其中控制器控制X射線源進(jìn)行螺旋掃描從而以第一強(qiáng)度照射FOV。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一個(gè)或權(quán)利要求17所述的CT掃描器，其中控制器控制X射線源進(jìn)行螺旋掃描從而以第二強(qiáng)度照射FOV。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任一個(gè)所述的CT掃描器，其中第一強(qiáng)度小于第二強(qiáng)度。
20.一種控制具有視場(chǎng)(FOV)的CT掃描器和用X射線照射FOV以對(duì)病人感興趣區(qū)(ROI)成像的X射線源的方法，包括移動(dòng)病人穿過(guò)FOV；用X射線以第一強(qiáng)度照射FOV以獲得在ROI之前通過(guò)FOV的病人身體部分的圖像；響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)病人的進(jìn)入位置，在該進(jìn)入位置，ROI被期望在病人移動(dòng)穿過(guò)FOV期間進(jìn)入FOV；響應(yīng)該進(jìn)入位置控制X射線源以適于在病人的一個(gè)位置處對(duì)ROI成像的第二強(qiáng)度X射線照射FOV；以及此后繼續(xù)以第二強(qiáng)度X射線照射FOV以獲得ROI圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括估計(jì)ROI被期望退出FOV的病人退出位置；響應(yīng)該估計(jì)的退出位置來(lái)確定ROI成像停止位置；以及響應(yīng)該退出位置控制在病人的一個(gè)位置處的由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中響應(yīng)該退出位置控制X射線強(qiáng)度包括減小由X射線源提供的X射線強(qiáng)度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中減小強(qiáng)度包括切斷X射線源。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)退出位置包括響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)病人身體的尺寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求21-24中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)退出位置包括響應(yīng)ROI圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)ROI的尺寸。
26.根據(jù)權(quán)利要求21-25中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)退出位置包括采用提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中估計(jì)退出位置包括采用解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可依賴(lài)的病人特定個(gè)人數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21-27中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)退出位置包括采用專(zhuān)家程序。
29.根據(jù)權(quán)利要求20-27中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括顯示該部分的圖像并響應(yīng)該圖像的可視檢察來(lái)估計(jì)該位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求20-29中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括響應(yīng)該部分圖像中的至少一個(gè)特征來(lái)估計(jì)病人身體的尺寸。
31.根據(jù)權(quán)利要求20-30中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括采用提供人體特征的相對(duì)位置和/或尺寸的已知解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括采用該解剖學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可依賴(lài)的病人特定個(gè)人數(shù)據(jù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求20-32中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括采用專(zhuān)家程序。
34.根據(jù)權(quán)利要求20-33中的任一個(gè)所述的方法，其中估計(jì)進(jìn)入位置包括顯示該部分的圖像并響應(yīng)該圖像的可視檢察來(lái)估計(jì)該位置。
35.根據(jù)權(quán)利要求20-34中的任一個(gè)所述的方法，其中控制X射線源以照射FOV包括手動(dòng)控制X射線源。
36.根據(jù)權(quán)利要求20-34中的任一個(gè)所述的方法，其中控制X射線源以照射FOV包括自動(dòng)控制X射線源。
37.根據(jù)權(quán)利要求20-36中的任一個(gè)所述的方法，其中控制X射線源以第一強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在平面掃描中照射FOV。
38.根據(jù)權(quán)利要求20-36中的任一個(gè)所述的方法，其中控制X射線源以第二強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在軸向掃描中照射FOV。
39.根據(jù)權(quán)利要求20-36中的任一個(gè)所述的方法，其中控制X射線源以第一強(qiáng)度照射FOV包括控制X射線源在螺旋掃描中照射FOV。
40.根據(jù)權(quán)利要求20-39中的任一個(gè)所述的方法，其中第一強(qiáng)度小于第二強(qiáng)度。
全文摘要
一種對(duì)病人ROI成像的CT掃描器包括限定掃描器FOV的X射線源和檢測(cè)器陣列；其上支撐病人并移動(dòng)病人穿過(guò)FOV的躺椅；和控制器，該控制器控制X射線源以第一強(qiáng)度的X射線對(duì)在ROI之前穿過(guò)FOV的病人身體部分成像；由之前部分圖像中的至少一個(gè)特征估計(jì)ROI所期望進(jìn)入FOV的躺椅進(jìn)入位置；響應(yīng)估計(jì)的進(jìn)入位置確定躺椅的ROI成像開(kāi)始位置；以及當(dāng)躺椅到達(dá)ROI成像開(kāi)始位置時(shí)，控制X射線源以適于對(duì)ROI成像的第二強(qiáng)度X射線照射FOV以啟動(dòng)ROI成像。
文檔編號(hào)G01N23/04GK1741769SQ03825925
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
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