CN104224220B - 一种优化的螺旋剂量调制扫描方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种优化的螺旋剂量调制扫描方法和装置，其中方法包括：基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；若是，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；否则，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。如此技术方案既能够实现对待保护部位给予一定的保护避免辐射，又能够保证扫描质量满足临床需求。

Description

一种优化的螺旋剂量调制扫描方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种优化的螺旋剂量调制扫描方法及装置。

背景技术

螺旋扫描是CT扫描技术之一，在螺旋扫描过程中X线球管围绕机架连续旋转曝光，同时检查床不断匀速运动，探测器同时采集数据，由于扫描轨迹呈螺旋线，所以称之为螺旋扫描，也被称之为体积或容积扫描。

由于剂量扫描会对扫描对象或多或少带来一些不良影响，为了减小不良影响就采用少量剂量，但其扫描得到的图像质量不高，甚至影响医生诊断病情。为了提高扫描图像的质量，选择高剂量扫描，但这样会对扫描对象带来一定的不良影响，因此，在实际临床扫描中扫描剂量是非常重要的参数。

正是由于剂量扫描会对于扫描对象带来一定程度的不良影响，因此，在实际临床扫描中，扫描对象比如患者就希望其某些部分在扫描过程中被保护起来，从而避免造成伤害，比如颅骨扫描时，患者希望其眼睛部位被保护起来，以避免扫描伤害，再比如全身扫描时，患者希望其腹部被保护起来，以避免扫描伤害等。但目前螺旋剂量扫描方法还无法实现针对特定部位保护的扫描。

因此，如何能够提供一种针对特定部分给予扫描保护的螺旋剂量扫描方式是个亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种优化的螺旋剂量调制扫描方法及装置，能够针对要保护的部位和球管扫描照射的位置关系，将整个扫描过程分为高剂量扫描阶段和低剂量扫描阶段，以利用不同扫描剂量扫描不同的位置，从而保证要保护的部位避免受到伤害。

本发明实施例提供了一种优化的螺旋剂量调制扫描方法，该方法包括：

基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；

基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；

若是，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；否则，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；

按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

可选的，所述按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描的步骤包括：

按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；

按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段；其中，预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描的步骤包括：

根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描；

当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量的步骤包括：

S1：按照如下方式设置第1个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者按照如下方式设置第1个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；该方式包括：设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；

按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

S2：按照以下预测方法计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，其中N大于1，该预测方法具体包括：

按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；

按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，AZ_max(k_in)取值为第N－1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N－1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

S3：按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者计算第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。

可选的，所述将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置的步骤包括：

将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置相对于旋转中心的夹角小于或者等于120度。

可选的，所述方法还包括：

按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的具***置，在重建图像中对待保护的部位作出标识。

本发明实施例还提供了一种优化的螺旋剂量调制扫描装置，该装置包括：

设定单元，用于基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；

判断单元，用于基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；当判断为是时，触发第一设置单元；否则，触发第二设置单元；

第一设置单元，用于将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；

第二设置单元，用于将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；

螺旋扫描单元，用于按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

可选的，所述螺旋扫描单元包括：

低剂量扫描子单元，用于按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；

高剂量扫描子单元，用于按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段；其中，预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述螺旋扫描单元包括：

扫描剂量计算子单元，用于根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

第一螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描阶段；

第二螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述扫描剂量计算子单元包括：

第一扫描剂量确定模块，用于设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

第二扫描剂量确定模块，用于先按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；再按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，AZ_max(k_in)取值为第N－1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N－1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

第二扫描剂量确定模块，用于按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。

可选的，第一设置单元具体用于将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置相对于旋转中心的夹角小于或者等于120度。

可选的，所述装置还包括：

标识单元，用于按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的具***置，在重建图像中对待保护的部位作出标识。

应用本发明实施例提供的方法和装置，通过先基于待扫描对象的扫描摆位设定待保护部位的位置；再基于待扫描对象的扫描摆位，判断在每个扫描阶段中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；若是，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；否则，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；通过上述判断操作可以预先判断出整个扫描阶段中那些部分需要低剂量扫描那些部分需要高剂量扫描，从而把整个扫描过程划分为多个低剂量扫描阶段和多个高剂量扫描阶段。为后续的螺旋剂量调制扫描打好基础，确定好每个扫描阶段之后，则按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。本申请通过在不同扫描位置采用不同的扫描剂量的方式，既能够满足待保护部位免受伤害，又能够满足重建图像的临床需求。

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，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例一种优化的螺旋剂量调制扫描方法实施例1的流程图；

图2是本发明提供的头部扫描位置和眼睛保护位置的示意图；

图3是本发明提供的头部扫描的球管运动轨迹图；

图4是本发明实施例一种优化的螺旋剂量调制扫描方法实施例2的流程图；

图5是本发明提供的人体扫描示意图；

图6是本发明提供的整个螺旋剂量调制扫描过程中扫描剂量的曲线图；

图7是本发明实施例一种优化的螺旋剂量调制扫描装置实施1的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作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，图1是本发明实施例一种优化的螺旋剂量调制扫描方法实施1的流程图，该方法可包括：

S101，基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置。

在实际临床中医护人员会根据患者的实际病情确定对患者的哪个部位进行扫描，将该部位作为待扫描部位。例如医护人员根据患者头部疼痛的情况确定对患者的头部进行扫描，此时，患者或者医护人员可以设定待扫描部位中的某部位作为待保护部位，例如患者或者医护人员可以设定眼睛为待保护部位。再比如医护人员根据患者腹部疼痛的情况确定对患者的腹部进行扫描，此时患者或者医护人员可以设定胃作为待保护部位。

下面以头部扫描时眼睛作为待保护部位为例对本实施例作进一步解释说明。如图2所示的，头部扫描位置和眼睛保护位置的示意图。图2中，Z轴扫描范围是指整个头部扫描在Z轴上的位置，保护部位的Z轴范围是指眼睛部位在Z轴上的位置。

S102，基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；若是，进入S103；否则进入S104。

S103，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置。S104，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置。

在实际临床中，针对不同的扫描部位会采用不同的扫描摆位，人体扫描常用的摆位有仰卧位、俯卧位、左侧卧位、右侧卧位等。比如针对人体的肝、胆、脾、肾等部位的扫描，一般采用仰卧位；肺部的扫描有时候也需要左侧卧位、右侧卧位的扫描，有些部位的扫描也需要俯卧位等，医护人员根据人体病情调节摆位方式。

在执行扫描之前，先基于扫描摆位和待保护部位的位置，确定出在哪些扫描阶段执行低剂量扫描，在哪些扫描阶段执行高剂量扫描，从而能够减小对待保护部位的辐射，同时保证扫描质量满足临床需求。

在实际螺旋扫描中，患者的待扫描位置被球管沿着Z轴方向逐渐扫描，比如头部扫描是沿着从头到脚的Z轴方向逐渐扫描头部，开始扫描的时候并未涉及到眼睛部位，则这个扫描阶段中眼睛并不位于球管Z轴照射范围内，当扫描逐渐进入眼睛所在的Z轴区域内时，眼睛位于球管Z轴照射范围内，但球管在该范围内可能直接照射眼睛部位，也可能无法直接照射眼睛部位；如图3的头部扫描的球管运动轨迹图所示：当球管的运动到PL阶段时，球管直接照射眼睛部位，当球管运动到PH阶段时无法直接照射眼睛部位，则不会对眼睛产生辐射。因此当球管扫描到待保护部位所在的Z轴区域，且球管直接照射待保护部位时，才会对待保护部位产生辐射造成损害。

通过上述分析可知：球管扫描到待保护部位所在的Z轴范围内且球管直接照射待保护部位时，才会对待保护部位产生一定程度的辐射，为了减小该辐射将待保护部位保护起来，需要将该扫描阶段设置成低剂量扫描阶段，这样可以减小对待保护部位的损害，同时为了保证扫描结果满足临床需求，还需要将其他扫描阶段定义为高剂量扫描阶段。这样通过上述S103和S104能够判断出在什么阶段执行什么扫描。

S105，按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

通过S102、S103和S104可以确定整个过程中有些扫描阶段为低剂量扫描有些扫描阶段为高剂量扫描，这些低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的划分完全依据于待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内且被球管直接照射，也就是说，待保护部位是否会受到球管发出射线的辐射。当S103和S104确定出具体扫描阶段时，就执行本步骤的对应剂量的扫描，所谓高剂量扫描是指扫描阶段采用高剂量，高剂量大于或者等于常规剂量；所谓低剂量扫描是指扫描阶段采用低剂量，低剂量小于常规剂量或者等于零。这样执行扫描之后，待保护部位在整个扫描阶段中只可能受到低剂量的辐射或者不会受到辐射，而其他部位采用高剂量扫描能够保证整个扫描质量满足临床需求。

在具体实现时，可以预先设定好低剂量扫描阶段对应的低剂量值，该低剂量值小于常规剂量，所谓常规剂量是指正常人体的扫描部位对应的扫描剂量。当然，为了更大程度的保护待保护部位，可设置低剂量为零。同时，可以预先设定好高剂量扫描阶段对应的高剂量值，该高剂量值大于常规剂量。若采用预设设置高剂量值和低剂量值的方式，则本步骤在具体实现时，直接采用预设的高剂量值和低剂量值执行对应的扫描阶段即可。

可见，本发明实施例提供的一种优化的螺旋剂量调制扫描方法，通过分析待保护部位与球管在扫描阶段中的位置关系和照射关系，将整个扫描过程分成低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段，这样能够保证球管在直接照射待保护部位时，采用低剂量扫描；在其他部位扫描时采用高剂量扫描；这种扫描方式一方面能够减小整个扫描阶段中待保护部位受到的辐射，以达到保护的目的；另一方面能够通过高剂量的扫描方式保证扫描质量满足临床需求。

在实际临床中，不同患者的不同扫描部位其衰减程度不一样，且螺旋扫描的角度间的衰减程度不一样，因此，若在某一扫描阶段采用恒定的扫描剂量，其扫描质量会受到一定的影响。基于此，本发明提供了优选方案，该优选方案对扫描剂量进行了优化，从而保证扫描质量满足需求。

参阅图4，图4是本发明实施例的一种优化的螺旋剂量调制扫描方法实施2的流程图，从图4可以看出该方法包括：S201～S207。

S201，基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置。

为了更清楚的解释说明本实施例，下面以扫描位置是胸部以下膝关节以上的人体部位，待保护部位是小腹至大腿部位，具体如图5所示，图5是人体扫描示意图。图5中仅以扫描层数为4为示例，每一层的扫描原理是一样的，下面仅以第4层为例，对本实施例的各个步骤进行解释说明。

S202，基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描阶段中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；如果是，进入S203，否则进入S204。

S203，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置。S204，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置。

图5中，依据患者的扫描摆位是仰卧位，以及扫描部位和待保护部位，可以确定待保护部位的一个相对角度，即图中位置A(t1)、位置B(t1)与旋转中心的的夹角，为了保证扫描质量，优选的，将该夹角值设定为小于或者等于120度。

假设，球管从A(t1)开始扫描，则从位置A(t1)到位置B(t1)的扫描阶段，待保护部位不处于Z轴照射范围内，因此该扫描阶段设置为高剂量扫描阶段；从位置B(t1)到位置A(t2)的扫描阶段，待保护部位处于Z轴照射范围内，但球管不直接照射待保护部位，因此，将该扫描阶段设置为高剂量扫描阶段；从位置A(t2)到位置B(t2)的扫描阶段，待保护部位处于Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位，因此，将该扫描阶段设置为低剂量扫描阶段；从位置B(t2)到位置A(t3)的扫描阶段，待保护部位处于Z轴照射范围内，但球管不直接照射待保护部位，因此，将该扫描阶段设置为高剂量扫描阶段；从位置A(t3)到位置B(t3)的扫描阶段，待保护部位处于Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位，因此，将该扫描阶段设置为低剂量扫描阶段。

按照上述分析可以确定出整个扫描阶段中有多个高剂量扫描阶段和低剂量扫描阶段，但每个高剂量扫描阶段和/或者低剂量扫描阶段中的采用的扫描剂量不是恒定值，而是采用调制优化后的扫描剂量。

S205，根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

按照上述分析可以确定出整个扫描阶段中有多个高剂量扫描阶段和低剂量扫描阶段，但每个高剂量扫描阶段和/或者每个低剂量扫描阶段中的采用的扫描剂量不是恒定值，而是通过本步骤计算得到的。

在具体实现时，本步骤可以通过以下方式实现，该方式包括：

S1：按照如下方式设置第1个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者按照如下方式设置第1个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；该方式包括：设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；

按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

S2：按照以下预测方法计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，其中N大于1，该预测方法具体包括：

按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；

按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，AZ_max(k_in)取值为第N－1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N－1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

S3：按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者计算第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。

通过上述S1～S3可以计算出每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量值，也可以计算出每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量值；在具体实现时，可以根据需求设定只对高剂量扫描阶段的扫描剂量进行调制，而低剂量扫描阶段采用预设的低剂量值即可；也可以设定只对低剂量扫描阶段的扫描剂量进行调制，而高剂量扫描阶段采用预设的高剂量值即可；还可以既对高剂量扫描阶段的扫描剂量进行调制，又对低剂量扫描阶段的扫描剂量进行调制。

S206，当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描阶段；

S207，当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

在具体实现时，当S205仅计算得到高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则本步骤具体是按照计算得到的扫描剂量执行对应的高剂量扫描阶段的扫描，并按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段的扫描。如图6所示，整个螺旋剂量调制扫描过程中扫描剂量的曲线图，在图6中实线部分表示高剂量扫描过程，虚线部分表示低剂量扫描过程，从横坐标位置点可以确定每个高剂量扫描阶段和每个低剂量扫描阶段。

在具体实现时，当S205仅计算得到低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则本步骤具体是按照计算得到的扫描剂量执行对应的低剂量扫描阶段的扫描，并按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段的扫描。

进一步的，在具体实现时，还可以按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的具***置，在重建图像中对待保护的部位作出标识。

可见，本发明实施例提供的一种优化的螺旋剂量调制扫描方法，通过分析待保护部位与球管在扫描阶段中的位置关系和照射关系，将整个扫描过程分成低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段，这样能够保证球管在直接照射待保护部位时，采用低剂量扫描；在其他部位扫描时采用高剂量扫描；更进一步的，该方法对每个扫描阶段的扫描剂量进行调制，调剂后的扫描剂量值既能够减小整个扫描阶段中待保护部位受到的辐射，又能够保证扫描质量满足临床需求。

本发明实施例还提供了一种优化的螺旋剂量调制扫描装置，参阅图7，图7是本发明实施例一种优化的螺旋剂量调制扫描装置实施例1的结构图，可见该装置包括：

设定单元301，用于基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；

判断单元302，用于基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；当判断为是时，触发第一设置单元；否则，触发第二设置单元；

第一设置单元303，用于将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；

第二设置单元304，用于将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；

螺旋扫描单元305，用于按照设置的低剂量扫描和高剂量扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

可选的，所述螺旋扫描单元包括：

低剂量扫描子单元，用于按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；

高剂量扫描子单元，用于按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段；其中，预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述螺旋扫描单元包括：

扫描剂量计算子单元，用于根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

第一螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描阶段；

第二螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

可选的，所述扫描剂量计算子单元包括：

第一扫描剂量确定模块，用于设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

第二扫描剂量确定模块，用于先按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；再按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，AZ_max(k_in)取值为第N－1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N－1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

第二扫描剂量确定模块，用于按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。

可选的，第一设置单元具体用于将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置相对于旋转中心的夹角小于或者等于120度。

可选的，所述装置还包括：

标识单元，用于按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的具***置，在重建图像中对待保护的部位作出标识。

通过上述本发明实施例可以看出，本发明提供的装置通过分析待保护部位与球管在扫描阶段中的位置关系和照射关系，将整个扫描过程分成低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段，这样能够保证球管在直接照射待保护部位时，采用低剂量扫描；在其他部位扫描时采用高剂量扫描；这种扫描方式一方面能够减小整个扫描阶段中待保护部位受到的辐射，以达到保护的目的；另一方面能够通过高剂量的扫描方式保证扫描质量满足临床需求。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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阶段、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阶段、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阶段、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通阶段序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种优化的螺旋剂量调制扫描方法，其特征在于，包括：

基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；

基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；

若是，将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；否则，将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；

按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描的步骤包括：

按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；

按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段；其中，预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描的步骤包括：

根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描；

当计算得到每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量的步骤包括：

S1：按照如下方式设置第1个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者按照如下方式设置第1个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；该方式包括：设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；

按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

S2：按照以下预测方法计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，其中N大于1，该预测方法具体包括：

按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；

按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，AZ_max(k_in)取值为第N-1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N-1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

S3：按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者计算第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置的步骤包括：

将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置相对于旋转中心的夹角小于或者等于120度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照设置的低剂量扫描阶段和高剂量扫描阶段的具***置，在重建图像中对待保护的部位作出标识。

7.一种优化的螺旋剂量调制扫描装置，其特征在于，包括：

设定单元，用于基于待扫描对象的扫描位置设定待保护部位的位置；

判断单元，用于基于待扫描对象的扫描摆位，判断在扫描过程中待保护部位是否位于球管Z轴照射范围内，且球管直接照射待保护部位；当判断为是时，触发第一设置单元；否则，触发第二设置单元；

第一设置单元，用于将该扫描阶段设置为低剂量扫描，同时确定低剂量扫描的开始位置和结束位置；

第二设置单元，用于将该扫描阶段设置为高剂量扫描，同时确定高剂量扫描的开始位置和结束位置；

螺旋扫描单元，用于按照设置的每个扫描阶段分别执行对应剂量的扫描，以完成螺旋剂量调制扫描。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述螺旋扫描单元包括：

低剂量扫描子单元，用于按照预设的低剂量值执行每个低剂量扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；

高剂量扫描子单元，用于按照预设的高剂量值执行每个高剂量扫描阶段；其中，预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述螺旋扫描单元包括：

扫描剂量计算子单元，用于根据待扫描对象的不同扫描部位间的衰减差异和旋转扫描角度间的差异，计算每个高剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量，和/或者计算每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量；

第一螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量和每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量执行对应的扫描阶段；

第二螺旋扫描子单元，用于当计算得到每个高剂量阶段每个位置的扫描剂量或每个低剂量扫描阶段每个位置的扫描剂量时，则按照计算得到的扫描剂量和预设的高剂量值或者预设的低剂量值执行对应的扫描阶段；其中，预设的低剂量值小于常规剂量值或者等于零；预设的高剂量值大于或者等于常规剂量。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述扫描剂量计算子单元包括：

第一扫描剂量确定模块，用于设置第1个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于高剂量初始值；和/或者设置第1个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量等于低剂量初始值；其中，高剂量初始值大于或者等于常规剂量值；低剂量初始值小于常规剂量值；按照公式分别计算第1个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量，和/或计算第1个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A₀取值为高剂量初始值或者低剂量初始值；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_0,All＝Np*A₀；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值；

第二扫描剂量确定模块，用于先按照公式AZ_max(k)＝exp(D_k·μ_water)，k＝1,2,...,L计算待扫描对象的每个位置的水模直径的最大衰减；其中，D_k表示等效圆形水模的直径；μ_water表示水的线性衰减系数；k表示扫描位置，L表示平片的长度；再按照公式计算第N个高剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值，和/或计算第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量值；其中，N大于1；AZ_max(k_in)取值为第N-1个扫描阶段开始位置等效水膜直径的最大衰减；AZ_max(k_out)取值为第N个扫描阶段开始位置效水膜直径的最大衰减；A_in取值为第N-1个扫描阶段开始位置的扫描剂量；A_out取值为第N个扫描阶段开始位置的扫描剂量；

第二扫描剂量确定模块，用于按照公式计算第N个高剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值，和/或者第N个低剂量扫描阶段其他位置的扫描剂量值；其中，A_mod,i表示第i个投影位置调制后的中心通道对应的扫描剂量；A_N取值为第N个高剂量扫描阶段开始位置或者第N个低剂量扫描阶段开始位置的扫描剂量；Np表示一圈扫描的总投影位置个数；A_N,All＝Np*A_N；a_max(i)表示第i个投影位置所有通道的最大衰减值。