在X射线成像中的自动化剂量控制的系统和方法技术方案

用于三维X射线成像中的曝光控制的X射线成像系统和方法包括利用X射线发射器和X射线接收器来获取至少一个图像。从所述至少一个图像确定要被成像的对象的至少一个物理特性。基于要被成像的对象的至少一个物理特性来确定基于的至少一个曝光参数值。X射线发射器和X射线接收器使用至少一个曝光参数值来获取关于要被成像的对象的多个投影图像。从多个投影图像重建三维X射线图像。

System and method for automated dose control in X ray imaging

Exposure control X ray imaging systems and methods for three-dimensional X ray imaging include the use of a X ray transmitter and a X ray receiver to obtain at least one image. At least one physical characteristic of the object to be imaged is determined from the at least one image. At least one exposure parameter value is determined based on at least one physical characteristic of the object to be imaged. The X ray transmitter and the X ray receiver use at least one exposure parameter value to obtain a plurality of projection images of an object to be imaged. Reconstruction of 3D X ray images from multiple projection images.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及X射线成像系统和方法。
技术介绍
PCT专利申请公开No.WO2009156943公开了一种具有优化剂量控制的成像生成装置，其包括：噪声确定单元，其用于确定感兴趣区域的投影域中的噪声分布；以及剂量控制单元，其用于通过使用噪声传播算法基于确定的噪声分布来确定所述成像生成装置的辐射源的剂量分布。美国专利申请No.13/409,912公开了一种减少由成像系统递送的辐射剂量的方法。在该方法中，基于要被遮掩的器官的形状来选择虚拟掩膜表示。该虚拟掩膜表示被显示在侦察图像(scoutimage)上。操纵要被递送的辐射剂量以便修改虚拟掩膜表示以获得最佳衰减分布。PCT申请公开号No.WO2013049818公开了一种计算机断层扫描(CT)辐射剂量的一致且可验证的优化的方法。数学模型允许基于数字图像数据和放射科医师偏好来估计患者尺寸、图像、特定尺寸辐射剂量和图像质量目标。自动化系统根据数学模型来处理图像和剂量数据并存储和显示信息，使能验证和持续监视一致的剂量优化。优化模型计算以可能的最小辐射剂量获得目标图像质量所需的特定扫描仪设置。美国专利No.7,082,183公开了用于剂量报告的计算机断层扫描剂量指数体模选择。与X射线源和检测器组件通信的控制机构包括适于执行对象的至少一个侦察扫描以产生第一侦察扫描图像的逻辑。基于第一侦察扫描图像而生成椭圆患者模型。该椭圆患者模型与体模直径近似匹配。基于体模直径近似而生成剂量报告。显示该剂量报告。
技术实现思路
本公开源于本专利技术人对改进的X射线成像系统和方法的研究和开发。专利技术人已经意识到，现有技术的X射线系统和方法(包括上文描述的系统和方法)通常不是用户友好的，并且可能是低效的和无效的。专利技术人已经认识到，期望提供自动确定成像曝光参数的改进的X射线系统和方法。在实施例中，操作者可以输入指定的质量并且从中确定曝光参数。在额外的实施例中，X射线系统和方法确定要被成像的对象的物理特性和视场，并且从中确定曝光参数。专利技术人还认识到，期望提供改进的X射线系统和方法，其限制对被成像的患者的过度辐射。专利技术人已经意识到，X射线系统操作者可以以产生具有较高质量(例如较小噪声)的X射线图像的曝光参数对患者成像，导致比图像的预期目的所需的更大的曝光。这可能导致浪费时间并对患者施加过度辐射。本公开提供了克服现有技术中的缺点的X射线系统和方法。在三维X射线成像中的曝光控制的方法的示例性实施例包括利用X射线发射器和X射线接收器来获取至少一个侦察图像。计算机处理器从至少一个侦察图像确定要被成像的对象的至少一个物理特性。计算机处理器基于确定出的要被成像的对象的至少一个物理特性来确定至少一个曝光参数值。X射线发射器和X射线接收器使用至少一个成像参数值来获取关于要被成像的对象的多个投影图像。计算机处理器从多个投影图像重建三维X射线图像。在三维X射线成像中的曝光控制的方法的额外的示例性实施例中，包括利用X射线发射器和X射线接收器来获取至少一个侦察图像。X射线发射器以初始成像参数值来操作。计算机处理器从至少一个侦察图像确定要被成像的对象的至少一个物理特性。接收图像质量的用户输入。计算机处理器基于确定出的要被成像的对象的至少一个物理特性和图像质量的用户输入来确定新的成像参数值。X射线发射器和X射线接收器使用以新的成像参数值操作的X射线发射器来获取关于要被成像的对象的多个投影图像。计算机处理器从捕获到的多个投影图像重建三维X射线图像。X射线成像系统的示例性实施例包括X射线发射器，其被配置为相对于成像参数值产生X射线并且将X射线指向要被成像的对象。X射线接收器被配置为接收来自X射线发射器的X射线。X射线发射器和X射线接收器被配置为获取要被成像的对象的至少一个侦察图像。输入装置被配置为接收图像质量的用户输入。计算机处理器可通信地连接到X射线发射器、X射线接收器和输入装置。计算机处理器被配置为从至少一个侦察图像确定要被成像的对象的物理特性。计算机处理器被配置为从物理特性和图像质量的用户输入确定新的成像参数值。X射线发射器和X射线接收器被配置为使用新的成像参数值来获取关于要被成像的对象的多个投影图像。计算机处理器被配置为从捕获到的多个投影图像重建三维X射线图像。附图说明图1A是示例性X射线成像设备的透视图。图1B是示例性X射线成像设备的正视图。图1C是示例性X射线成像设备的侧视图。图1D是示例性X射线成像设备的俯视图。图2是示例性X射线成像系统的部分的示意图。图3是示例性命令控制部和显示器的透视图。图4是患者定位面板的视图。图5A是正中矢状(midsagittal)定位光线的视图。图5B是水平定位光线的视图。图6是可以被用作与系统相连的输入装置的图形用户界面(GUI)和方法的示例性实施例。图7是输入装置的透视图。图8是被成像的对象的定位图像的显示。图9是描绘X射线成像设备中的自动剂量控制的方法的一个示例的流程图。图10是描绘X射线成像设备中的自动剂量控制的方法的另一示例的流程图。图11是描绘X射线成像设备中的自动剂量控制的方法的另一示例的流程图。图12是可以被用作与系统相连的输入装置的图形用户界面(GUI)和方法的示例性实施例。具体实施方式在本说明书中，为了简洁、清楚和理解而使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应当从中暗示不必要的限制，这是因为这样的术语仅用于描述性目的，并且旨在被广义地解释。本文描述的不同系统和方法可以被单独使用或与其他系统和方法组合使用。在所附权利要求的范围内，各种等同物、替代物和修改是可能的。除非术语“用于...的装置”或“用于...的步骤”在相应的限制中被明确地陈述，所附权利要求中的任何限制都不旨在援引根据35U.S.C.§112(f)的解释。如本文公开的系统和方法的实施例操作以自动计算在患者的3D成像程序中使用的曝光参数值。如本文更详细地公开的，实施例可以确定最佳曝光参数值，其可以包括但不限于提供给X射线发射器的千伏(kV)和毫安(mA)。实施例可以通过确定患者的物理特性(例如头部尺寸和/或密度)来实现这一点。尺寸和/或密度的物理特性影响要被成像的对象的X射线的总衰减。在另外的实施例中，还可以自动地确定最佳噪声滤波。一些实施例获取用于患者定位和视场(FOV)识别目的的侦察图像，并且那些侦察图像也可以被用作用于成像参数值的自动确定的输入。因此，可能不需要获取额外的侦察图像来用于曝光参数的确定。图1A-图1D描绘了用于获取对象的X射线图像的示例性X射线成像设备20，包括例如牙科或医疗患者P(参见例如图5A和5B)。在示出的特定示例中，成像设备20被配置为用于人类头骨的牙颌面复合体的3-D成像；然而用于对对象的其他部分成像的设备的其他配置可以替代地与本公开的概念一起被采用。X射线成像设备20可以可选地被配置为执行不同类型的成像程序，例如全景成像(例如标准、儿科、邻区、宽弓、正交和/或类似)、头部测量成像(例如头部儿科侧向投影、头部侧向投影、头后侧前额和/或类似)。在当前使用的示例性实施例中，X射线成像设备20被用于3D成像，示例性地锥形束计算机断层扫描(CBCT)3D成像。附图仅描绘了与本公开中的概念一起使用的X射线成像设备的一个示例。还可以采用X射线成像设备的其他示例。示例性成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在三维X射线成像中的剂量控制的方法，所述方法包括：利用X射线发射器和X射线接收器来获取对象的至少一个图像；利用至少一个计算机处理器从所述至少一个图像确定所述对象的至少一个物理特性；利用所述至少一个计算机处理器基于所述对象的至少一个物理特性来确定至少一个成像参数值；利用所述X射线发射器和X射线接收器使用至少一个成像参数值来获取所述对象的多个投影图像；并且利用所述至少一个计算机处理器从所述多个投影图像重建三维X射线图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 US 14/304,3781.一种在三维X射线成像中的剂量控制的方法，所述方法包括：利用X射线发射器和X射线接收器来获取对象的至少一个图像；利用至少一个计算机处理器从所述至少一个图像确定所述对象的至少一个物理特性；利用所述至少一个计算机处理器基于所述对象的至少一个物理特性来确定至少一个成像参数值；利用所述X射线发射器和X射线接收器使用至少一个成像参数值来获取所述对象的多个投影图像；并且利用所述至少一个计算机处理器从所述多个投影图像重建三维X射线图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个成像参数值包括发射器电流。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个物理特性包括所述对象的尺寸和所述对象的衰减中的至少一个。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述至少一个图像包括以预定成像参数、预定视场(FOV)尺寸和预定分辨率中的至少一个获取的多个图像。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括接收图像质量的用户输入，其中至少一个曝光参数还由所述至少一个计算机处理器基于所述图像质量的用户输入来确定。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：接收图像分辨率的用户输入；利用所述至少一个计算机处理器基于接收到的图像分辨率的用户输入来选择噪声滤波器；并且在从获取到的多个投影图像重建所述三维X射线图像之前，利用所述噪声滤波器对所述多个投影图像进行滤波。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个曝光参数值还由所述至少一个计算机处理器基于由所述计算机处理器选出的噪声滤波器来确定。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述至少一个物理特性包括衰减。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，以初始发射器电流来获取所述至少一个图像，所述方法还包括启动三维成像程序以捕获多个程序图像，其中所述至少一个图像包括多个图像的第一部分，并且所述多个投影图像是所述多个程序图像的第二部分；并且将所述成像参数值调整为由所述处理器确定出的所述发射器电流值；其中，以由所述计算机处理器确定出的所述发射器电流值来获取所述多个投影图像，并且所述计算机处理器从所述多个程序图像重建所述三维X射线图像。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括从所述至少一个图像估计目标体积的至少一个灰度值，其中所述至少一个成像参数还基于所述至少一个灰度值来确定。11.一种在三维X射线成像中的曝光控制的方法，所述方法包括：利用X射线发射器和X射线接收器来获取对象的至少一个图像，所述X射线发射器以初始成像参数值来操作；利用至少一个计算机处理器从所述至少一个图像确定所述对象的至少一个物理特性；接收图像质量的用户输入；利用所述至少一个计算机处...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃萨·埃罗宁，马库斯·林塔迈基，马丁·卡尔克，
申请(专利权)人：帕洛代克斯集团有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI