确定计算机断层成像的参考剂量参数制造技术

本发明专利技术基于：借助接口接收检查体积的截面的水当量直径(简称为“WED”)。此外，借助计算单元基于水当量直径确定噪声水平，其中，噪声水平是CT图像数据组的噪声的上限阈值。此外，借助计算单元基于噪声水平和水当量直径确定参考剂量参数，其中，当第一CT图像数据组的噪声对应于噪声水平时，参考剂量参数对应于在记录检查体积的第一CT图像数据组时将在截面中吸收的第一X射线剂量，并且其中，参考剂量参数与噪声水平的幂间接地成比例。

Determination of reference dose parameters for computed tomography

The invention is based on receiving the water equivalent diameter of the cross section of the volume (referred to as \WED\) by means of an interface. In addition, the noise level is determined based on the water equivalent diameter by means of the calculation unit, where the noise level is the upper threshold of the noise of the CT image data set. Furthermore, a reference dose parameter is determined by means of a calculation unit based on the noise level and the water equivalent diameter, wherein, when the noise of the first CT image data group corresponds to the noise level, the reference dose parameter corresponds to the first X-ray dose to be absorbed in the cross section when the first CT image data group recording the inspection volume, and wherein, The reference dose parameter is proportional to the power of noise level.

【技术实现步骤摘要】
确定计算机断层成像的参考剂量参数
本专利技术涉及一种用于确定计算机断层成像的参考剂量参数的方法。
技术介绍
在计算机断层成像中，除了良好的图像质量之外，目的还在于相应的检查体积吸收尽可能小的X射线剂量，因为高的X射线剂量可能对检查体积的各部分产生潜在的损害。该目的也称为ALARA(“aslowasreasonableachievable(尽可能低地合理地实现)”的英语缩略语，德语翻译为“soniedrigwievernünftigerweiseerreichbar”)。在此，一般随着X射线剂量的增加，所产生的图像数据组中的噪声降低，由此图像质量提高。因此，当图像质量被选择为正好足够好时，由此当X射线剂量被选择为正好足够高，以便仍然使得能够对所产生的图像进行明确的解释时，计算机断层成像可以称为是最佳的。因此，为了规划和/或评估计算机断层成像，通常使用剂量参数。已知基于轴向截面图像和其它记录参数，例如借助蒙特卡罗模拟(Monte-Carlo-Simulation)，来关于检查体积的轴向截面计算剂量参数。但是，在此，仅能够在计算机断层成像之后计算X射线剂量，由此这里X射线剂量仅仅是计算机断层成像的结果。此外，当要确定检查体积的较大的区域中的X射线剂量时，在这种方法中必须传输并且分析非常多的截面图像，此外对于这种计算必须花费许多计算时间。此外，已知单独基于计算机断层成像的记录参数来计算剂量参数。这种计算专门仅针对特定制造商的计算机断层成像设备或者还专门仅针对一种类型的计算机断层成像设备进行。由此，可以将相应地计算的剂量参数仅与不同的制造商的或者不同的类型的计算机断层成像设备之间的限制进行比较。此外，相应地计算的剂量参数不个性化地匹配于患者。当要借助分布式计算环境(英语专业术语为“Cloud(云)”)进行剂量参数的跨设备或者跨医院分析时，其中，图像数据和/或检查数据以在空间上与分析单元分开的方式存储，因此必须进行数据传输，尤其表现出大的数据量和差的可比较性的缺点。这种分析的一般的任务设置是，将在医院中在(例如对头部的)特定计算机断层成像中被患者吸收的X射线剂量与全国平均水平进行比较。为此，必须根据以在空间上与分析单元分开的方式存储的数据计算用于不同的设备类型的剂量参数。此外，分析单元也必须能够使用所需要的数据。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种方法，其能够与计算机断层成像结果无关地可比较地、快速地且无需传输大的数据量地计算计算机断层成像的X射线剂量。上述技术问题通过根据本专利技术的用于确定计算机断层成像的参考剂量参数的方法、根据本专利技术的参数确定单元、根据本专利技术的计算机断层成像设备、根据本专利技术的计算机程序产品以及根据本专利技术的计算机可读存储介质来解决。下面，不仅关于所要求保护的装置、而且关于所要求保护的方法描述上述技术问题的根据本专利技术的解决方案。在此提及的特征、优点或者替换实施方式同样也能够转用于所要求保护的其它主题，反之亦然。换句话说，(例如针对装置的)具体的主题也可以用结合方法描述或者要求保护的特征来扩展。方法的对应的功能特征在此通过对应的具体模块来构造。根据本专利技术的用于确定计算机断层成像的参考剂量参数的方法基于：借助接口接收检查体积的截面的水当量直径(简称为“WED”)。此外，借助计算单元基于水当量直径确定噪声水平，其中，噪声水平是CT图像数据组的噪声的上限阈值。此外，借助计算单元基于噪声水平和水当量直径确定参考剂量参数，其中，当第一CT图像数据组的噪声对应于噪声水平时，参考剂量参数对应于在记录检查体积的第一CT图像数据组时将在截面中吸收的第一X射线剂量，并且其中，参考剂量参数与噪声水平的幂间接地成比例。换句话说，在该确定中，不需要实际记录第一CT图像数据组，当借助计算机断层成像设备使用记录参数来记录检查体积的第一CT图像数据组时，仅在理论上在截面中吸收第一X射线剂量。专利技术人认识到，可以特别有效并且快速地基于水当量直径确定作为CT图像数据组的噪声的上限阈值的噪声水平。此外，专利技术人认识到，不仅水当量直径、而且噪声水平可以用于特别有效地确定参考剂量参数，因为利用所提出的方法不需要传输大的图像数据量，但是也同时能够在确定中包含对检查区域的性质的影响。特别是与在基于不涉及相应的检查区域和/或相应的患者的统计数据计算参考剂量参数时相比，特别是(例如患者的)检查体积的水当量直径更好地反映了检查体积的关于截面的物理条件。专利技术人还认识到，参考剂量参数与计算机断层成像设备的制造商无关地、间接地与噪声水平的幂成比例，因此特别是可以在不使用轴向截面图像的情况下以及与制造商无关地确定参考剂量参数。根据本专利技术的另一个方面，所述幂具有0.1和2.5之间、特别是0.5和1.5之间、特别是0.9和1.1之间的值。特别是，所述幂可以具有正好为1的值。专利技术人认识到，通过选择这样的值，可以特别准确地确定参考剂量参数。根据本专利技术的另一个方面，参考剂量参数还与水当量直径的指数函数成比例。专利技术人认识到，参考剂量参数与水当量直径的函数依赖关系可以特别好并且准确地通过指数函数来描述。根据本专利技术的另一个方面，所述指数函数的自变量包括X射线辐射在水中的线性衰减系数与水当量直径的乘积。专利技术人认识到，水的线性衰减系数对参考剂量参数的大小也有影响，并且参考剂量参数与线性衰减系数和水当量直径的共同的函数依赖关系能够特别好并且准确地通过这两个参量的乘积的指数函数来描述。在此，函数的自变量表示在函数中用于确定相关函数值的、函数的定义集合中的值。函数的自变量的另一个词是函数的独立变量(Variable)。X射线辐射在水中的线性衰减系数特别地是如下长度：当X射线辐射在具有该长度的路线上通过水时，X射线辐射的强度下降到原始强度的1/e(1/e≈0.368)部分。其中，e(e≈2.718)在这里表示欧拉数(Eulerzahl)。特别是，指数函数是以欧拉数e为基础的指数函数。已知X射线辐射在水中的线性衰减系数特别地为0.19cm-1。还已知吸收系数，作为线性衰减系数的同义词。根据本专利技术的另一个方面，参考剂量参数是比例常数与所述指数函数的商和噪声水平的幂的乘积，其中，p是幂的值，其中，比例常数在0.2mGy·HUp和2.0mGy·HUp之间取值，或者其中，比例常数特别是在0.5mGy·HUp和1.5mGy·HUp之间取值，或者其中，比例常数特别是在1.2mGy·HUp和1.2mGy·HUp之间取值。在此，“mGy·HUp”表示单位Milligray乘以亨斯菲尔德单位的p次方。在此，将单位Gray特别地定义为焦耳每千克(JouleproKilogramm)，并且亨斯菲尔德单位特别地是CT数的单位。专利技术人认识到，通过选择这样的比例常数，可以特别好并且准确地确定参考剂量参数。根据本专利技术的另一个方面，所述噪声水平是水当量直径的分段线性函数。专利技术人认识到，通过这种函数依赖关系，可以特别好地依据水当量直径确定噪声水平。特别是当函数的二阶导数在任意位置为零或者未定义时，函数是分段线性的。根据本专利技术的另一个方面，所述噪声水平是正好具有两个区段的水当量直径的连续的逐段定义的函数，其中，第一区段是常数函数，以及其中，第二区段是水当量直径的线性函数。专利技术人认识到，通过这种函数依赖关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定计算机断层成像的参考剂量参数的方法，包括以下方法步骤：‑借助接口(401)第一接收(REC‑1)检查体积的截面的水当量直径，‑借助计算单元(402)基于水当量直径第一确定(DET‑1)噪声水平，其中，所述噪声水平是CT图像数据组的噪声的上限阈值，‑借助计算单元(402)基于所述噪声水平和水当量直径第二确定(DET‑2)参考剂量参数，其中，当第一CT图像数据组的噪声对应于所述噪声水平时，参考剂量参数对应于在记录检查体积的第一CT图像数据组时将在截面中吸收的第一X射线剂量，其中，参考剂量参数与所述噪声水平的幂间接地成比例。

【技术特征摘要】
2017.04.05 EP 17164992.41.一种用于确定计算机断层成像的参考剂量参数的方法，包括以下方法步骤：-借助接口(401)第一接收(REC-1)检查体积的截面的水当量直径，-借助计算单元(402)基于水当量直径第一确定(DET-1)噪声水平，其中，所述噪声水平是CT图像数据组的噪声的上限阈值，-借助计算单元(402)基于所述噪声水平和水当量直径第二确定(DET-2)参考剂量参数，其中，当第一CT图像数据组的噪声对应于所述噪声水平时，参考剂量参数对应于在记录检查体积的第一CT图像数据组时将在截面中吸收的第一X射线剂量，其中，参考剂量参数与所述噪声水平的幂间接地成比例。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述幂具有0.1和2.5之间、特别是0.5和1.5之间、特别是0.9和1.1之间的值。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，参考剂量参数还与水当量直径的指数函数成比例。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述指数函数的自变量包括X射线辐射在水中的线性衰减系数与水当量直径的乘积。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，参考剂量参数是比例常数与所述指数函数的商和噪声水平的幂的乘积，其中，p是幂的值，其中，比例常数在0.2mGy·HUp和2.0mGy·HUp之间取值，或者其中，比例常数特别是在0.5mGy·HUp和1.5mGy·HUp之间取值，或者其中，比例常数特别是在1.2mGy·HUp和1.2mGy·HUp之间取值。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述噪声水平是水当量直径的分段线性函数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述噪声水平是正好具有两个区段的水当量直径的连续的逐段定义的函数，其中，第一区段是常数函数，以及其中，第二区段是水当量直径的线性函数。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下方法步骤：-借助计算单元(402)基于参考剂量参数第三确定(DET-3)特定于大小的剂量估计。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：K多恩，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE