CN103565460A - 一种降低扫描剂量的扫描方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种降低扫描剂量的扫描方法和装置。其中，方法包括：根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。根据本发明实施例，可以在保证降低总扫描剂量的同时，还可以保证不同图像噪声的一致性。

Description

一种降低扫描剂量的扫描方法和装置
技术领域
本发明涉及医学诊断设备领域，特别是涉及一种降低扫描剂量的扫描方法和装置。
背景技术
在一些CT扫描中，出于保护器官的考虑，需要尽可能地降低总扫描剂量。在临床中通常以某一个阶段性规律变化的因素为触发条件实现扫描剂量的阶段性控制，即，在低扫描剂量扫描模式与在高扫描剂量扫描模式之间不断切换。例如，在心脏扫描时，根据患者的心电信号变化，在一段时间内采用某一个预先设定且恒定的高扫描剂量进行扫描，而在另一段时间内采用某一个预先设定且恒定的低扫描剂量进行扫描，如图1所示。再例如，为了保护甲状腺或眼睛，当球管正对这些部位扫描时，采用某一个预先设定且恒定的低扫描剂量进行扫描，当球管偏移这些部位扫描时，采用某一预先设定且恒定的高扫描剂量进行扫描。
然而，在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中至少存在如下问题：上述以阶段性规律变化的因素为触发条件，采用高扫描剂量扫描模式和低扫描剂量扫描模式不断切换的方式进行扫描，虽然在一定程度上降低了扫描剂量，保护了器官，但是，由于患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间对X射线的衰减程度不同，因此，在采用恒定的高扫描剂量或者恒定的低扫描剂量进行扫描时，患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间所产生的图像噪声会不一致。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种降低扫描剂量的扫描方法和装置，可以在保证降低总扫描剂量的同时，还可以保证不同图像噪声的一致性。
本发明实施例公开了如下技术方案：
一种降低扫描剂量的扫描方法，包括：
根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
进一步优选的，所述低扫描剂量为0。
优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，所述根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，包括：
根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；
按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，所述根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，包括：根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为高扫描剂量；
按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量。
优选的，所述按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量，包括：
按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的低扫描剂量；
按照公式
Figure BDA0000388161600000022
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，所述按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量，包括：
按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的高扫描剂量；
按照公式
Figure BDA0000388161600000032
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的高扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，在采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
优选的，所述方法还包括：
在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描剂量阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
进一步优选的，通过如下方式预测初始高扫描剂量：
根据预先扫描所获得的多个部位的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
计算所述比值与所述当前扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
一种降低扫描剂量的扫描装置，包括：
扫描剂量确定单元，用于根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
扫描单元，用于采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
进一步优选的，所述低扫描剂量为0。
优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元包括：
低扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；
低扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元包括：
高扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为高扫描剂量；
高扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量。
优选的，所述低扫描剂量调制子单元包括：
位置扫描剂量第一计算子单元，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的低扫描剂量；
角度扫描剂量第一计算子单元，用于按照公式
Figure BDA0000388161600000052
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，所述高扫描剂量调制子单元包括：
位置扫描剂量第二计算子单元，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的高扫描剂量；
角度扫描剂量第二计算子单元，用于按照公式
Figure BDA0000388161600000054
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的高扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，在采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
优选的，所述装置还包括：
实时计算单元，用于在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
实时比较单元，用于实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
过渡单元，用于如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
进一步优选的，所述实时计算单元包括：
拟合子单元，用于根据预先扫描所获得的多个部位的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
比值计算子单元，用于计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
初始高扫描剂量计算子单元，用于计算所述比值与所述当前扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：
按照剂量调制方式将恒定的扫描剂量调制为非恒定的扫描剂量，并采用非恒定的扫描剂量进行扫描，而非恒定的扫描剂量（包括非恒定的高扫描剂量和非恒定的低扫描剂量）会根据随着扫描位置的不同以及同一扫描位置的扫描角度的不同而发生变化，从而既满足了最低剂量的要求，也保证了图像造成的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中基于心电信号的变化进行高/低扫描剂量扫描的示意图；
图2为本发明一种降低扫描剂量的扫描方法的一个实施例的流程图；
图3为本发明中扫描剂量的变化速度随球管灯丝电流变化的示意图；
图4为本发明一种从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的方法的一个实施例的流程图；
图5为本发明中预测下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量的方法流程图；
图6为本发明一种降低扫描剂量的扫描装置的一个实施例结构图；
图7为本发明中低扫描剂量调制子单元的结构示意图；
图8为本发明中高扫描剂量调制子单元的结构示意图；
图9为本发明一种降低扫描剂量的扫描装置的另一个实施例结构图；
图10为现有技术中常规的基于心电信号变化的心脏扫描图；
图11为本发明中的剂量调制后的心脏扫描图。
具体实施方式
在CT扫描时，对于同一部位，扫描剂量越大，重建图像对应的噪声就越小。由于患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间对X射线的衰减不同，导致在采用相同的扫描剂量时，患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间所产生的图像噪声也会不一致。因此，在临床中通常采用各种剂量调制方式进行CT扫描，以保证患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间所产生的图像噪声一致。所谓剂量调制，就是根据患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间对X射线的衰减程度，在患者的不同部位之间以及同一部位的不同扫描角度之间采用不同的扫描剂量，从而使其产生相同的图像噪声。
本发明实施例提供了一种扫描剂量调制方法和装置。本发明的技术核心在于：按照剂量调制方式将恒定的扫描剂量调制为非恒定的扫描剂量，并采用非恒定的扫描剂量进行扫描，而非恒定的扫描剂量（包括非恒定的高扫描剂量和非恒定的低扫描剂量）会根据随着扫描位置的不同以及同一扫描位置的扫描角度的不同而发生变化，从而既满足了最低剂量的要求，也保证了图像造成的一致性。
特别是，本发明采用一种新的剂量调制方式将恒定的扫描剂量调制为非恒定的扫描剂量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
实施例一
请参阅图2，其为本发明一种降低扫描剂量的扫描方法的一个实施例的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤201：根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
在现有技术中，通常以某一个阶段性规律变化的因素为触发条件确定恒定的扫描剂量，即，恒定的低扫描剂量扫描或者恒定的高扫描剂量扫描。例如，在心脏扫描时，将患者的心电信号变化作为触发条件。再例如，将扫描角度的变化作为触发条件。
在本发明的技术方案中，“规律性变化的触发条件”可以是现有技术中的任意一种触发条件，本发明技术方案对此不做限定。
“非恒定的扫描剂量”可以是随扫描位置的变化而变化的扫描剂量，也可以是随扫描位置以及扫描角度的变化而变化的扫描剂量。
当非恒定的扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。优选的，低扫描剂量为0。
一种优选的方式是，根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的高扫描剂量包括：根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；按照图像噪声一致性的剂量调剂方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描剂量的变化而变化的低扫描剂量。
当非恒定的扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
一种优选的方式是，根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的低扫描剂量包括：根据规律性变化的触发条件确定扫买哦位置的扫描剂量为高扫描剂量；按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者扫描位置和扫描剂量的变化而变化的非恒定的高扫描剂量。
步骤202：采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：
考虑规律性变化的触发条件以及扫描物的衰减变化两个因素，确定非恒定的扫描剂量，而非恒定的扫描剂量（包括非恒定的高扫描剂量和／或非恒定的低扫描剂量）会根据随着扫描位置的不同以及同一扫描位置的扫描角度的不同而发生变化，从而既满足了最低剂量的要求，也保证了图像造成的一致性。
需要说明的是，现有技术中有各种保证图像噪声一致性的剂量调制方式，在本发明技术方案中，可以采用现有的任意一种剂量调制方式将恒定的扫描剂量（包括恒定的低扫描剂量和/或恒定的高扫描剂量）调制为非恒定的扫描剂量（包括非恒定的低扫描剂量和/或非恒定的高扫描剂量）。
作为一种优选的方法，可采用如下的剂量调制方式实现对低扫描剂量的调制（该低扫描剂量随扫描位置和扫描角度的变化而变化）：
首先，按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的低扫描剂量；
当低扫描剂量只随扫描位置的变化而变化时，只需按照该公式计算即可得到非恒定的低扫描剂量。
其次，按照公式
Figure BDA0000388161600000092
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量；
最后，根据计算得到的不同扫描位置的扫描剂量以及在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量进行扫描；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
同样，作为一种优选的方法，可采用如下的剂量调制方式对高扫描剂量的调制（该高扫描剂量随扫描位置和扫描角度的变化而变化）：
首先，按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的扫描剂量；
当低扫描剂量只随扫描位置的变化而变化时，只需按照该公式计算即可得到非恒定的低扫描剂量。
其次，按照公式
Figure BDA0000388161600000102
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的扫描剂量；
最后，根据计算得到的不同扫描位置的扫描剂量以及在同一扫描位置上不同扫描角度的高扫描剂量进行扫描；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在扫描过程中，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
另外，在本发明的技术方案中，一方面，由于低扫描剂量和/或高扫描剂量都变为非恒定值，因此，当从低扫描剂量跳变到高扫描剂量时，或者，当从高扫描剂量跳变到低扫描剂量时，其扫描剂量的跳变幅度可能会很大。而另一方面，CT系统根据其性能往往会要求在规定的时间内完成模式切换，即，在规定的时间内完成扫描剂量的跳变。当扫描剂量的跳变幅度较大时，可能无法保证在规定的时间内完成跳变。
发明人经过研究发现，如果球管灯丝电流较小，则扫描剂量的变化速度就会较慢，从而将无法支持扫描剂量在规定的时间内完成较大幅度的跳变。可见，受到扫描剂量的变化速度的影响，扫描剂量的跳变可能无法在规定时间内完成。因此，当扫描剂量以较大的幅度跳变时，为了支持其在规定时间内完成跳变，进一步优选的，在采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，将灯丝电流的控制方式由原来的闭环控制更改为开环控制。开环控制节省了灯丝电流的反馈修正环节，提高了球管灯丝电流，进而可以提供更快的扫描剂量变化速度。
如图3所示，黑线自上而下，依次穿过曲线(7.6A,Base,7.5A,7.4A,7.3A,7.2A)，更高的灯丝电流，可以支持更快的扫描剂量变化速度。
实施例二
除了通过将球管灯丝电流的控制方式更改为开环控制之外，或者，在将控制方式更改为开环控制后，仍然无法保证扫描剂量在规定时间内完成较大幅度的跳变时，本实施例还提供了一种保证扫描剂量在规定时间内完成较大幅度跳变的方案，该方案的核心在于：在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，为了保证切换时扫描剂量的跳变过程可以在规定的时间内完成（从而进一步保证下一个高扫描剂量阶段不会延迟），每改变一次低扫描剂量时，就计算从当前的扫描剂量上升到下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间，如果该上升时间大于规定的上升时间，立刻停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段的过渡以及低扫描阶段（此时，过渡可能还未结束），并马上开始向下一个高扫描剂量阶段过渡，以保证可在规定的时间内切换到下一个高扫描剂量阶段。
请参阅图4，其为本发明一种从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的方法的一个实施例的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤401：在低扫描剂量的扫描模式中，预测下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
在本发明的技术方案中，低扫描剂量阶段和高扫描剂量阶段是相互交替出现的，在一个低扫描剂量阶段后面必然跟随一个高扫描剂量阶段。而在一个高扫描剂量阶段中，扫描剂量并不是恒定的，而是随着扫描位置的不同或者随着扫描位置以及扫描角度的不同而发生变化的。因此，如果想要过渡到下一个高扫描剂量阶段，首先要跳变到下一个高扫描剂量阶段中的第一个高扫描剂量，即，初始高扫描剂量。因此，需要先预测下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量。
其中，如图5所示，通过如下方式预测下一个高扫描剂量的扫描模式中的初始高扫描剂量：
步骤501：根据预先扫描所获得的多个扫描位置的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
在进行正规的扫描之前，先预扫描多个部位，当然，预扫描中扫描位置的个数必然小于正规扫描中扫描位置的个数，获得多个扫描位置的等效水模直径，并根据多个扫描位置的等效水模直径，通过拟合的方式可拟合出用初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径。其中，根据触发条件可以明确用初始高扫描剂量扫描时的扫描时间，再根据扫描速度即可确定用初始高扫描剂量扫描时对应的扫描位置。
步骤502：计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前低扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
步骤503：计算所述比值与所述当前扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
其中，采用初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用当前低扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值等于初始高扫描剂量与当前低扫描剂量的比值相等，因此，在确定了采用初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用当前低扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值以及当前低扫描剂量后，即可通过步骤502和503计算得到初始高扫描剂量。
按照上述方式完成预测后，重新回到切换的流程中，继续下面的步骤。
步骤402：实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
步骤403：实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
步骤404：如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描剂量阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
如果计算得到的上升时间小于预设的上升时间，继续进行从高扫描剂量阶段到低扫描剂量阶段的过渡。
当然，需要说明的是，本方案的思路也同样适用于从低扫描剂量阶段向高扫描剂量阶段过渡。即，当从低扫描剂量阶段向高扫描剂量阶段过渡时，为了保证切换时扫描剂量的跳变过程可以在规定的时间内完成（从而进一步保证下一个低扫描剂量阶段不会延迟），每改变一次低扫描剂量时，就计算从当前的扫描剂量下降为下一个低扫描剂量阶段的初始低扫描剂量所需的下降时间，如果该下降时间大于规定的下降时间，立刻停止从低扫描剂量阶段向高扫描剂量阶段的过渡以及高扫描剂量阶段（此时，过渡可能还未结束），并马上开始向下一个低扫描剂量阶段过渡，以保证可在规定的时间内切换到下一个低扫描剂量阶段。具体实现过程可以参见图4中的各步骤以及图5中的各步骤。
由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：
考虑规律性变化的触发条件以及扫描物的衰减变化两个因素，确定非恒定的扫描剂量，而非恒定的扫描剂量（包括非恒定的高扫描剂量和／或非恒定的低扫描剂量）会根据随着扫描位置的不同以及同一扫描位置的扫描角度的不同而发生变化，从而既满足了最低剂量的要求，也保证了图像造成的一致性。
另外，保证可在规定的时间内从当前高扫描剂量阶段切换到下一个高扫描剂量阶段，避免下一个高扫描剂量阶段出现延迟。
实施例三
与上述一种降低扫描剂量的扫描方法相对应，本发明实施例还提供了一种降低扫描剂量的扫描装置。请参阅图6，其为本发明一种降低扫描剂量的扫描装置的一个实施例结构图，该装置包括：扫描剂量确定单元601和扫描单元602。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。
扫描剂量确定单元601，用于根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
扫描单元602，用于采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。进一步优选的，所述低扫描剂量为0。
或者，优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
优选的，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元601包括：
低扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；以及，
低扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量。
优选的，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元601包括：
高扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为高扫描剂量；以及，
高扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量。
优选的，如图7所示，低扫描剂量调制子单元包括：
位置扫描剂量第一计算子单元701、角度扫描剂量第一计算子单元702和扫描执行子单元703，
位置扫描剂量第一计算子单元701，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的扫描剂量；
角度扫描剂量第一计算子单元702，用于按照公式
Figure BDA0000388161600000152
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的扫描剂量；
扫描执行子单元703，用于根据计算得到的不同扫描位置的扫描剂量以及在同一扫描位置上不同扫描角度的扫描剂量进行扫描；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，如图8所示，高扫描剂量调制子单元包括：位置扫描剂量第二计算子单元801、角度扫描剂量第二计算子单元802和扫描执行子单元803，
位置扫描剂量第二计算子单元801，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的扫描剂量；
角度扫描剂量第二计算子单元802，用于按照公式
Figure BDA0000388161600000154
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的扫描剂量；
扫描执行子单元803，用于根据计算得到的不同扫描位置的扫描剂量以及在同一扫描位置上不同扫描角度的扫描剂量进行扫描；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
优选的，在所述扫描单元602采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
优选的，如图9所示，该装置还包括：
实时计算单元603，用于在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
实时比较单元604，用于实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
过渡单元605，用于如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
进一步优选的，其中的实时计算单元603包括：
拟合子单元，用于根据预先扫描所获得的多个部位的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
比值计算子单元，用于计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
初始高扫描剂量计算子单元，用于计算所述比值与所述当前低扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：
考虑规律性变化的触发条件以及扫描物的衰减变化两个因素，确定非恒定的扫描剂量，而非恒定的扫描剂量（包括非恒定的高扫描剂量和／或非恒定的低扫描剂量）会根据随着扫描位置的不同以及同一扫描位置的扫描角度的不同而发生变化，从而既满足了最低剂量的要求，也保证了图像造成的一致性。
另外，保证可在规定的时间内从当前高扫描剂量阶段切换到下一个高扫描剂量阶段，避免下一个高扫描剂量阶段出现延迟。
将本发明提出的剂量调制方式，应用到心脏扫描中。基于心电信号的变化，区分高/低剂量扫描区域，而高/低剂量扫描区域中不同剂量值都是基于被扫描物的衰减变化计算得到的。下面对比了现有技术中常规的基于心电信号变化的心脏扫描图（如图10所示）与本发明中的剂量调制后的心脏扫描图（如图11所示）的差异。图10和11中，横坐标为扫描角度角度，纵坐标为扫描剂量的CT值。通过对比可见，常规心脏扫描的高扫描剂量恒定为450左右，低扫描剂量恒定为120左右；而在本发明中，高扫描剂量在260～460范围内，随人体的衰减变化而变化，低扫描剂量最低可在60左右。相比之下，本发明的方法噪声一致性更好，同时，扫描剂量更低。
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述到的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，可以采用软件功能单元的形式实现。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
以上对本发明所提供的一种降低扫描剂量的扫描方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (22)

1.一种降低扫描剂量的扫描方法，其特征在于，包括：
根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低扫描剂量为0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，所述根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，包括：
根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；
按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，所述根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，包括：根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为高扫描剂量；
按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量，包括：
按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的低扫描剂量；
按照公式
Figure FDA0000388161590000012
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量，包括：
按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的高扫描剂量；
按照公式
Figure FDA0000388161590000022
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的高扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描剂量阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过如下方式预测初始高扫描剂量：
根据预先扫描所获得的多个部位的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
计算所述比值与所述当前扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
12.一种降低扫描剂量的扫描装置，其特征在于，包括：
扫描剂量确定单元，用于根据规律性变化的触发条件，以及扫描物的衰减变化，确定非恒定的扫描剂量，所述扫描剂量为高扫描剂量和/或低扫描剂量；
扫描单元，用于采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，低扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述低扫描剂量为0。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，高扫描剂量为根据规律性变化的触发条件而确定的恒定值。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当所述扫描剂量为低扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元包括：
低扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为低扫描剂量；
低扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的低扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的低扫描剂量。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当所述扫描剂量为高扫描剂量时，所述扫描剂量确定单元包括：
高扫描模式确定子单元，用于根据规律性变化的触发条件确定扫描位置的扫描剂量为高扫描剂量；
高扫描剂量调制子单元，用于按照图像噪声一致性的剂量调制方式将恒定的高扫描剂量调制为随扫描位置的变化或者随扫描位置和扫描角度的变化而变化的高扫描剂量。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述低扫描剂量调制子单元包括：
位置扫描剂量第一计算子单元，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N low × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的低扫描剂量；
角度扫描剂量第一计算子单元，用于按照公式
Figure FDA0000388161590000042
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的低扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nlow为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述高扫描剂量调制子单元包括：
位置扫描剂量第二计算子单元，用于按照公式 N j = DoseRightFactor × N high × ( e ( - μ water * D ref ) e ( - μ water * D j ) ) adjCoef , 计算不同扫描位置的高扫描剂量；
角度扫描剂量第二计算子单元，用于按照公式
Figure FDA0000388161590000044
计算在同一扫描位置上不同扫描角度的高扫描剂量；
其中，Nj为第j个扫描位置的扫描剂量，DoseRightFactor为图像噪声系数，Nhigh为恒定的低扫描剂量，μwater为水的衰减系数，Dref为参考的等效水模直径，Dj为第j个扫描位置的等效水模直径，adjCoef为球管灯丝电流的指数调整参数，Ni为第j个扫描位置的第i个扫描角度的扫描剂量，Amax,i为第i个扫描角度所有通道的最大衰减，V为扫描一圈时扫描角度的总个数。
20.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在采用所述扫描剂量对扫描位置进行扫描时，球管灯丝电流的控制方式为开环控制。
21.根据权利要求12中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
实时计算单元，用于在从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程中，实时计算从当前扫描剂量上升为下一个高扫描剂量阶段的初始高扫描剂量所需的上升时间；
实时比较单元，用于实时比较计算得到的上升时间与预设的上升时间的大小；
过渡单元，用于如果计算得到的上升时间大于或等于预设的上升时间，停止从高扫描剂量阶段向低扫描剂量阶段过渡的过程以及低扫描阶段，从当前开始向下一个高扫描剂量阶段过渡。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述实时计算单元包括：
拟合子单元，用于根据预先扫描所获得的多个部位的等效水模直径，拟合采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径；
比值计算子单元，用于计算采用所述初始高扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径与采用所述当前扫描剂量扫描时对应扫描位置的等效水模直径的比值；
初始高扫描剂量计算子单元，用于计算所述比值与所述当前扫描剂量的乘积，乘积值为所述初始高扫描剂量。
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