CN104398266A - 一种扫描剂量的调制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描剂量的调制方法，包括：根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。本发明还公开了一种扫描剂量的调制装置。

Description

一种扫描剂量的调制方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种扫描剂量的调制方法及装置。

背景技术

电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)技术已经广泛应用于医疗技术领域，不同的扫描剂量调制方法将直接影响被扫描部位的图像质量，甚至会出现扫描剂量过量而损害患者身体。

其中，现有的扫描剂量调制方法，是根据患者的体型、患者Z方向(人体解剖学定义的垂直轴)不同位置的衰减信息，将患者Z方向不同位置的扫描断面近似为椭圆形，但是，所述椭圆形的长短轴比值是根据经验值设定的，由于患者个体差异等原因，这种近似是不准确的，可能使得剂量调制过程中某时刻的剂量值过大或过小，继而影响图像重建质量，甚至使患者受到过度的辐射剂量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种扫描剂量的调制方法及装置，以实现保证图像质量恒定性及噪声一致性、降低患者所受辐射剂量的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种扫描剂量的调制方法，包括：

根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；

其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

优选地，所述根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量，包括：

若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{M\·I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\·\sqrt{A_{\max ,j}},j=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

优选地，所述根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量，包括：

若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分；

若相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

优选地，所述根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量，包括：

按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

优选地，所述获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，包括：

将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

按照下述公式计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

其中， ${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}},{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}};$

其中，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是所述重叠序列中第i个Z位置的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数；

判断所述第一方差是否大于第一阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，

按照下述公式计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

判断所述第二方差是否大于第二阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，

按照下述公式计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

判断所述第三方差是否大于第三阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

优选地，所述方法还包括：

根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径；

记录这些等效圆形水模直径中的最大直径和最小直径，以及所述最大直径所在的第一断面位置和所述最小直径所在的第二断面位置；

按照下述方式确定所述最大剂量阈值T_max和所述最小剂量阈值T_min：

将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模；

根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

优选地，所述切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；

所述确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径，包括：

按照下述公式计算与所述切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}$

其中， $S=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2,\mathrm{\&Delta;}=R\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&theta;}}{N}\&CenterDot;f(h_{\mathrm{bed}},h_{\mathrm{center}}),$ μ_water是水的衰减系数，Δ是相邻探测单元中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。

本发明实施例还提供了一种扫描剂量的调制装置，包括：

扫描剂量调制单元，用于根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；

其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

优选地，所述扫描剂量调制单元，具体用于若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},j=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

优选地，所述扫描剂量调制单元，包括：

形状比例判断模块，用于若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分；

扫描剂量调制模块，用于若所述形状比例判断模块判断得到的不同XY扫描断面的形状比例相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

优选地，所述扫描剂量调制模块，具有用于按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

优选地，所述形状比例判断模块，包括：

水模变换子模块，用于将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

第一方差计算子模块，用于按照下述公式计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

其中， ${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}},{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}};$

其中，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是所述重叠序列中第i个Z位置的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数；

第一判断子模块，用于判断所述第一方差是否大于第一阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第二方差计算子模块，用于按照下述公式计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第二判断子模块，用于判断所述第二方差是否大于第二阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第三方差计算子模块，用于按照下述公式计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第三判断子模块，用于判断所述第三方差是否大于第三阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

优选地，所述装置还包括：

水模直径确定单元，用于根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径；

断面位置确定单元，用于记录这些等效圆形水模直径中的最大直径和最小直径，以及所述最大直径所在的第一断面位置和所述最小直径所在的第二断面位置；

所述扫描剂量调制模块，还用于按照下述方式确定所述最大剂量阈值T_max和所述最小剂量阈值T_min：

将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模；

根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

优选地，所述切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；

所述水模直径确定单元，具体用于按照下述公式计算与所述切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}$

其中， $S=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2,\mathrm{\&Delta;}=R\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&theta;}}{N}\&CenterDot;f(h_{\mathrm{bed}},h_{\mathrm{center}}),$ μ_water是水的衰减系数，Δ是相邻探测单元中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。

本发明实施例提供的扫描剂量的调制方法及装置，根据患者已扫描的断层或螺旋序列，获取该患者扫描部位的衰减信息，这种基于已知患者相关信息即已扫描序列来进一步确定接下来需要被扫描部位的衰减信息，来实现优化的剂量调制方式，可以在对不同患者扫描时，保证图像质量的恒定性，对同一患者的不同部位扫描时，保证图像噪声的一致性，同时还可以降低患者所受的辐射剂量。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例扫描剂量的调制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例患者第一侧视图；

图3为本发明实施例患者第二侧视图；

图4为本发明实施例超出已扫描序列范围时剂量调制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例切面数据示意图；

图6为本发明实施例等效水模模拟剂量调制的第一示意图；

图7为本发明实施例等效水模模拟剂量调制的第二示意图；

图8为本发明实施例扫描剂量的调制装置的组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的扫描剂量的调制方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤101：根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

在本发明实施例中，是根据患者已扫描的断层或螺旋序列，获取该患者当前被扫描部位的计划扫描序列的衰减信息，继而对计划扫描序列每一Z位置的XY扫描断面实现优化的剂量调制。其中，所述已扫描的断层或螺旋序列指当前时间之前，同一患者相同扫描部位的断层或螺旋序列，如造影剂扫描多个序列中较早扫描的序列，简称已扫描序列。获取患者被扫描部位的衰减信息后，即可根据衰减信息进行优化的剂量调制，剂量调制的目的是对不同患者扫描时，保证图像质量的恒定性，对同一患者的不同部位扫描时，保证图像噪声的一致性。需要说明的是，所述第一Z位置指的是Z方向上计划扫描范围内的任意一个Z位置。

在本发明实施例中，患者已扫描序列与计划扫描序列之间存在两种不同的关系，下面就基于不同关系而采取的不同剂量调制方式分别进行介绍。

第一种关系：计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围。

参见图2所示的患者第一侧视图。当计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围时，可根据已扫描序列和计划扫描序列的对应关系，得出计划扫描序列中每一Z位置的患者XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，根据衰减信息可以进行优化的剂量调制。具体地，基于第一种关系，可按照下述方式实现步骤101：

若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述调制公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},j=\mathrm{1,2},...,M---\left(1\right)$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值(当从左向右扫描图2所示患者时，所述起始Z位置为图2中计划扫描序列的左侧位置，当从右向左扫描图2所示患者时，所述起始Z位置为图2中计划扫描序列的右侧位置)，M是投影位置总数，j是不同投影位置的序号，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

第二种关系：计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围。

参见图3所示的患者第二侧视图，图中两个图的区别在于，左侧图中计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，右侧图中计划扫描序列的平片数据在Z方向上有突变。若计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围，则需判断计划扫描序列的平片数据在Z方向上是否有突变(如图3右侧图中是从患者颈部扫描到患者肩部，则计划扫描序列的平片数据在Z方向上有突变)，本发明实施例主要是当计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变时进行剂量调制。具体地，基于第二种关系，可按照下述方式实现步骤101，参见图4所示的超出已扫描序列范围时剂量调制方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤401：若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断重叠序列中不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分。

在本发明实施例中，通过计算重叠序列中每一Z位置的患者XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，根据衰减信息得出重叠序列每一Z位置的XY扫描断面的形状比例信息，然后根据这些形状比例信息判断不同Z位置的XY扫描断面的形状比例是否相似，若相似，则进行优化的剂量调制，若不相似，则不进行后续操作。下面介绍三种方式来实现步骤401：

方式一：

根据已扫描序列中重叠序列的衰减信息(即重叠序列中每一Z位置的XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息)，可以将重叠序列中每一Z位置等效圆形水模变换为一个与该Z位置等效圆形水模面积相等的椭圆形水模。

对某个Z位置Pzi，有以下等式：

$S_{\mathrm{Circle},\mathrm{pzi}}=\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;{(D_{\mathrm{zi}}/2)}^2=\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{2}\&CenterDot;\frac{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{2}=S_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}---\left(2\right)$

其中，S_Circle,pzi是重叠序列中第i个Z位置Pzi的等效圆形水模的面积，S_Ellipse,pzi是与第i个Z位置Pzi等效圆形水模面积相等的椭圆形水模的面积，D_zi是重叠序列中第i个Z位置Pzi的等效圆形水模的直径，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是重叠序列中第i个Z位置Pzi的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度。

计算第i个Z位置Pzi的等效椭圆形水模的长短轴比值δ_pzi(即形状比例信息)：

${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}---\left(3\right)$

将公式(3)带入公式(4)，计算各个δ_pzi的均值δ_mean：

${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}---\left(4\right)$

其中，i＝1,2,......NumZ，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数。

将公式(3)和(4)带入公式(5)，计算各个Z位置等效椭圆形水模长短轴比值的方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ}---\left(5\right)$

若各个Z位置等效椭圆形水模长短轴比值的方差D1大于阈值T1，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例不相似，不进行后续操作；若各个Z位置等效椭圆形水模长短轴比值的方差D1小于或等于阈值T1，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例相似。

基于上述内容，可按照下述方式实现步骤401：

将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

按照公式(5)计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

判断所述第一方差D1是否大于第一阈值T1，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

方式二：

从已扫描序列数据中，获取重叠序列中每一Z位置zi的XY扫描断面分别在不同投影位置下的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值A_max,zi,j，并从对应Z位置zi的平片数据(在此之前需要预先对患者进行平片扫描以获取平片数据)中，获取平片扫描时射线经对应Z位置zi的XY扫描断面后所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值PA_max,zi。然后进行归一化处理得：

$A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}}---\left(6\right)$

其中，i＝1,2,......NumZ，j＝1,2,......M，A_mod,zi,j是归一化之后的衰减值，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，i是Z位置的序号，M是扫描的投影位置总数，j是不同投影位置的序号。

将每一Z位置zi归一化之后的衰减值A_mod,zi,j进行累和，再取平均得

$\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}}---\left(7\right)$

其中，是第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值。

将公式(7)带入公式(8)，计算每一Z位置zi的ΔA_mod,zi：

${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M}---\left(8\right)$

其中，ΔA_mod,zi是第i个Z位置的归一化衰减值与平均归一化衰减值的差的绝对值的平均值。

将公式(8)带入公式(9)，求取各个ΔA_mod,zi的均值：

${\mathrm{\&Delta;M}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}---\left(9\right)$

将公式(8)和(9)带入公式(10)，计算各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M---\left(10\right)$

若各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D2大于阈值T2，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例不相似，不进行后续操作；若各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D2小于或等于阈值T2，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例相似。

基于上述内容，可按照下述方式实现步骤401：

按照公式(10)计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

判断所述第二方差D2是否大于第二阈值T2，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

方式三：

从已扫描序列数据中，获取重叠序列中每一Z位置zi的XY扫描断面分别在不同投影位置下的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值A_max,zi,j，并根据对应Z位置zi的平片数据，获取对应Z位置的等效圆形水模直径D_zi(其中，此处D_zi可按照下述公式18计算得出)。然后进行归一化处理得：

$A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}}---\left(11\right)$

其中，i＝1,2,......NumZ，j＝1,2,......M，A_mod,zi,j是归一化之后的衰减值，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，i是Z位置的序号，M是扫描的投影位置总数，j是不同投影位置的序号。

将每一Z位置zi归一化之后的衰减值A_mod,zi,j进行累和，再取平均得

$\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}}---\left(12\right)$

其中，是第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值。

将公式(12)带入公式(13)，计算每一Z位置zi的ΔA_mod,zi：

${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M}---\left(13\right)$

其中，ΔA_mod,zi是第i个Z位置的归一化衰减值与平均归一化衰减值的差的绝对值的平均值。

将公式(13)带入公式(14)，求取各个ΔA_mod,zi的均值：

${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}---\left(14\right)$

将公式(13)和(14)带入公式(15)，计算各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D2：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M---\left(15\right)$

若各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D3大于阈值T3，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例不相似，不进行后续操作；若各个Z位置的ΔA_mod,zi的方差D3小于或等于阈值T3，则认为各个Z位置的XY扫描断面形状比例相似。

基于上述内容，可按照下述方式实现步骤401：

按照公式(15)计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

判断所述第二方差D3是否大于第二阈值T3，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

步骤402：若判断重叠序列中不同XY扫描断面的形状比例相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

在步骤402中，首先从已扫描序列数据中，分别获取第一XY扫描断面在每个投影位置下的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，然后对于获取的每一最大衰减值，根据该最大衰减值确定第一XY扫描断面在对应投影位置(所述对应投影位置为与该最大衰减值对应的投影位置)下的扫描剂量。具体地，按照下述调制公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.---\left(16\right)$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值(当从左到右扫描图3左侧图所示患者时，所述起始Z位置为图3左侧图中计划扫描序列的左侧位置，当从右到左扫描图3左侧图所示患者时，所述起始Z位置为图3左侧图中计划扫描序列的右侧位置)，M是投影位置总数，j是不同投影位置的序号，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

在步骤402中，为了得到I_mod,Start，设计划扫描序列起始Z位置对应的等效圆形水模直径为D_scan，根据如下公式，设定剂量调制的初始值I_mod,Start：

I_mod,Start＝f(D_scan,D_ref)   (17)

其中，D_ref是CT机系统的参考等效水模直径，对应推荐剂量，根据上式(17)，即可得到D_scan对应的剂量。

在步骤402中，按照下述方法确定最大剂量阈值T_max和最小剂量阈值T_min：

第一步、在步骤101之前，预先对患者进行平片扫描以获取包含多个切面数据的平片数据，再根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径，即，每一Z位置的XY扫描断面对应有一组切面数据，利用该切换数据可以计算该Z位置的等效圆形水模的直径。

参见图5所示的切面数据示意图，若某一切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；则按照下述公式计算与该切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}---\left(18\right)$

在公式(18)中，μ_water是水的衰减系数，S是与该切面数据对应的等效圆形水模的的衰减面积。

S计算的公式为：

$S=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2---\left(19\right)$

在公式(19)中，Δ是相邻探测单元(检测器)中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。

然后，记录这些等效圆形水模直径中的最大直径Dmax和最小直径Dmin，以及记录所述最大直径所在的第一断面位置Pmax(Pmax为Dmax所属的XY扫描断面)和所述最小直径所在的第二断面位置Pmin(Pmin为Dmin所属的XY扫描断面)。

第二步、将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模。

为了实现第二步，首先基于患者平片数据中与第一断面位置Pmax的等效圆形水模对应的切面数据，根据公式(19)计算第一断面位置的等效圆形水模的衰减面积S1，同样的，基于平片数据中与第二断面位置Pmin的等效圆形水模对应的切面数据，根据公式(19)计算第二断面位置的等效圆形水模的衰减面积S2。在得出S1和S2后，有以下三种变换方式，将第一断面位置的等效圆形水模变换为第一等效水模，且将第二断面位置的等效圆形水模变换为第二等效水模：

方式一：

假设a1和b1分别为第一等效水模(第一等效水模为椭圆形水模)的长轴和短轴，假设a2和b2分别为第二等效水模(第二等效水模为椭圆形水模)的长轴和短轴。根据面积相等原则(即第一断面位置Pmax的等效圆形水模与第一等效水模的面积相等，第二断面位置Pmin的等效圆形水模与第二等效水模的面积相等则)，则有：

$S1=\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}a1b1---\left(20\right)$

$\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}a2b2---\left(2\right)$

又因为：

${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{a1}{b1}=\frac{a2}{b2}---\left(22\right)$

其中，δ_mean可由公式(4)计算得出。

根据公式(20)和(22)可计算得出a1和b1，根据公式(21)和(22)可计算得出a2和b2，这样便可将Pmax位置的等效圆形水模变换为长短轴分别为a1和b1的椭圆形水模，并将Pmin位置的等效圆形水模变换为长短轴分别为a2和b2的椭圆形水模。

方式二：

利用下述公式计算η_1,j：

${\mathrm{\&eta;}}_{1,j}=\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zP}\max ,j}}*{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zP}\max }^2---\left(23\right)$

在公式(23)中，η_1,j是在第j个投影位置下射线经第一断面位置Pmax后的衰减值，是利用公式(7)计算得出的第一断面位置Pmax的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值，PA_max,zPmax是患者平片数据中的射线经第一断面位置Pmax的XY扫描断面后所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。这样，利用公式(23)就可以得到第一断面位置Pmax在不同投影位置下对应的衰减值，利用这些衰减值可以围成与第一断面位置Pmax的等效圆形水模面积相等的第一等效水模。

利用下述公式计算η_2,j：

${\mathrm{\&eta;}}_{2,j}=\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zP}\min ,j}}*{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zP}\min }^2---\left(24\right)$

在公式(24)中，η_2,j是在第j个投影位置下射线经第二断面位置Pmin后的衰减值，是利用公式(7)计算得出的第二断面位置Pmin的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值，PA_max,zPmin是患者平片数据中的射线经第二断面位置Pmin的XY扫描断面后所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。这样，利用公式(24)就可以得到第二断面位置Pmin在不同投影位置下对应的衰减值，利用这些衰减值可以围成与第二断面位置Pmin的等效圆形水模面积相等的第二等效水模。

方式三：

利用下述公式计算η_3,j：

${\mathrm{\&eta;}}_{3,j}=\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zP}\max ,j}}*D_{\max ,\mathrm{zP}\max }^2---\left(25\right)$

在公式(25)中，η_3,j是在第j个投影位置下射线经第一断面位置Pmax后的衰减值，是利用公式(12)计算得出的第一断面位置Pmax的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值，D_zPmax是根据患者平片数据得到的第一断面位置Pmax的的等效圆形水模直径。这样，利用公式(25)就可以得到第一断面位置Pmax在不同投影位置下对应的衰减值，利用这些衰减值可以围成与第一断面位置Pmax的等效圆形水模面积相等的第一等效水模。

利用下述公式计算η_4,j：

${\mathrm{\&eta;}}_{4,j}=\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zP}\min ,j}}*D_{\mathrm{zP}\min }^2---\left(26\right)$

在公式(26)中，η_4,j是在第j个投影位置下射线经第二断面位置Pmin后的衰减值，是利用公式(12)计算得出的第二断面位置Pmin的XY扫描断面在第j个投影位置下的归一化衰减值，D_zPmin是根据患者平片数据得到的第二断面位置Pmin的的等效圆形水模直径。这样，利用公式(26)就可以得到第二断面位置Pmin在不同投影位置下对应的衰减值，利用这些衰减值可以围成与第二断面位置Pmin的等效圆形水模面积相等的第二等效水模。

第三步、根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

为了确定最大剂量阈值T_max，需要根据Pmax位置的等效圆形水模直径Dmax设定初始剂量，再模拟计算第一等效水模在不同投影位置下的剂量大小，最后记录剂量值的最大值作为T_max。同理，为了确定最小剂量阈值T_min，需要根据Pmin位置的等效圆形水模直径Dmin设定初始剂量，再模拟计算第二等效水模在不同投影位置下的剂量大小，最后记录剂量值的最小值作为T_min。

具体的，参见图6所示的等效水模模拟剂量调制的第一示意图及图7所示的等效水模模拟剂量调制的第二示意图。其中，图6中的等效水模为根据上述方式一变换的水模，图7中的等效水模为根据上述方式二或方式三变换的水模。

射线衰减公式如下式：

I＝I₀·exp(-μl)   (27)

其中，I₀是射线的原始剂量值，I是射线经过衰减系数为μ、衰减路径为l的材料后的剂量值。

根据射线衰减公式(27)可知，对图6(图7)所示的示意图，根据衰减路径大小与调制后的剂量大小成正比，即图6(图7)中，因投影位置A的衰减路径最小，调制后的剂量值将最小，因投影位置B的衰减路径最大，调制后的剂量值将最大，调制后的剂量曲线如图6(图7)的右图所示，按照此方式将得到不同投影位置下的剂量调制值。因此，对Pmax位置的第一等效水模进行上述操作后，可以得出模拟剂量调制计算后的最大值，将其作为之后剂量调制的最大阈值Tmax，并对Pmin位置的第二等效水模进行上述操作后，可以得出模拟剂量调制计算后的最小值，将其作为之后剂量调制的最小阈值Tmin。

本发明实施例提供的扫描剂量的调制方法，根据患者已扫描的断层或螺旋序列，获取该患者扫描部位的衰减信息，这种基于已知患者相关信息即已扫描序列来进一步确定接下来需要被扫描部位的衰减信息，来实现优化的剂量调制方式，可以在对不同患者扫描时，保证图像质量的恒定性，对同一患者的不同部位扫描时，保证图像噪声的一致性，同时还可以降低患者所受的辐射剂量。

参见图8，为本发明实施例提供的扫描剂量的调制装置的组成示意图，该装置包括：

扫描剂量调制单元801，用于根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；

其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

在本发明实施例中，所述扫描剂量调制单元801，具体用于若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},j=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

或，所述扫描剂量调制单元801，包括：

形状比例判断模块，用于若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分；

扫描剂量调制模块，用于若所述形状比例判断模块判断得到的不同XY扫描断面的形状比例相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

在本发明实施例中，所述扫描剂量调制模块，具有用于按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

在本发明实施例中，所述形状比例判断模块，包括：

水模变换子模块，用于将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

第一方差计算子模块，用于按照下述公式计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

其中， ${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}},{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}};$

其中，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是所述重叠序列中第i个Z位置的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数；

第一判断子模块，用于判断所述第一方差是否大于第一阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第二方差计算子模块，用于按照下述公式计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第二判断子模块，用于判断所述第二方差是否大于第二阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第三方差计算子模块，用于按照下述公式计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第三判断子模块，用于判断所述第三方差是否大于第三阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

在本发明实施例中，所述装置还包括：

水模直径确定单元，用于根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径；

断面位置确定单元，用于记录这些等效圆形水模直径中的最大直径和最小直径，以及所述最大直径所在的第一断面位置和所述最小直径所在的第二断面位置；

所述扫描剂量调制模块，还用于按照下述方式确定所述最大剂量阈值T_max和所述最小剂量阈值T_min：

将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模；

根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

在本发明实施例中，所述切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；

所述水模直径确定单元，具体用于按照下述公式计算与所述切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}$

其中， $S=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2,\mathrm{\&Delta;}=R\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&theta;}}{N}\&CenterDot;f(h_{\mathrm{bed}},h_{\mathrm{center}}),$ μ_water是水的衰减系数，Δ是相邻探测单元中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。

本发明实施例提供的扫描剂量的调制装置，根据患者已扫描的断层或螺旋序列，获取该患者扫描部位的衰减信息，这种基于已知患者相关信息即已扫描序列来进一步确定接下来需要被扫描部位的衰减信息，来实现优化的剂量调制方式，可以在对不同患者扫描时，保证图像质量的恒定性，对同一患者的不同部位扫描时，保证图像噪声的一致性，同时还可以降低患者所受的辐射剂量。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种扫描剂量的调制方法，其特征在于，包括：

根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；

其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量，包括：

若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{{M\&CenterDot;I}_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},j=1,2,...,M;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量，包括：

若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分；

若相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量，包括：

按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，包括：

将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

按照下述公式计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

其中， ${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}},{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}};$

其中，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是所述重叠序列中第i个Z位置的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数；

判断所述第一方差是否大于第一阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，

按照下述公式计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

判断所述第二方差是否大于第二阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，

按照下述公式计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

判断所述第三方差是否大于第三阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径；

记录这些等效圆形水模直径中的最大直径和最小直径，以及所述最大直径所在的第一断面位置和所述最小直径所在的第二断面位置；

按照下述方式确定所述最大剂量阈值T_max和所述最小剂量阈值T_min：

将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模；

根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；

所述确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径，包括：

按照下述公式计算与所述切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}$

其中， $S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2,\mathrm{\&Delta;}=R\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&theta;}}{N}\&CenterDot;f(h_{\mathrm{bed}},h_{\mathrm{centet}}),$ μ_water是水的衰减系数，Δ是相邻探测单元中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。

8.一种扫描剂量的调制装置，其特征在于，包括：

扫描剂量调制单元，用于根据患者的已扫描序列数据获取计划扫描序列中第一Z位置的第一XY扫描断面在不同投影位置下的衰减信息，并根据所述衰减信息调制对应投影位置下的扫描剂量；

其中，所述第一Z位置为Z方向上的一个位置，所述Z方向为从患者头部向脚部的方向或从患者脚部向头部的方向，所述第一XY扫描断面为所述第一Z位置处的垂直所述Z方向的患者断面。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扫描剂量调制单元，具体用于若所述计划扫描序列的范围未超出已扫描序列的范围，则按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\frac{{M\&CenterDot;I}_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},j=1,2,...,M;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扫描剂量调制单元，包括：

形状比例判断模块，用于若所述计划扫描序列的范围超出已扫描序列的范围且所述计划扫描序列的平片数据在Z方向上没有突变，则获取反映重叠序列中不同XY扫描断面形状的形状比例信息，并根据所述形状比例信息判断不同XY扫描断面的形状比例是否相似，所述重叠序列为所述计划扫描序列与所述已扫描序列的重叠部分；

扫描剂量调制模块，用于若所述形状比例判断模块判断得到的不同XY扫描断面的形状比例相似，则根据已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，确定所述第一XY扫描断面分别在不同投影位置下的扫描剂量。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述扫描剂量调制模块，具有用于按照下述公式计算I_mod,j：

$I_{\mathrm{mod},j}=\left\{\begin{array}{cc}{T}_{\max },& I_{\mathrm{mod},j}\&GreaterEqual;T_{\max }\\ \frac{M\&CenterDot;I_{\mathrm{mod},\mathrm{Start}}}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{A_{\max ,j}}}\&CenterDot;\sqrt{A_{\max ,j}},& T_{\min }<I_{\mathrm{mod},j}<T_{\max }\\ T_{\min },& I_{\mathrm{mod},j}\&le;T_{\min }\end{array}\right.;$

其中，I_mod,j是所述第一Z位置的第一XY扫描断面在第j个投影位置下的扫描剂量，I_mod,Start是所述计划扫描序列中起始Z位置对应的初始扫描剂量值，M是投影位置总数，A_max,j是已扫描序列数据中的所述第一XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，T_max和T_min分别是最大剂量阈值和最小剂量阈值。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述形状比例判断模块，包括：

水模变换子模块，用于将所述重叠序列中每个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模，分别变换为一个与对应等效圆形水模面积相等的椭圆形水模；

第一方差计算子模块，用于按照下述公式计算第一方差D1：

$D1=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}-{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ};$

其中， ${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}}=\frac{a_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}}{b_{\mathrm{Ellipse},\mathrm{pzi}}},{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{pzi}};$

其中，a_Ellipse,pzi和b_Ellipse,pzi分别是所述重叠序列中第i个Z位置的椭圆形水模的长轴长度和短轴长度，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数；

第一判断子模块，用于判断所述第一方差是否大于第一阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第二方差计算子模块，用于按照下述公式计算第二方差D2：

$D2=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{{\mathrm{PA}}_{\max ,\mathrm{zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，PA_max,zi是患者平片数据中第i个Z位置处的所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第二判断子模块，用于判断所述第二方差是否大于第二阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似；

或者，所述形状比例判断模块，包括：

第三方差计算子模块，用于按照下述公式计算第三方差D3：

$D3=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}-{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}})}^2,i=\mathrm{1,2},......\mathrm{NumZ},j=\mathrm{1,2},......M;$

其中， ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}|A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}-\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}|}{M},A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}=\frac{A_{\max ,\mathrm{zi},j}}{D_{\mathrm{Zi}}},\stackrel{\&OverBar;}{A_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j}}{\mathrm{NumZ}},$ ${\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mean}}=\frac{1}{\mathrm{NumZ}}\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumZ}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;A}}_{\mathrm{mod},\mathrm{zi},j};$

其中，A_max,zi,j是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面在第j个投影位置下所有探测器通道所探测射线中的最大衰减值，D_Zi是所述重叠序列中第i个Z位置的XY扫描断面对应的等效圆形水模直径，NumZ是所述重叠序列中Z位置的总个数，M是投影位置总数；

第三判断子模块，用于判断所述第三方差是否大于第三阈值，如果是，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例不相似，如果否，则判定所述重叠序列中不同Z位置的XY扫描断面的形状比例相似。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

水模直径确定单元，用于根据患者平片数据中的每一切面数据确定与所述切面数据对应的等效圆形水模直径；

断面位置确定单元，用于记录这些等效圆形水模直径中的最大直径和最小直径，以及所述最大直径所在的第一断面位置和所述最小直径所在的第二断面位置；

所述扫描剂量调制模块，还用于按照下述方式确定所述最大剂量阈值T_max和所述最小剂量阈值T_min：

将所述第一断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第一等效水模，并将所述第二断面位置的等效圆形水模变换为面积相等的第二等效水模；

根据不同投影位置下的衰减路径大小与扫描剂量大小之间的正比关系，确定所述第一等效水模在不同投影位置下的最大扫描剂量并将所述最大扫描剂量作为所述最大剂量阈值T_max，且确定所述第二等效水模在不同投影位置下的最小扫描剂量并将所述最小扫描剂量作为所述最小剂量阈值T_min。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述切面数据为{μ₁l₁,μ₂l₂,......μ_il_i,},i＝1,2,3,......,N，其中，μ_i是第i个探测通道上的平均衰减系数，l_i是第i个探测通道上的衰减路径，N是探测通道的总数；

所述水模直径确定单元，具体用于按照下述公式计算与所述切面数据对应的等效圆形水模直径：

$D_{\mathrm{water}}=\frac{2}{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{water}}}\&CenterDot;\sqrt{\frac{S}{\mathrm{\&pi;}}}$

其中， $S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&mu;}}_i{l}_i+{\mathrm{\&mu;}}_{i+1}{l}_{i+1})\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}/2,\mathrm{\&Delta;}=R\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&theta;}}{N}\&CenterDot;f(h_{\mathrm{bed}},h_{\mathrm{centet}}),$ μ_water是水的衰减系数，Δ是相邻探测单元中心之间的距离，R是旋转半径，θ探测单元与球管之间形成的扇角，N是探测通道的总数，h_bed是扫描床与地面之间的距离，h_center是旋转中心与地面之间的距离；f(h_bed,h_center)是修正Δ的函数，当患者位于旋转中心时，f(h_bed,h_center)＝1，当患者高于旋转中心时，f(h_bed,h_center)<1，当患者低于旋转中心时，f(h_bed,h_center)>1。