CN107928694B - Ct剂量调制方法、装置、ct扫描方法及ct系统 - Google Patents

Ct剂量调制方法、装置、ct扫描方法及ct系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种CT剂量调制方法、装置、CT扫描方法及CT系统，该方法包括：获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。解决了现有技术的CT定位像仅包含吸收剂量的二维分布信息的技术问题，实现了通过断层图像作为定位像进行CT剂量调制的技术效果。

Description

CT剂量调制方法、装置、CT扫描方法及CT系统
技术领域
本发明实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种CT剂量调制方法、装置、CT扫描方法及CT系统。
背景技术
CT(Computed Tomography，简称CT)，即电子计算机断层扫描普遍使用的定位像是类似XR的投影图，由于将三维信息压缩到二维平面，导致扫描对象三维信息的缺失，进而造成器官重叠，不方便医生识别器官。
另外，CT中常用的吸收剂量调制技术是根据上述定位像，计算出被扫描对象在每个z轴坐标值上的吸收剂量或者轮廓宽度，然后根据z轴坐标值上的吸收剂量或者轮廓宽度得出X射线吸收率沿z方向的变化，以此为依据调节扫描过程中管电流的大小，达到节省吸收剂量的目的。
但是，上述二维定位像不能反映扫描对象的三维定位信息，从而使基于前述二维定位像得出的吸收剂量调制方案的实现效果较差。
发明内容
本发明实施例提供一种CT剂量调制方法、装置、CT扫描方法及CT系统，解决了现有技术的CT剂量调制使用的定位像仅包含吸收剂量的二维分布信息的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种CT剂量调制方法，包括：
获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；
根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于所述目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息。
进一步，所述多个体层沿z轴方向排列延伸，所述z轴方向为待测者头部向脚部延伸方向或者待测者脚部向头部延伸方向；
所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：
获取每个体层对应的断层图像的所有像素点的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为每个体层对应的第一吸收剂量；
根据所述多个体层对应的第一吸收剂量，确定所述目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息。
进一步，在所述根据所述多个体层对应的第一吸收剂量，确定所述目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息之后，包括：
获取每个体层对应的断层图像的投影方向，根据所述投影方向确定所述投影方向对应的第二吸收剂量；
将所述投影方向对应的第二吸收剂量作为各体层对应的x-y平面的吸收剂量分布信息，其中，所述x-y平面平行于所述断层图像。
进一步，所述获取每个体层对应的断层图像的投影方向，根据所述投影方向确定所述投影方向对应的第二吸收剂量，包括：
获取每个体层的断层图像的投影方向，以及与所述投影方向对应的投影线；
求取每个所述投影方向对应的所述投影线所经过的所有像素的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为所述投影方向对应的第二吸收剂量。
进一步，所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：
获取所述多个体层对应的断层图像的第一焦点路径，所述第一焦点路径中的第一焦点位置呈螺旋状分布；
确定所述第一焦点路径中每个第一焦点位置对应的断层图像；
将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点，得到所述第一焦点对应的第三吸收剂量；
根据所述第一焦点位置和所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，确定所述目标部位基于焦点路径的吸收剂量分布信息。
进一步，所述将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点位置，得到所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，包括：
获取所述第一焦点位置发出的X射线，在所述多个体层对应的断层图像中的模拟穿透路径，所述模拟穿透路径用于模拟所述X射线在所述多个体层中的穿透路径，所述X射线由所述CT机在所述第一焦点位置发出；
求取每个所述第一焦点位置对应的所述模拟穿透路径上的像素的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
进一步，在所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息之后，还包括：
获取第二焦点路径，所述第二焦点路径的螺距小于或等于所述第一焦点路径的螺距；
判断所述第二焦点路径中的每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若否，则根据所述第二焦点位置确定与所述第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，并基于预设插值算法求取所述虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量，以更新所述第一焦点位置以及所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
第二方面，本发明实施例还提供了一种CT吸收剂量调制装置，包括：
断层图像获取模块，用于获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
吸收剂量信息确定模块，用于根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；
剂量调制信息确定模块，用于根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。
第三方面，本发明实施例还提供了一种CT图像扫描方法，该方法包括：
以预设定位扫描参数获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像；
基于CT剂量调制方法，根据所述多个体层对应的断层图像求取用于所述目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息；
根据所述剂量调制信息确定的CT诊断扫描参数获取待测者目标部位的诊断图像。
第四方面，本发明实施例还提供了一种CT系统，所述CT系统包括：
球管，所述球管用于根据管电流或管电压发射相应剂量率的X射线；
探测器，所述探测器用于接收透过待测者目标部位的X射线以生成扫描数据；
滑环，所述滑环用于限定所述球管和所述探测器的运动轨迹；
电机，所述电机用于驱动所述球管和所述探测器沿所述滑环运动；
扫描床，所述扫描床用于放置待测者，并在扫描床电机的驱动下，沿垂直于滑环所在平面的方向运动；
处理器，所述处理器用于根据预设定位扫描参数，通过控制所述扫描床电机和所述电机，使所述球管和所述探测器绕所述扫描床做螺旋运动，并控制所述探测器在运动过程中获取待测者目标部位的定位扫描数据；根据所述定位扫描数据确定多个体层对应的断层图像；根据所述多个体层对应的断层图像确定剂量调制信息；根据所述剂量调制信息确定CT诊断扫描参数；根据CT诊断扫描参数，通过控制所述扫描床电机和所述电机，使所述球管和所述探测器绕扫描床做螺旋运动，并控制所述探测器在运动过程中获取CT诊断扫描数据，根据所述CT诊断扫描数据确定CT诊断图像。
本发明实施例提供的CT剂量调制方法的技术方案，获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像作为定位像，根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息，由于多个体层对应的断层图像构成三维图像，所以吸收剂量分布信息更为准确，那么根据该吸收剂量分布信息确定的用于CT诊断扫描的剂量调制信息也更为准确，提高剂量调制信息的准确率，在保证诊断图像质量的同时，降低待测者接收的射线辐射量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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是本发明实施例一提供的CT剂量调制方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的多个体层对应的断层图像的获取方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的吸收剂量分布信息的确定方法的流程图；
图4是本发明实施例二提供的断层图像的像素的CT值和的示意图；
图5是本发明实施例二提供的断层图像的像素的CT值加权和的示意图；
图6是本发明实施例二提供的断层图像投影方向的投影线示意图；
图7是本发明实施例三提供的吸收剂量分布信息确定方法的流程图；
图8是本发明实施例三提供的第三吸收剂量的获取方法的流程图；
图9是本发明实施例三提供的基于焦点位置的像素的CT值加权和的示意图；
图10是本发明实施例三提供的完善剂量分布信息的方法的流程图；
图11是本发明实施例四提供的CT剂量调制装置的结构框图；
图12是本发明实施例五提供的CT图像扫描方法的流程图；
图13是本发明实施例六提供的CT系统的结构示意图；
图14是本发明实施例六提供的计算机设备的结构示意图；
图标：
100-CT系统；101-旋转中心；110-机架；120-扫描床；130-可旋转部分；131-X射线源；132-探测器。
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，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的CT剂量调制方法的流程图。本实施例的技术方案适用于通过CT机螺旋扫描获取临床CT诊断图像的情况。该方法可以由本发明实施例提供的CT剂量调制装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在处理器中应用，该处理器通常设置于与螺旋CT设备相连的控制计算机中。
临床CT的断层图像通常由CT机基于预设剂量率，对待测者的目标部位进行扫描所获取的扫描数据重建而成。为了减少待测者所接收的剂量辐射，以及提高诊断图像的质量，通常先采用较低的扫描剂量率获取目标部位的定位像，然后根据定位像确定剂量调制信息，基于该剂量调制信息对待测者目标部位进行螺旋扫描，以获取诊断图像的扫描数据。因此，要以较低的剂量获取较高质量的扫描数据的前提是，获取准确度较高的剂量调制信息。
如图1所示，为了获取准确度较高的剂量调制信息，本实施例中的CT剂量调制方法包括如下步骤：
S1、获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成。
本实施例中的定位像为CT机基于预设定位剂量率，获取的待测者目标部位多个体层对应的断层图像，多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成，预设定位剂量率可采用现有技术中的定位像剂量率。
可选地，如图2所示，待测者目标部位多个体层对应的断层图像的获取方法包括：
S11、基于预设定位剂量率，对待测者的目标部位进行螺旋定位扫描，以获取扫描数据。
由于定位像剂量率较小，所以在定位扫描时，可以通过螺旋定位扫描获取目标部位较大范围内的扫描数据。
S12、对扫描数据进行重建，生成断层图像。
对所获取的所有扫描数据进行CT图像重建，生成每个体层的断层图像。
S13、确定诊断图像的扫描范围，将诊断图像扫描范围内的断层图像作为目标部位多个体层对应的断层图像。
根据已获取的断层图像确定CT诊断图像的扫描范围，诊断图像的扫描范围通常小于或等于定位像的扫描范围，将诊断图像扫描范围内的目标部位多个体层对应的断层图像作为定位像，根据该定位像进行CT剂量调制，减少参与计算的图像数量，提高数据运算速度，同时减少病人接收射线辐射的范围。
可以理解的是，当诊断断层图像与定位断层图像的z轴坐标对应相同时，剂量调制效果最好，因此当诊断断层图像与定位断层图像对应的体层厚度一致，但二者没有对应时，可以将定位像的起始点向增大诊断图像扫描范围的方向移动，直至诊断图像扫描的起始点与某一定位断层图像重合。
可以理解的是，多个体层对应的断层图像可构成三维图像。
S2、根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息。
根据多个体层对应的断层图像的剂量分布规律确定目标部位的吸收剂量分布信息，可选地，剂量分布规律包括：剂量在多个体层之间的分布规律、剂量在每个断层图像的投影方向之间的分布规律，以及剂量在焦点路径中的各个焦点位置之间的分布规律。
S3、根据目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。
目标部位的吸收剂量分布信息可以反映目标部位不同位置的吸收剂量，因此根据目标部位的吸收剂量分布信息可以确定CT诊断扫描的剂量调制信息。
可以理解的是，由于本实施例中的多个体层对应的断层图像携带有三维剂量分布信息，相对于现有技术的平片定位像，可以得到更为准确的剂量调制信息，根据该剂量调制信息可以以较低的扫描剂量率获取高质量的断层图像，在保证诊断CT的图像质量的同时，降低待测者接收的射线辐射量。
本发明实施例提供的CT剂量调制方法的技术方案，获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像作为定位像，根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息，由于多个体层对应的断层图像可构成三维图像，所以吸收剂量分布信息更为准确，那么根据该吸收剂量分布信息确定的剂量调制信息也更为准确，可以在保证诊断图像质量的同时，降低待测者接收的射线辐射量。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的吸收剂量分布信息的确定方法的流程图。本发明实施例是对上述实施例中的根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息进行的优化。如图3所示，吸收剂量分布信息的确定方法的步骤包括：
S21、获取每个体层对应的断层图像的所有像素点的CT值加权和，并将CT值加权和作为每个体层对应的第一吸收剂量。
z轴方向的吸收剂量分布信息通常指，不同z轴坐标值之间的吸收剂量关系，要获取z轴坐标值对应的吸收剂量关系，需要获取每个z轴坐标值的吸收剂量。可选地，求取每个断层图像的吸收剂量，将断层图像的吸收剂量作为断层图像的z轴坐标值对应的第一吸收剂量。
如图4所示，z＝1的断层图像的第一吸收剂量为：
Σμ(z＝1)＝μ(1,1,1)+μ(2,1,1)+...+μ(x,y,1)
z＝2的断层图像的第一吸收剂量为：
Σμ(z＝2)＝μ(1,1,2)+μ(2,1,2)+...+μ(x,y,2)
以此类推，可以求取任一断层图像的z轴坐标值的第一吸收剂量。
可选地，由于不同射线系统的性能不同，所以不同射线系统的断层图像的像素的CT值对图像质量的影响不同，将对图像质量影像较高的像素点的CT值设置较高的权值，而对图像质量影响较低的像素点的CT值设置较低的权值，即通过权值反映该像素CT值对图像质量的影响水平，将断层图像所有像素的CT值加权和，作为该幅断层图像的z轴坐标值的第一吸收剂量。
如图5所示，z＝1的断层图像的第一吸收剂量为：
Σμ(z＝1)＝P(1,1,1)×μ(1,1,1)+P(2,1,1)×μ(2,1,1)+...+P(x,y,1)×μ(x,y,1)
其中，P为权值，当权值为1时，图4与图5相同，实际使用时应根据具体的CT系统参数进行设置。
以此类推，对所有断层图像进行此操作，可获得各个断层图像的z轴坐标值的第一吸收剂量。
当诊断断层图像的体层厚度小于定位像的体层厚度时，可以根据诊断断层图像的z轴坐标确定与该诊断断层图像对应的虚拟断层图像的z轴坐标，基于预设差值算法，求取该虚拟断层图像的z轴坐标对应的第一吸收剂量。
S22、根据多个体层对应的第一吸收剂量，确定目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息。
将定位像的各个断层图像的z轴坐标值，以及与各个z轴坐标值对应的第一吸收剂量作为目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息，可选地，将定位像的各个断层图像的z轴坐标值，以及与各个z轴坐标值对应的第一吸收剂量之间的比值作为目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息。
需要说明的是，本实施例中的z轴方向的吸收剂量分布信息，可以是定位像中每个断层图像的z轴坐标及其对应的第一吸收剂量，也可以是基于预设间隔获取的，定位像中的断层图像的z轴坐标及其对应的第一吸收剂量；当然，也可以设定预设间隔，然后获取该预设间隔内所有断层图像的CT值加权和，将该CT值加权和作为预设z轴坐标的第一吸收剂量，比如，预设间隔为探测器个数，或是螺旋CT的层数。
可选地，为了调高剂量调制信息的准确性，在确定了z轴方向的剂量调制信息之后，本实施例还确定x-y平面的剂量调制信息，用于确定CT机在x-y平面的剂量调制信息。
S23、获取每个体层对应的断层图像的投影方向，根据投影方向确定投影方向对应的第二吸收剂量。
投影方向通常等间隔地沿圆周分布，因此通过投影方向之间的第二吸收剂量的大小关系，可以反映出断层图像所在体层在整个圆周方向上的吸收剂量分布情况，而且，投影方向与扫描角度通常存在函数关系，可根据投影方向之间的剂量关系，确定各扫描角度之间的剂量关系。
本实施例求取断层图像的每个投影方向所对应的像素的CT值加权和，并将该CT值加权和作为投影方向对应的第二吸收剂量。
可选地，根据投影方向确定投影线，对于每一幅断层图像，求取位于每个投影方向的所有投影线上的像素的CT值加权和，将该CT值加权和作为该投影方向对应的第二吸收剂量。其中，本实施例中基于投影方向确定投影线为现有技术，任何现有技术中能够基于投影方向确定投影线的算法均可，本实施例对此不予限定。
如图6所示，θ＝0°的投影方向对应的第二吸收剂量为：
Σμ(θ＝0°)＝P1×Projection1(θ＝0°)+P2×Projection2(θ＝0°)+...+Pn×Projectionn(θ＝0°)
其中，Pn为每条投影线的权值，Projection n为每条投影线对应像素的CT值和。
θ＝α°的投影方向对应的第二吸收剂量为：
Σμ(θ＝α°)＝P1×Projection1(θ＝α°)+P2×Projection2(θ＝α°)+...+Pn×Projectionn(θ＝α°)
以此类推，可以得到其他投影方向对应的第二吸收剂量。
可以理解的是，可以将全部投影线的权值设置为1，也可将不同投影线设置成不同的权值，实际使用时，应根据CT系统的相关参数确定每条投影线的权值。
本实施例中的每条投影线对应一个权值，实际使用时也可设置成像素权值，然后求取位于每条投影线上的所有像素的CT值加权和。
本实施例可以求取每一个投影方向的第二吸收剂量，也可以基于预设间隔求取所选取的投影方向的第二吸收剂量；另外，当z轴坐标值对应预设间隔内多幅定位断层图像时，对于每个投影方向，可以求取该预设间隔内的所有定位断层图像对于该投影方向的第二吸收剂量的和值，并将该和值或者该和值的平均值作为该投影方向的第二吸收剂量。
S24、将投影方向对应的第二吸收剂量作为各体层对应的x-y平面的吸收剂量分布信息，其中，x-y平面平行于断层图像。
将投影方向对应的第二吸收剂量作为各体层对应的x-y平面的吸收剂量分布信息，根据各体层对应的x-y平面的吸收剂量分布信息，确定x-y平面的剂量调制信息，继而确定CT机的每个扫描角度的扫描剂量率，可以在保证CT图像的质量的同时，减少待测者所接收的射线辐射量。
本实施例相较于现有技术只能通过定位平片进行z轴的剂量调制，在提高z轴的剂量调制信息的准确性外，还增加了x-y平面的剂量调制信息，提高了剂量调制的准确性，在保证CT图像的质量的同时，减少待测者所接收的射线辐射量。
实施例三
图7是本发明实施例三提供的吸收剂量分布信息确定方法的流程图。在上述实施例的基础上对根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息进行的优化。如图7所示，吸收剂量分布信息确定方法的步骤包括：
S21、获取多个体层对应的断层图像的第一焦点路径，第一焦点路径中的第一焦点位置呈螺旋状分布。
CT机通过螺旋扫描获取待测者的目标部位的扫描数据时，其焦点轨迹呈螺旋状，因此焦点轨迹中的每一个z轴坐标值仅对应一个焦点位置，而且，由于焦点轨迹为三维空间分布，当焦点位置确定时，断层图像的很多参数也随之确定，比如扫描角度和z轴坐标值等。
本实施例可以获取定位像的所有焦点位置，也可以基于预设焦点位置条件，获取符合预设条件的焦点位置，比如基于预设间隔获取定位像的焦点位置。
S22、确定第一焦点路径中每个第一焦点位置对应的断层图像。
CT机包括单层螺旋CT和多层螺旋CT，当CT机为单层螺旋CT时，焦点路径中的每个焦点位置对应一幅断层图像，当CT机为多层螺旋CT时，焦点路径中的每个焦点位置对应多幅断层图像，且断层图像的个数通常与CT机的层数相关。可选地，根据CT机的系统参数或扫描参数或图像重建参数确定每个焦点位置对应的断层图像，并将焦点位置对应的断层图像的CT值投影至焦点位置，作为焦点位置对应的第三吸收剂量。
S23、将第一焦点位置对应的断层图像的CT值投影至第一焦点，得到第一焦点对应的第三吸收剂量。
用于CT诊断扫描的剂量调制信息包括CT诊断扫描的扫描参数，用于确定CT机在设定位置的扫描剂量率，除了通过z轴和x-y平面的吸收剂量分布信息确定之外，还可以通过焦点路径中各个焦点位置的吸收剂量分布信息来确定。
可选地，求取每个焦点位置对应的所有断层图像的像素的CT值加权和，将该CT值加权和作为每个焦点的第三吸收剂量。
将一个平面上的各个值投影至某个点上的可选方式为，将该平面上的所有值的和作为投影值，本实施例将每幅断层图像的所有像素点的CT值加权和，作为该断层图像投影至相应焦点位置的投影值，然后将焦点位置对应的多幅断层图像的投影值和作为该焦点的第三吸收剂量。
可选地，如图8所示，第三吸收剂量的获取方法包括：
S231、获取X射线在多个体层对应的断层图像中的模拟穿透路径，模拟穿透路径用于模拟X射线在目标部位中的穿透路径，X射线由CT机在第一焦点位置发出。
CT扫描时，CT机沿第一焦点路径旋转，并在每一个第一焦点位置发射若干条X射线，X射线在第一焦点位置对应的体层中传播，本实施例根据X射线在某第一焦点位置对应体层中的传播路径，确定X射线在该第一焦点位置对应体层的断层图像上的模拟穿透路径。
可选地，第一焦点位置对应体层的数量与CT机的层数有关。
S232、将每个第一焦点位置对应的模拟穿透路径上的所有像素的CT值加权和，作为该第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
由于第一焦点路径为螺旋状分布，所以所有第一焦点位置的z轴坐标值均不同，为了更好地描述第一焦点的空间位置，本实施例中的第一焦点位置通过z轴坐标值和扫描角度表示，如图9所示，第一焦点位置为z＝z1，θ＝90°时发出的X射线，所经过的像素的CT值加权和为：
Σμ(z＝z1,θ＝0°)＝P1×Projection1(θ＝90°)+P2×Projection2(θ＝90°)+...+Pn×Projectionn(θ＝90°)
其中，Projection n为第一焦点位置为z＝z1，θ＝0°时发出的第n条X射线的CT值和，Pn为第n条X射线的CT值和的权值。
以此类推，可以得到第一焦点位置在不同位置时，发出的X射线模拟路径的CT值加权和。
本实施例中的权值采用射线权值，即对每一条X射线设置权值，实际使用时，也可以采用像素权值，然后求取每条X射线模拟路径上的所有像素的CT值权值和，进而求取每个第一焦点位置对应的所有X射线模拟路径的CT值权值和的总和。
为了提高剂量调制的准确性，需要获取第二焦点路径中的每个第二焦点位置的剂量参数，而要获取每个第二焦点位置的剂量参数，需要第一焦点路径中存在与每个第二焦点位置对应的第一焦点位置，以及第一焦点位置的第三吸收剂量，实际使用过程中，并不能保证所有的第二焦点位置都存在对应的第一焦点位置，因此，需要基于现有的第一焦点位置及其对应的第三吸收量，得到对应于每一个第二焦点位置的第一焦点位置，以及第一焦点位置的第三吸收量。
可选地，如图10所示，本实施例完善剂量分布信息的方法包括：
S233、获取第二焦点路径，第二焦点路径的螺距小于或等于第一焦点路径的螺距。
为了保证诊断图像的分辨率，诊断图像的体层厚度通常小于或等于定位图像的体层厚度，所以第二焦点路径的螺距小于或等于第一焦点路径的螺距。
S234、判断每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若否，则根据第二焦点位置确定与该第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，并基于预设插值算法求取该虚拟第一焦点位置对应的第三吸收剂量，以更新第一焦点位置和第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
可选地，判断每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若是，对该第一焦点位置进行标识，若否，则根据第二焦点位置确定与该第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，基于预设插值算法，求取该虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量，并对该虚拟第一焦点位置进行标识。
根据已标识的第一焦点位置及其第三吸收剂量，以及虚拟第一焦点位置及其第三吸收剂量确定基于焦点路径的吸收剂量分布信息。
需要说明的是，本实施例中的预设差值算法为现有技术的差值算法，任何能够根据虚拟第一焦点位置，以及该虚拟第一焦点位置邻域范围内的第一焦点位置，以及第一焦点位置对应的第三吸收剂量插值出虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量即可，本实施例对此不予限定。
S24、根据第一焦点位置的坐标值和第一焦点位置对应的第三吸收剂量，确定目标部位基于焦点路径的吸收剂量分布信息。
由于CT机的焦点路径为三维坐标，所以基于焦点路径的吸收剂量分布信息也是三维的吸收剂量分布信息，根据三维吸收剂量分布信息确定的剂量调制信息更加准确，可以在保证CT图像的质量的同时，减少待测者所接收的剂量辐射。
本实施例将第一焦点位置对应的断层图像的CT值投影至第一焦点位置，得到第一焦点位置对应的第三吸收剂量，由于第一焦点路径为CT机螺旋扫描过程中焦点位置的三维位置变化轨迹，所以根据三维吸收剂量分布信息确定的剂量调制信息更加准确，可以在保证CT图像的质量的同时，减少待测者所接收的剂量辐射。
实施例四
图11是本发明实施例四提供的CT剂量调制装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的剂量调制方法，该剂量调制装置可选为软件或硬件实现。如图11所示，该装置包括：
断层图像获取模块11，用于获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
吸收剂量信息确定模块12，用于根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；
剂量调制信息确定模块13，用于根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。
本发明实施例提供的CT剂量调制装置的技术方案，获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像作为定位像，根据多个体层对应的断层图像确定目标部位的吸收剂量分布信息，由于多个体层对应的断层图像构成三维图像，所以吸收剂量分布信息更为准确，那么根据该吸收剂量分布信息确定的用于CT诊断扫描的剂量调制信息也更为准确，提高剂量调制信息的准确率，在保证诊断图像质量的同时，降低待测者接收的射线辐射量。
本发明实施例所提供的剂量调制装置可执行本发明任意实施例所提供的剂量调制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图12是本发明实施例五提供的CT图像扫描方法的流程图。适用于基于前述实施例所述的CT剂量调制方法确定CT剂量调制信息，并根据CT剂量调制信息获取CT诊断图像的情景。该方法可以由本发明实施例提供的CT系统来执行，配置在处理器中应用，如图12所示，该方法包括：
S01、以预设定位扫描参数获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像。
S02、基于CT剂量调制方法，根据多个体层对应的断层图像求取用于目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息。
本实施例可以基于前述实施例所述的CT剂量调制方法，根据多个体层对应的断层图像求取用于目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息。
S03、根据剂量调制信息确定的CT诊断扫描参数获取待测者目标部位的诊断图像。
根据剂量调制信息确定CT诊断扫描参数，根据该CT诊断扫描参数控制球管管电压或管电流出束，以获取待测者目标部位的诊断图像的扫描数据。
本实施例基于CT剂量调制方法，根据多个体层对应的断层图像求取用于目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息，由于多个体层对应的断层图像构成三维图像，所以吸收剂量分布信息更为准确，那么根据该吸收剂量分布信息确定的用于CT诊断扫描的剂量调制信息也更为准确，根据剂量调制信息确定的CT诊断扫描参数更为准确，根据该CT诊断扫描参数控制球管管电压或管电流获取的待测者目标部位的诊断图像的扫描数据也更为准确，从而使基于该诊断图像的扫描数据进行图像重建得到的CT诊断图像的质量更高。
实施例六
图13是本发明实施例六提供的CT系统的结构示意图。如图13所示，该CT系统100包括机架110，机架110包括可旋转部分130，该可旋转部分130设置有探测器132和包含有X射线源131的球管，电机驱动可旋转部分130沿滑环运动，使X射线源131和探测器132绕旋转中心101旋转，且X射线源131与旋转中心101的连线垂直于探测器132。其中，X射线源131设于球管内，根据管电流或管电压发射相应剂量率的X射线。
CT系统100还具有扫描床120，在进行检查时，扫描床120在扫描床电机的带动下，携带待测者沿Z轴方向进入到扫描腔体中。
CT系统100还包括处理器，处理器包括控制单元和图像重建单元，控制单元用于在扫描过程中根据特定的扫描协议控制CT系统100的各部件。图像重建单元用于根据探测器132采样的扫描数据重建出图像。
基于上述结构，本实施例可通过以下方式获取CT诊断图像：
控制单元根据预设定位扫描参数，通过控制扫描床电机和电机，使X射线源131和探测器132绕扫描床120做螺旋运动，并控制探测器132在运动过程中获取待测者目标部位的定位扫描数据；然后控制图像重建单元根据定位扫描数据重建多个体层对应的断层图像；然后根据多个体层对应的断层图像确定剂量调制信息，并根据剂量调制信息确定CT诊断扫描参数；然后根据CT诊断扫描参数，通过控制扫描床电机和电机，使X射线源131和探测器132绕扫描床120做螺旋运动，并控制探测器132在运动过程中获取CT诊断扫描数据；然后控制图像重建单元根据CT诊断扫描数据重建CT诊断图像。
通常情况下，处理器位于计算机设备内，如图14所示，该计算机设备包括处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204；设备中处理器201的数量可以是一个或多个，图14中以一个处理器201为例；设备中的处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204可以通过总线或其他方式连接，图14中以通过总线连接为例。
存储器202作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的CT剂量调制方法对应的程序指令/模块(例如，断层图像获取模块11、吸收剂量信息确定模块12以及剂量调制信息确定模块13)。处理器201通过运行存储在存储器202中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的CT剂量调制方法。
存储器202可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器202可进一步包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置203可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
输出装置204可包括显示屏等显示设备，例如，用户终端的显示屏。
实施例七
本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行CT剂量调制方法，包括：
获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；
根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的CT剂量调制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的CT剂量调制方法。
值得注意的是，上述CT剂量调制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种CT剂量调制方法，其特征在于，包括：
获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；
根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于所述目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息；
所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：
获取所述多个体层对应的断层图像的第一焦点路径，所述第一焦点路径中的第一焦点位置呈螺旋状分布；
确定所述第一焦点路径中每个第一焦点位置对应的断层图像；
将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点，得到所述第一焦点对应的第三吸收剂量；
根据所述第一焦点位置和所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，确定所述目标部位基于焦点路径的吸收剂量分布信息；
在所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息之后，还包括：
获取第二焦点路径，所述第二焦点路径的螺距小于或等于所述第一焦点路径的螺距；
判断所述第二焦点路径中的每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若否，则根据所述第二焦点位置确定与所述第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，并基于预设插值算法求取所述虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量，以更新所述第一焦点位置以及所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个体层沿z轴方向排列延伸，所述z轴方向为待测者头部向脚部延伸方向或者待测者脚部向头部延伸方向；
所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：
获取每个体层对应的断层图像的所有像素点的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为每个体层对应的第一吸收剂量；
根据所述多个体层对应的第一吸收剂量，确定所述目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述多个体层对应的第一吸收剂量，确定所述目标部位在z轴方向的吸收剂量分布信息之后，包括：
获取每个体层对应的断层图像的投影方向，根据所述投影方向确定所述投影方向对应的第二吸收剂量；
将所述投影方向对应的第二吸收剂量作为各体层对应的x-y平面的吸收剂量分布信息，其中，所述x-y平面平行于所述断层图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取每个体层对应的断层图像的投影方向，根据所述投影方向确定所述投影方向对应的第二吸收剂量，包括：
获取每个体层的断层图像的投影方向，以及与所述投影方向对应的投影线；
求取每个所述投影方向对应的所述投影线所经过的所有像素的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为所述投影方向对应的第二吸收剂量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点位置，得到所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，包括：
获取所述第一焦点位置发出的X射线，在所述多个体层对应的断层图像中的模拟穿透路径，所述模拟穿透路径用于模拟所述X射线在所述多个体层中的穿透路径，所述X射线由CT机在所述第一焦点位置发出；
求取每个所述第一焦点位置对应的所述模拟穿透路径上的像素的CT值加权和，并将所述CT值加权和作为所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量。
6.一种CT吸收剂量调制装置，其特征在于，包括：
断层图像获取模块，用于获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像，所述多个体层对应的断层图像由螺旋定位扫描待测者目标部位所获取的扫描数据重建而成；
吸收剂量信息确定模块，用于根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：
获取所述多个体层对应的断层图像的第一焦点路径，所述第一焦点路径中的第一焦点位置呈螺旋状分布；
确定所述第一焦点路径中每个第一焦点位置对应的断层图像；
将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点，得到所述第一焦点对应的第三吸收剂量；
根据所述第一焦点位置和所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，确定所述目标部位基于焦点路径的吸收剂量分布信息；
在所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息之后，还包括：
获取第二焦点路径，所述第二焦点路径的螺距小于或等于所述第一焦点路径的螺距；
判断所述第二焦点路径中的每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若否，则根据所述第二焦点位置确定与所述第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，并基于预设插值算法求取所述虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量，以更新所述第一焦点位置以及所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量；
剂量调制信息确定模块，用于根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于CT诊断扫描的剂量调制信息。
7.一种CT图像扫描方法，其特征在于，包括：
以预设定位扫描参数获取待测者目标部位多个体层对应的断层图像；
基于权利要求1-5中任一所述CT剂量调制方法，根据所述多个体层对应的断层图像求取用于所述目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息；
根据所述剂量调制信息确定的CT诊断扫描参数获取待测者目标部位的诊断图像。
8.一种CT系统，其特征在于，包括：
球管，所述球管用于根据管电流或管电压发射相应剂量率的X射线；
探测器，所述探测器用于接收透过待测者目标部位的X射线以生成扫描数据；
滑环，所述滑环用于限定所述球管和所述探测器的运动轨迹；
电机，所述电机用于驱动所述球管和所述探测器沿所述滑环运动；
扫描床，所述扫描床用于放置待测者，并在扫描床电机的驱动下，沿垂直于滑环所在平面的方向运动；
处理器，所述处理器用于根据预设定位扫描参数，通过控制所述扫描床电机和所述电机，使所述球管和所述探测器绕所述扫描床做螺旋运动，并控制所述探测器在运动过程中获取待测者目标部位的定位扫描数据；根据所述定位扫描数据确定多个体层对应的断层图像；根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息；所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息，包括：获取所述多个体层对应的断层图像的第一焦点路径，所述第一焦点路径中的第一焦点位置呈螺旋状分布；确定所述第一焦点路径中每个第一焦点位置对应的断层图像；将所述第一焦点位置对应的断层图像的CT值加权和投影至所述第一焦点，得到所述第一焦点对应的第三吸收剂量；根据所述第一焦点位置和所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量，确定所述目标部位基于焦点路径的吸收剂量分布信息；在所述根据所述多个体层对应的断层图像确定所述目标部位的吸收剂量分布信息之后，还包括：获取第二焦点路径，所述第二焦点路径的螺距小于或等于所述第一焦点路径的螺距；判断所述第二焦点路径中的每个第二焦点位置是否存在一个对应的第一焦点位置，若否，则根据所述第二焦点位置确定与所述第二焦点位置对应的虚拟第一焦点位置，并基于预设插值算法求取所述虚拟第一焦点位置的第三吸收剂量，以更新所述第一焦点位置以及所述第一焦点位置对应的第三吸收剂量；根据所述目标部位的吸收剂量分布信息确定用于所述目标部位的CT诊断扫描的剂量调制信息；根据所述剂量调制信息确定CT诊断扫描参数；根据CT诊断扫描参数，通过控制所述扫描床电机和所述电机，使所述球管和所述探测器绕扫描床做螺旋运动，并控制所述探测器在运动过程中获取CT诊断扫描数据，根据所述CT诊断扫描数据确定CT诊断图像。
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