CN106019352A - 一种医院ct患者辐射剂量的自动计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法，它涉及辐射剂量技术领域；它的计算方法为：步骤一：将患者行CT扫描，获取CT患者的dicom图像数据及剂量报告；步骤二：丛剂量报告中读取体模大小信息；步骤三：获取每层CT图像图位信息中的CTDI_vol‑slice；步骤四：利用边缘检测算法在排除每层CT图像床板的前提下，获取该层面的平均CT值及面积大小，进而获取每层CT图像下的水等效直径D_w‑slice；步骤五：计算每层CT图像的转换因子f_size‑slice；步骤六：计算每层图像的SSDE_slice；步骤七：计算平均本发明既考虑了患者的体型因素，又考虑了患者的衰减，且将管电流调制技术的影响纳入考虑范畴，不仅计算精准、快速，而且提高了剂量数据的准确性。

Description

一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法

技术领域：

本发明涉及一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法，属于辐射剂量技术领域。

背景技术：

随着计算机技术的不断发展，CT检查技术的不断深入，其在临床中的应用也不断的加强；虽然CT检查只代表了诊断过程中5％-10％的辐射剂量，但是它却占据了全部X线曝光剂量中的40％-70％；国际放射防护委员会(ICRP)引述文献指出，CT所致器官吸收剂量常常可以接近或超过已知增加癌症概率的水平，正是由于此种原因，CT扫描所致辐射剂量也日益受到人们的关注。

临床上CT辐射剂量常用容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)及有效剂量(ED)来表征。CTDI_vol表示CT扫描时对于标准参考模型(直径为16或32cm PMMA，分别模拟小体型和大体型患者)的辐射输出水平；DLP是CTDI_vol和扫描长度的乘积，表示标准参考模型所接受的总辐射能量；有效剂量(ED)是DLP和转换因子K的乘积，转换因子K是用来区分不同年龄段人群及不同部位对X线的敏感性。然而CTDI_vol和DLP是随扫描参数如管电压、管电流、球管旋转时间和螺距的变化而变化的，且它们的值与患者体型大小无关，反映的是设备输出的辐射剂量，而非患者接受的辐射剂量；但是Baojun Li等的研究表明对于一个较小个体的儿童患者，扫描时用32cm的标准体模作为参考得到一个CTDI_vol值，如果简单地将该CTDI_vol值计算患者的辐射剂量，则可能导致对患者辐射剂量低估2-3倍；因此，在不考虑受检者体型情况下，利用CTDI_vol和DLP及转换因子K来评估儿童的CT有效剂量是非常不准确的。

为了剔除受检者体型对于有效剂量评估的影响，在2011年美国医学物理学家协会(AAPM)204号报告中，综合分析了4个相互独立的研究小组的数据，这些小组分别利用不同的CT参考模型研究证实，可以利用患者体型因素(横径、纵径、横径+纵径、有效直径)所对应的新的转换系数f_size联合CTDI_vol来估算出个体患者的CT辐射剂量(Size-Specific DoseEstimates，SSDE)；然而，该种方法仍然存在一些问题，如可能会存在体型因素有效直径在胸部和腹部是一样的，但是两个部位所存在的X线衰减是明显不一致的，在这种情况下如果仅用有效直径来表示两个部位的剂量差异，这显然是不正确的。

随后，由AAPM在2014年发布的220号报告中提出了一个新的关于体型因素的概念-水等效直径(Water Equivalent Diameter，Dw)，来弥补204号报告中未将患者衰减因素纳入考虑范畴的不足，并以此来计算患者的SSDE。该方法虽然考虑了患者的衰减因素，但是仍然存在以下问题：1、用扫描范围的中心层面来计算SSDE，这只能代表局部不能代表整个扫描范围；2、随着管电流自动调制技术(automatic tube currentmodulation，ATCM)的普及，每一层管电流的不一致，也会造成每层的衰减不一致。由此看来，需要更加精确的方法来计算CT患者的辐射剂量。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法。

本发明的一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法，它的计算方法为：

步骤一：将患者行CT扫描，获取CT患者的dicom图像数据及剂量报告；

步骤二：丛剂量报告中读取体模大小信息；

步骤三：获取每层CT图像图位信息中的CTDI_vol-slice；

步骤四：在排除CT机床板的情况下，利用边缘检测算法自动勾画基于每层CT图像形态的感兴趣区(ROI)，获取ROI内的平均CT值(CT_ROI)及面积大小(A_ROI)，进而获取每层CT图像下的水等效直径D_w-slice；

基于公式：

步骤五：计算每层CT图像的转换因子f_size-slice，基于公式f_size-slice＝a×e^-b×DW-slice(针对不同体模大小，a、b值大小均不同)；

步骤六：计算每层CT图像的SSDE_slice，基于公式SSDE_slice＝CTDI_vol-slice×f_size-slice；

步骤七：计算平均基于公式Z代表沿着进床方向，N代表沿着进床方向上的扫描层数。

作为优选，所述的体模为16cm体模或32cm体模或其它体模。

本发明的有益效果为：既考虑了患者的体型因素，又考虑了患者的衰减，且将管电流调制技术的影响纳入考虑范畴，不仅计算精准、快速，而且提高了辐射剂量数据的准确性。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的流程图。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它的计算方法为：

步骤一：软件读取CT剂量报告中体模大小信息；

步骤二：

2.1、然后读取每层CT图像图位信息中关于辐射剂量参数CTDI_vol-slice.代表该层面的辐射剂量；

2.2、在排除CT机床板的情况下，利用边缘检测算法自动勾画基于每层CT图像形态的感兴趣区(ROI)，获取ROI的平均CT值(CT_ROI)及面积大小(A_ROI)，计算每层CT图像下的水等效直径D_w-slice，如下公式：

$Dw-slice=2\sqrt{\[\frac{{\mathrm{CT}}_{ROI}}{1000}+1\]*\frac{A_{ROI}}{\mathrm{\Π}}};$

步骤三：计算每层CT图像的转换因子；针对不同体模大小，a、b值大小均不同，如当为16cm体模时，a＝1.87b＝0.0387；如下公式：

f_size-slice＝a×e^-b×DW-slice；

步骤四：计算每层CT图像的SSDE，如下公式；

SSDE_slice＝CTDI_vol-slice×f_size-slice；

步骤五：计算所有层面的SSDE，然后求平均(如下式，Z代表沿着进床方向，N代表沿着进床方向上的扫描层数)

$\stackrel{\‾}{SSDE}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{Z=1}^{N}SSDE\left(Z\right)}{N}.$

本具体实施方式的工作原理为：它的计算方法为：

步骤一：将患者行CT扫描，获取CT dicom图像数据及剂量报告；

步骤二：丛剂量报告中读取体模大小信息；

步骤三：获取每层CT图像图位信息中的CTDI_vol-slice；

步骤四：在排除CT机床板的情况下，利用边缘检测算法自动勾画基于每层CT图像形态的感兴趣区(ROI)，获取ROI的平均CT值(CT_ROI)及面积大小(A_ROI)，进而获取每层CT图像下的水等效直径D_w-slice；

基于公式：

步骤五：计算每层CT图像的转换因子f_size-slice，针对不同体模大小，a、b值大小均不同，基于公式f_size-slice＝a×e^-b×DW-slice；

步骤六：计算每层的SSDE_slice，基于公式SSDE_slice＝CTDI_vol-slice×f_size-slice；

步骤七：计算平均 Z代表沿着进床方向，N代表沿着进床方向上的扫描层数。

本具体实施方式具有如下优点：

一、相比以前的剂量指数SSDE(2011版)、CTDI_vol、DLP方法，既考虑了患者的体型因素，又考虑了患者的衰减因素，且将管电流调制技术的影响纳入考虑范畴，因此能更准确的代表患者的有效辐射剂量。

二、设计基于CT图像的的自动计算方法，既能方便计算与分析，又能提高CT辐射剂量数据的准确性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法，其特征在于：它的计算方法为：

步骤一：将患者行CT扫描，获取CT dicom图像数据及剂量报告；

步骤二：丛剂量报告中读取体模大小信息；

步骤三：获取每层CT图像图位信息中的CTDI_vol-slice；

步骤四：在排除CT机床板的情况下，利用边缘检测算法自动勾画基于每层CT图像形态的感兴趣区(ROI)，获取ROI内的平均CT值(CT_ROI)及面积大小(A_ROI)，计算每层CT图像下的水等效直径D_w-slice；

基于公式：

步骤五：计算每层CT图像的转换因子f_size-slice，基于公式f_size-slice＝a×e^-b×DW-slice；

步骤六：计算每层CT图像的SSDE_slice，基于公式SSDE_slice＝CTDI_vol-slice×f_size-slice；

步骤七：计算平均 Z代表沿着进床方向，N代表沿着进床方向上的扫描层数。

2.根据权利要求1所述的一种医院CT患者辐射剂量的自动计算方法，其特征在于：所述的体模为16cm体模或32cm体模。