CN112353409B - 根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的ct扫描方法 - Google Patents

根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的ct扫描方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法；包括步骤：使用CT机一次完成第一部位及相邻第二部位的定位像扫描；根据定位像扫描确定第一部位扫描范围及第二部位扫描范围；CT技师在第一部位扫描范围内设置第一部位图像目标噪声值，在第二部位扫描范围内设置第二部位图像目标噪声值；CT机比对第一部位图像目标噪声值与第二部位图像目标噪声值大小，根据定位像扫描采集到的第一部位及第二部位的密度和厚度信息与相应噪声值大小关系来计算设定螺旋扫描时CT机架每圈旋转时的管电流值。本发明可根据不同部位扫描要求来实现不同图像层面不同管电流扫描，以使多部位联合扫描时，保证图像质量满足诊断需求前提下，实现辐射剂量最优化。

Description

根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法
技术领域
本发明涉及CT成像技术领域，具体地讲，涉及一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法。
背景技术
对于人体相邻近区域A部位和B部位的联合扫描，如脑部和颈部的联合扫描或胸部和腹部的联合扫描等，A、B部位扫描图像质量(目标图像噪声)要求不一致，在A部位扫描图像质量要求高辐射剂量高，B部位扫描图像质量要求低辐射剂量低时，目前临床上有以下四种方式扫描：
第一种方式：参照图1所示，以A部位(脑部)扫描图像质量要求高辐射剂量高的扫描方案一次完成A部位(脑部)及B部位(颈部)的扫描。这种情况下，A部位(脑部)的图像质量满足临床诊断需求，辐射剂量合理，但B部位(颈部)图像质量过高，同时承受了过大的不必要的辐射剂量。
辐射剂量过大也导致CT球管的输出功率和产热量会大大增加，这样就缩短了CT球管的使用寿命。当一次扫描产生的热量值超过CT球管热容量报警阈值时，扫描就需要降低辐射剂量来进行，如此，A部位(脑部)扫描图像质量相应也会下降；或者等待CT球管的热量散掉并低于其热容量报警阈值时才能继续进行，这样会花费更长的检查时间，降低了检查效率。
第二种方式：参照图2所示，以B部位(颈部)扫描图像质量要求低辐射剂量低的扫描方案一次完成A部位(脑部)及B部位(颈部)的扫描。这种情况下，B部位(颈部)的图像质量满足临床诊断需求，辐射剂量合理，但A部位的图像质量不能满足临床诊断需求，对诊断造成不良影响，实际应用中应该避免使用这种方式。
第三种方式：采用折中方法，给A部位及B部位用相同的固定管电流进行扫描。
此做法弊端在于，A部位图像质量依然较差，B部位所承受的辐射剂量又会偏大，此方案使得不能实现合理使用低剂量的原则。
第四种方式：分两次以A部位方案和B部位方案分别完成A部位和B部位的扫描，此方案A部位和B部位的图像质量都能满足临床需求。
此做法弊端在于：扫描分两次进行，会花费较多的扫描时间，降低了检查效率；对于CT增强扫描需要多次重复注射对比剂，增加了患者的风险和检查费用。两个部位单独扫描后不能将图像组合成一幅图像，图像的整体效果很差。单独分析两次扫描对A部位和B部位的辐射剂量都是合理的，但实际上每次扫描都存在相同的过扫描，两次扫描会引起过扫描次数增加，这同样也会增加患者的辐射剂量，因此，两次扫描的辐射剂量依然较高。
所以，上述问题有待解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足而提供的一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，包括以下步骤：
S1、使用CT机一次完成需要扫描的第一部位及相邻的第二部位的定位像扫描；
S2、根据定位像扫描确定和划分第一部位扫描范围及第二部位扫描范围；
S3、CT技师在第一部位扫描范围内设置第一部位图像目标噪声值，在第二部位扫描范围内设置第二部位图像目标噪声值；
S4、CT机比对第一部位图像目标噪声值与第二部位图像目标噪声值的大小，并根据定位像扫描采集到的第一部位及第二部位的密度和厚度信息与相应噪声值大小关系来计算和设定螺旋扫描时CT机架每圈旋转时的不同管电流值。
下面对以上技术方案作进一步阐述：
优选地，步骤S1具体包括：
S11、以使病人仰卧在CT检查床上保持不动，并确定病人身体需要扫描的第一部位与第二部位相邻；
S12、设置定位像扫描的起点、扫描方向及第一部位和第二部位的扫描范围长度和，启动CT机；
S13、控制CT检查床从扫描起点开始按照预设的扫描方向移动，同时CT球管连续曝光一次扫描完第一部位及第二部位的扫描范围长度和，得到一幅完整的包括第一部位和第二部位的定位像。
优选地，步骤S2具体包括：
S21、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第一部位扫描范围；
S22、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第二部位扫描范围。
优选地，步骤S3具体包括：
S31、在第一部位扫描范围内，CT机根据第一部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure GDA0003852062980000031
计算出第一部位图像噪声值σ1；
S32、在第二部位扫描范围内，CT机根据第二部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure GDA0003852062980000032
计算出第二部位图像噪声值σ2；
步骤S31及步骤S32中，B为物体的衰减因子；C为描述剂量效率的一个常数；W为像素宽度；h为断层厚度；D0为X射线剂量。
优选地，步骤S4具体包括：
S41、利用CT机计算出第一部位图像噪声值σ1与第二部位图像噪声值σ2之间的商值N；即N＝σ1/σ2；
S42、当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位高管电流，并自动分配第二部位低管电流；
S42’、当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位低管电流，并自动分配第二部位高管电流。
优选地，在步骤S42中，当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位300mA管电流，并自动分配第二部位300NmA管电流。
优选地，在步骤S42’中，当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位300/NmA管电流，并自动分配第二部位300mA管电流。
本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，在具体实施步骤中，系统可根据不同部位的扫描要求来给予不同的管电流，以使在扫描过程中，当以第一部位图像扫描为主时，能兼顾第一部位CT扫描图像质量达到最优，第二部位所承受的辐射剂量也能达到合理标准，进而，本发明有益效果极佳，使得适于推广普及。
附图说明
图1是现有技术中，在对脑部及颈部进行联合扫描时，以脑部图像质量要求(目标图像SD值为2.5HU)完成的头颈联合扫描的扫描图像示意图；
图2是现有技术中，在对脑部及颈部进行联合扫描时，以颈部图像质量要求(目标图像SD值为9HU)完成的头颈联合扫描的扫描图像示意图；
图3是本发明根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法的步骤流程图；
图4是图3中，步骤S1的流程图；
图5是图3中，步骤S2的流程图；
图6是图3中，步骤S3的流程图；
图7是图3中，步骤S4的流程图；
图8是一实施例中，使用本发明所提供的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法对脑部及颈部进行联合扫描时，完成的脑部和颈部图像质量均达到临床诊断需求的扫描图像示意图；
图8是一实施例中，使用本发明所提供的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法对脑部及颈部进行联合扫描时，完成的脑部和颈部图像质量均达到临床诊断需求的扫描图像示意图；
图9是图1、图2及图8三种扫描方式所构建的管电流调制技术相关参数比对示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。
图3是本发明根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法的步骤流程图；图4是图3中，步骤S1的流程图；图5是图3中，步骤S2的流程图；图6是图3中，步骤S3的流程图；图7是图3中，步骤S4的流程图；
结合图3-图7所示；
本发明所提供的一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，主要为应用于第一部位与相邻第二部位的联合扫描，如脑部和颈部的联合扫描及颈部和胸部的联合扫描等。
其中一部位图像扫描质量要求高，在控制范围内需要给其分配较高的管电流，另一部位图像扫描质量要求低，在控制范围内需要给其分配较低的管电流，以使所分配的高、低管电流配比合理。
具体的，本发明包括以下步骤：
S1、使用CT机一次完成需要扫描的第一部位及相邻的第二部位的定位像扫描；
在本技术方案中，上述步骤S1具体包括：
S11、以使病人仰卧在CT检查床上保持不动，并确定病人身体需要扫描的第一部位与第二部位相邻；
S12、设置定位像扫描的起点、扫描方向及第一部位和第二部位的扫描范围长度和，启动CT机；
S13、控制CT检查床从扫描起点开始按照预设的扫描方向移动，同时CT球管连续曝光一次扫描完第一部位及第二部位的扫描范围长度和，得到一幅完整的包括第一部位和第二部位的定位像。
需要说明的是，在具体实施时，在步骤S1中，第一部位与第二部位的扫描顺序也可不做限定，哪个部位在前面，就优先对哪个部位进行定位像扫描。S2、根据定位像扫描确定和划分第一部位扫描范围及第二部位扫描范围；
在本技术方案中，上述步骤S2具体包括：
S21、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第一部位扫描范围；
S22、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第二部位扫描范围。
此处，需要说明的是，CT技师根据所得到的定位像对需要扫描的部位进行扫描范围的确定，属于现有成熟技术，故而，在此则不做详述。
并且，可以理解的是，上述步骤S21及步骤S22的顺序也可不分先后。
S3、CT技师在第一部位扫描范围内设置第一部位图像目标噪声值，在第二部位扫描范围内设置第二部位图像目标噪声值；
在本技术方案中，上述步骤S3具体包括：
S31、在第一部位扫描范围内，CT机根据第一部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure GDA0003852062980000071
计算出第一部位图像噪声值σ1；
S32、在第二部位扫描范围内，CT机根据第二部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure GDA0003852062980000072
计算出第二部位图像噪声值σ2；
步骤S31及步骤S32中，B为物体的衰减因子；C为描述剂量效率的一个常数；W为像素宽度；h为断层厚度；D0为X射线剂量。
此处，亦可理解，上述步骤S31及步骤S32的顺序也可不分先后。
S4、CT机比对第一部位图像目标噪声值与第二部位图像目标噪声值的大小，并根据定位像扫描采集到的第一部位及第二部位的密度和厚度信息与相应噪声值大小关系来计算和设定螺旋扫描时CT机架每圈旋转时的不同管电流值。
在本技术方案中，上述步骤S4具体包括：
S41、利用CT机计算出第一部位图像噪声值σ1与第二部位图像噪声值σ2之间的商值N；即N＝σ1/σ2；
S42、当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位高管电流，并自动分配第二部位低管电流；
S42’、当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位低管电流，并自动分配第二部位高管电流。
作为优选方案，在步骤S42中，当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位300mA管电流，并自动分配第二部位300NmA管电流。
如N＝0.4时，则自动分配CT扫描图像质量要求低的第二部位120mA管电流。
且作为优选方案，在步骤S42’中，当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位300/NmA管电流，并自动分配第二部位300mA管电流。
如N＝2.5时，则自动分配CT扫描图像质量要求低的第一部位120mA管电流。
此处，需要说明的是，在实际操作中，一般对于CT扫描图像质量要求高的部位，常规则分配300mA管电流。
所以，在本实施例中，在步骤S42中，则限定对于CT扫描图像质量要求高的第一部位，直接分配其300mA管电流。在步骤S42’中，则限定对于CT扫描图像质量要求高的第二部位，直接分配其300mA管电流。
并且，对于第一部位和第二部位的联合扫描，根据部位和诊断要求的分段，经本发明对管电流进行调制后，即可复位CT检查床至初始位置，再次操作CT机，以使其正式开启扫描模式，再驱使CT检查床向前移动，CT机X射线球管工作，CT机即可根据所分配的高管电流及低管电流配比来对相应第一部位及相应第二部位进行联合扫描，以使可按照需要得到高质量CT扫描图像，又能兼顾给予病人较低的辐射剂量。
基于上述所述，可以总结：本发明所提供的一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，在具体实施步骤中，系统可根据不同部位的扫描要求来给予不同的管电流，以使在扫描过程中，当以第一部位图像扫描为主时，能兼顾病人身体第一部位CT扫描图像质量达到最优，第二部位所承受的辐射剂量也能达到合理标准。
进而，本发明有益效果极佳。
需要补充的是，在一实施例中，参照图8及图9所示；
图8是一实施例中，使用本发明所提供的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法对脑部及颈部进行联合扫描时，完成的脑部和颈部图像质量均达到临床诊断需求的扫描图像示意图；图9是图1、图2及图8三种扫描方式所构建的管电流调制技术相关参数比对示意图；
由图8可以明显看出：以分段调制管电流扫描的头颈联合扫描，整体辐射剂量低，脑部和颈部图像质量均达到临床诊断需求。
由图9可以明显看出：
使用第一种方式，以脑部图像质量要求完成的头颈联合扫描的整个辐射剂量CTDIvol为986.4mGy·cm；
使用第二种方式，以颈部图像质量要求完成的头颈联合扫描的整个辐射剂量CTDIvol为478.6mGy·cm；
使用本发明所提供的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，对脑部及颈部进行联合扫描时，整个辐射剂量CTDIvol为605.3mGy·cm，且脑部及颈部的联合扫描均实现了图像质量和辐射剂量的最优化。
综上所述，本发明易实施，易操作，实用性强，专用性强，使得本发明必然具有很好的市场推广价值，本发明会非常的受欢迎，能得到有效普及。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非而因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明的说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程的变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用CT机一次完成需要扫描的第一部位及相邻的第二部位的定位像扫描；
S2、根据定位像扫描确定和划分第一部位扫描范围及第二部位扫描范围；
S3、CT技师在第一部位扫描范围内设置第一部位图像目标噪声值，在第二部位扫描范围内设置第二部位图像目标噪声值；
S4、CT机比对第一部位图像目标噪声值与第二部位图像目标噪声值的大小，并根据定位像扫描采集到的第一部位及第二部位的密度和厚度信息与相应噪声值大小关系来计算和设定螺旋扫描时CT机架每圈旋转时的不同管电流值；
步骤S1具体包括：
S11、以使病人仰卧在CT检查床上保持不动，并确定病人身体需要扫描的第一部位与第二部位相邻；
S12、设置定位像扫描的起点、扫描方向及第一部位和第二部位的扫描范围长度和，启动CT机；
S13、控制CT检查床从扫描起点开始按照预设的扫描方向移动，同时CT球管连续曝光一次扫描完第一部位及第二部位的扫描范围长度和，得到一幅完整的包括第一部位和第二部位的定位像；
步骤S2具体包括：
S21、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第一部位扫描范围；
S22、CT技师根据所得到的定位像确定和划分第二部位扫描范围；
步骤S3具体包括：
S31、在第一部位扫描范围内，CT机根据第一部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure FDA0003852062970000021
计算出第一部位图像噪声值σ1；
S32、在第二部位扫描范围内，CT机根据第二部位扫描层厚及密度变化信息，利用布劳克斯公式
Figure FDA0003852062970000022
计算出第二部位图像噪声值σ2；
步骤S31及步骤S32中，B为物体的衰减因子；C为描述剂量效率的一个常数；W为像素宽度；h为断层厚度；D0为X射线剂量；
步骤S4具体包括：
S41、利用CT机计算出第一部位图像噪声值σ1与第二部位图像噪声值σ2之间的商值N；即N＝σ1/σ2；
S42、当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位高管电流，并自动分配第二部位低管电流；
S42’、当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位低管电流，并自动分配第二部位高管电流。
2.根据权利要求1所述的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，其特征在于，在步骤S42中，当N<1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求高的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求低的部位，CT机自动分配第一部位300mA管电流，并自动分配第二部位300NmA管电流。
3.根据权利要求2所述的根据部位和诊断要求的分段进行管电流调制的CT扫描方法，其特征在于，在步骤S42’中，当N>1时，CT机自动确定第一部位为CT扫描图像质量要求低的部位，并自动确定第二部位为CT扫描图像质量要求高的部位，CT机自动分配第一部位300/NmA管电流，并自动分配第二部位300mA管电流。
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