基于ct定位片确定病人尺寸、位置及x射线经过病人衰减的方法

基于ct定位片确定病人尺寸、位置及x射线经过病人衰减的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于CT定位片确定病人尺寸、位置及X射线经过病人衰减的方法。基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法包括如下步骤：a)对病人进行CT定位扫描获取CT定位片；b)去除CT定位片中病床与空气的投影值获得病人的投影值；c)根据病人的投影值获得病人尺寸和位置。基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法包括如下步骤：根据病人的尺寸获得X射线经过病人的衰减。根据本发明的方法可以准确获得病人的尺寸、X射线经过病人的衰减，消除因病床投影引起的误差。
【专利说明】基于CT定位片确定病人尺寸、位置及X射线经过病人衰减 的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机断层扫描成像【技术领域】，尤其涉及一种基于CT定位片确定病 人尺寸、位置及X射线经过病人衰减的方法。

【背景技术】
[0002] 剂量调制技术是一种能够降低CT (Computed Tomography,电子计算机X射线断 层扫描技术）机对病人辐射剂量的常用技术手段。X射线经过病人和病床的衰减程度是剂 量调制功能的重要依据，因此剂量调制技术往往需要从定位片中得到病人的尺寸和衰减信 息，病人的位置也会影响尺寸和衰减参数的计算精度。在实际的CT定位片扫描中，病人躺 在CT机病床上，因此采集的定位片中往往包含了病床的投影。当病人的尺寸相对于病床尺 寸较小时，病床的投影会带来明显的计算误差。为了得到准确的病人尺寸和衰减信息，需要 首先将定位片中病床的投影去除，得到真正的病人投影。
[0003] 在申请号为200410082890. 1的中国发明专利申请中，提出了计算病人等效衰减 面积和等效衰减直径的方法，该方法相当于将病人近似为均匀的圆形，而人体的大多数部 位是扁平结构，用圆形近似会带来较大误差。
[0004] 在申请号为200910248478. 5的中国发明专利申请中，提出了计算病人在Y方向偏 离旋转中心的距离，但是并没有提出计算病人尺寸和在X方向偏离旋转中心距离的方法。
[0005] 因此，确有必要提供一种基于CT定位片确定病人尺寸、位置及X射线经过病人衰 减的方法。


【发明内容】

[0006] 本发明提供一种基于CT定位片确定病人尺寸、位置，可以利用CT定位片获得准确 的病人尺寸、位置信息，消除因病床投影造成的误差。
[0007] 本发明还提供一种基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，可以准确获得 X射线经过病人的衰减，有效排除病床投影对X射线衰减精度造成的误差。
[0008] 为实现上述目的，本发明的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法通过如下技 术方案实现：一种基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，包括如下步骤：a)对病人进行 CT定位扫描获取CT定位片；b)去除CT定位片中病床与空气的投影值获得病人的投影值； c)根据病人的投影值获得病人尺寸和位置。
[0009] 进一步地，所述CT定位片按照其上像素点的像素值大小分为仅含空气的投影区 域、含有空气和病床的投影区域以及含有空气、病床和病人的投影区域。
[0010] 进一步地，所述仅含空气的投影区域的像素点的像素值不小于零且不大于第一阈 值T1，所述含有空气和病床的投影区域的像素点的像素值大于第一阈值T1，且不大于第二 阈值T2,所述含有空气、病床和病人的投影区域的像素点的像素值大于第二阈值T2。
[0011] 进一步地，所述获得病人投影值的过程包括如下步骤：将CT定位片中含空气和病 床的投影区域的各像素点的投影值进行平滑滤波后拟合获得拟合后的投影值；将CT定位 片中含空气、病床和病人的投影区域的各像素点的投影值与拟合后的投影值进行差值计算 获得病人的投影值。
[0012] 进一步地，所述获得病人尺寸、位置的过程包括如下步骤：根据病人的横截面获得 病人横截面所在曲线；根据病人的投影值获得病人的投影值对应的间隔最大的两个检测器 通道的位置；根据球管焦点的位置、两个检测器通道的位置获得通过该两个检测器通道的 X射线的路径；根据X射线路径与病人横截面所在曲线获得病人的尺寸与位置。
[0013] 进一步地，所述获得病人投影值对应的间隔最大的两个检测器通道的位置的过程 包括：确定病人的投影值中大于第三阈值T3的检测器通道范围；从检测器通道范围中选出 检测器通道编号最小的一个检测器通道m与检测器通道编号最大的一个检测器通道η ;根 据检测器通道m、检测器通道η获得该两个检测器通道的位置。
[0014] 进一步地，所述第三阈值Τ3等于0· 1。
[0015] 进一步地，所述通过检测器通道m的X射线路径为

【权利要求】
1. 一种基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，包括如下步骤： a) 对病人进行CT定位扫描获取CT定位片； b) 去除CT定位片中病床与空气的投影值获得病人的投影值； c) 根据病人的投影值获得病人尺寸和位置。
2. 如权利要求1所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述 CT定位片按照其上像素点的像素值大小分为仅含空气的投影区域、含有空气和病床的投影 区域以及含有空气、病床和病人的投影区域。
3. 如权利要求2所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述仅 含空气的投影区域的像素点的像素值不小于零且不大于第一阈值T1，所述含有空气和病床 的投影区域的像素点的像素值大于第一阈值T1，且不大于第二阈值T2,所述含有空气、病 床和病人的投影区域的像素点的像素值大于第二阈值T2。
4. 如权利要求3所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述获 得病人投影值的过程包括如下步骤： 将CT定位片中含空气和病床的投影区域的各像素点的投影值进行平滑滤波后拟合获 得拟合后的投影值； 将CT定位片中含空气、病床和病人的投影区域的各像素点的投影值与拟合后的投影 值进行差值计算获得病人的投影值。
5. 如权利要求4所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述获 得病人尺寸、位置的过程包括如下步骤： 根据病人的横截面获得病人横截面所在曲线； 根据病人的投影值获得病人的投影值对应的间隔最大的两个检测器通道的位置； 根据球管焦点的位置、两个检测器通道的位置获得通过该两个检测器通道的X射线的 路径； 根据X射线路径与病人横截面所在曲线获得病人的尺寸与位置。
6. 如权利要求5所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述获 得病人投影值对应的间隔最大的两个检测器通道的位置的过程包括： 确定病人的投影值中大于第三阈值T3的检测器通道范围； 从检测器通道范围中选出检测器通道编号最小的一个检测器通道m与检测器通道编 号最大的一个检测器通道η; 根据检测器通道m、检测器通道η获得该两个检测器通道的位置。
7. 如权利要求6所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述第 三阈值Τ3等于0. 1。
8. 如权利要求7所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所 述通过检测器通道m的X射线路径为
，其中，（xedl，yedl)为检 测器通道m的位置，（Xf，yf)为球管焦点的位置，所述通过检测器通道η的X射线路径为
，其中，（xed2, yed2)为检测器通道η的位置，（xf, yf)为球管焦点 的位置。
9. 如权利要求8所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述病 人横截面所在曲线为
，其中，a为病人平躺在病床上时身体的宽度尺 寸；x〇为病人平躺在病床上时病人横截面中心至旋转中心在X轴方向上的偏移距离；b为病 人平躺在病床上时病人的高度且b=0. 5*Ρ/ μ h，P为所有检测器通道上最大的病人投影值， μ h为人体平均的X射线线性衰减系数；y〇为病人平躺在病床上时病人横截面中心至旋转中 心在Y轴方向上的偏移距离，且yc)=y b-b，yb为当前床高时病床上表面的坐标。
10. 如权利要求9所述的基于CT定位片确定病人尺寸、位置的方法，其特征在于，所述 获得病人尺寸、位置的过程包括：根据通过检测器通道m的X射线路径与病人的横截面曲线 仅具有一个交点以及通过检测器通道η的X射线路径与病人的横截面曲线仅具有一个交点 获得病人尺寸、位置。
11. 一种基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，其特征在于，包括： 确定X射线经过病人的衰减面积、X射线经过各个检测器通道的路径、病床上表面所在 曲线以及病床下表面所在曲线； 根据X射线经过病人的衰减面积以及根据权利要求1至10中任一项获得的病人的尺 寸获得X射线经过病人的衰减系数； 根据经过各个检测器通道的X射线路径、病人的横截面曲线获得各X射线穿过病人的 路径长度； 根据经过各检测器通道的X射线路径、病床上表面所在曲线、病床下表面所在曲线获 得各X射线穿过病床的路径长度； 根据X射线经过病人的衰减系数、各X射线穿过病人的路径长度、各X射线穿过病床的 路径长度获得各X射线经过病人后到达检测器通道的衰减。
12. 如权利要求11所述的基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，其 特征在于，所述X射线经过病人的衰减面积sa通过如下公式获得：

，其中，m、η为病人投影值对应的间隔最大的两个检 测器通道，Pi为第i个检测器通道上的最大的病人投影值，Pi+1为第i+Ι个检测器通道上最 大的病人投影值，Λ d为相邻两个检测器通道之间的距离，SID为球管焦点到旋转中心的距 离，SDD为球管焦点到检测器的距离。
13. 如权利要求12所述的基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，其特征在 于，所述X射线经过病人的衰减系数μ通过如下公式获得：
其中，SaSX射线经 过病人的衰减面积，a为病人平躺在病床上时身体的宽度尺寸，b为病人平躺在病床上时病 人的高度且b=0. 5*Ρ/ μ h，P为所有检测器通道上最大的病人投影值，μ h为人体平均的X射 线线性衰减系数。
14. 如权利要求13所述的基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，其特征在 于，所述X射线经过各检测器通道的路径是根据球管焦点位置与各检测器通道位置获得 的。
15. 如权利要求14所述的基于CT定位片确定X射线经过病人衰减的方法，其特征在 于，所述x射线经过各检测器通道的路径为
，其中，（xedi，yedi)为 第i个检测器通道的位置，i取m至η之间的整数，（Xf，yf)为球管焦点的位置。
16. 如权利要求15所述的基于CT定位片确定X射线经过病人的衰减的方法，其特征在 于，所述获得某一 X射线穿过病人的路径长度包括：根据该X射线经过的检测器通道的路径 与病人的横截面曲线获得该X射线经过检测器通道的路径与病人横截面曲线的两个交点 位置；根据两个交点的位置获得两个交点之间的距离，所述该两个交点之间的距离即为该 X射线穿过病人的路径长度。
17. 如权利要求16所述的基于CT定位片确定X射线经过病人的衰减的方法，其特征 在于，所述病床上表面所在曲线为X=RbCOS Θ，y=(yb-Rb)+Rbsin Θ，其中，Rb为病床的半径，
yb为病床的床高，aa为病床的扇角。
18. 如权利要求17所述的基于CT定位片确定X射线经过病人的衰减的方法，其特征在 于，所述病床下表面所在曲线为x=(Rb+L b)cos Θ，y=(yb+Lb-Rb)+Rbsin Θ，其中，Rb为病床的 半径：
，yb为病床的床高，Lb为病床的厚度，a d为病床的扇角。
19. 如权利要求18所述的基于CT定位片确定X射线经过病人的衰减的方法，其特征在 于，所述获得某一 X射线穿过病床的路径长度的过程包括：根据该X射线经过的检测器通道 的路径与病床的上表面所在曲线获得该X射线与病床的上表面的交点位置；根据该X射线 经过的检测器通道的路径与病床的下表面所在曲线获得该X射线与病床的下表面的交点 位置；根据两交点位置获得两交点之间的距离，所述该X射线穿过病床的路径长度即为两 交点之间的距离。
20. 如权利要求19所述的基于CT定位片确定X射线经过病人的衰减的方法，其 特征在于，所述某一 X射线经过病人后到达检测器通道的衰减A通过如下公式获得： Ai= μ Di+μ bdi，其中，μ为X射线经过病人的衰减系数，Di为该X射线经过病人的路径长度， μ b为病床对X射线的平均衰减系数，di为该X射线经过病床的路径长度。
【文档编号】A61B6/04GK104207797SQ201310216506
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】傅建伟 申请人:上海联影医疗科技有限公司