患者器官放射线照相方法技术

本发明专利技术涉及患者器官放射线照相方法，包括：同步实施第一垂直扫描和所述第二垂直扫描，其中对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上，对第一和第二原始图像进行计算矫正，以在第一和第二矫正图像之间，减少存在于所述第一和第二原始图像之间的交叉散射，以及其中在所述第一和第二原始图像上进行的计算矫正包括：制作患者特定模型的步骤(32、33、34)，这使用患者特定数据，因此至少为第一和第二原始图像，优选地主要为第一和第二原始图像，更优选地仅为第一和第二原始图像，通过所述患者特定模型确定患者特定辐射散射表征的步骤(34，35)，和对所述第一和第二原始图像进行所述患者特定辐射散射表征的步骤(36)，以获得所述第一和第二矫正图像。

Radiograph method of patient organ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】患者器官放射线照相方法
本专利技术涉及患者器官的放射线照相方法以及相关设备，特别是当患者是超重或肥胖患者时。特别地，这种放射线照相方法优选是立体放射线照相方法。
技术介绍
本专利技术的领域涉及双扫描(优选为立体放射线照相)系统，和优化辐射(优选为X射线)散射抑制和矫正的方法，以获得至少两个同步视图，优选为用于医疗应用的患者器官(优选为骨骼)的低剂量三维重构的正向视图图像和侧向视图图像。该系统和方法专用于包括至少两个基于成像能力的辐射透视(优选为X射线)的医疗辐射设备内使用。这些能力例如基于发射具有在20keV到200keV之间的较高能量的X射线光谱的至少X射线发射源。常规成像对象是承重位置中的患者。超重和肥胖患者具有较大和较厚的身体，这对患者器官的放射线照相方法造成特定的挑战，而且超重和肥胖患者越来越多。实际上，根据世界卫生组织2015年发布的肥胖症最新报告，全世界肥胖症人数已是1980年的两倍，在2014年超重成年人人数已超过19亿。其中，肥胖症患者人数超过6亿。世界卫生组织对2030年的预测非常悲观，这是由于欧洲的肥胖人数会急剧上升，例如，英国超重人口将近74％，爱尔兰的比例将为89％，并且其中50％将会是临床肥胖。扫描立体放射线摄影系统，如EP2309462中所述，示出了制作用于骨骼解剖部分(例如，脊柱或骨盆)的三维重构的同步正向图像和侧向图像的良好能力，与计算机断层扫描相比，剂量降低可达600，并且与计算机放射线照相系统或数字化放射线照相系统相比，单张图像的剂量降低可达10。但是，本系统的最大可用剂量率为超重和肥胖患者(甚至现在超重和肥胖患者已成为非常普通的患者)制作足够临床品质图像的限制越来越多。为超重和肥胖患者制作良好的临床品质放射学图像的一个重要问题是直接X射线束大大衰减的同时会产生大量散射的X射线。因此，与直接二维成像系统中散射的X射线信号相比，透射的直接X射线信号可以变得非常小，通常小10到20倍。一些散射消除网格常用于解决该问题，但是单独来看，其效率不够好，并且因此为获得临床品质图像，对超重和肥胖患者的剂量可变得非常高。扫描立体放射线照相系统，如EP2309462中所述，示出了使用非常薄的物体和检测器准直的有效抑制散射的X射线。但是，对于超重患者，制作图像的有用剂量率分数太小。部分原因是X射线管的有限输出功率和非常小的准直孔径。根据现有技术，如EP2309462中所述，描述了一种进行垂直扫描的放射方法。这种放射方法使用位于检测器上游的准直仪，从而改善交叉散射和自散射抑制。但是，由于狭窄的准直，实现了高的抑制率，这以大大降低检测器的敏感表面上接收到的辐射信号水平为代价。因此，至少对于某些患者器官，当用于合理超重患者时，难以找到高散射抑制率和同时检测器的敏感表面上接收到辐射信号的足够水平之间的良好平衡，当用于严重超重甚至肥胖患者时，几乎不可能获得这种良好平衡。根据患者形态调整准直孔径的系统，如在另一个现有技术中所述，如WO2011/138632中所述，可以用于增强EP2309462中所述扫描立体放射线照相系统的对超重患者制作临床品质图像的能力。但是，在这种情况下，X射线管的输出功率和检测器的可用准直孔径将不足以覆盖超重和肥胖患者中所有各种形态的越来越多的人。孔径限制将直接关联于检测器的空间分辨率的损失和来自于X射线成像的正向视图和侧向视图的散射X射线的量。除了每个视图的自散射污染外，共面同步正向和侧向X射线视图的使用将产生特定的交叉散射问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地解决上述缺点。更具体地，本专利技术旨在提供一种放射学方法，所述方法对于所有或大多数类型的患者器官，对于所有或大多数类型的患者形态，包括超重和优选肥胖患者，允许同步实现检测器的敏感表面上接收的信号水平足够高并且交叉散射抑制率足够高，以此获得良好的信噪比和良好的图像品质。根据另一个现有技术，如申请PCT/FR2016/050296中所述(其通过引用而并入并且由同一申请人EOS-Imaging所有，且在本申请提交时尚未公开)，已知使用正向视图和侧向视图之间的垂直间隙，从而减少存在于正向和侧向原始图像之间的交叉散射。因此，本专利技术提供了在第一和第二垂直扫描之间进行计算矫正，在有或无位于检测器上游的准直通道的帮助下，减少(优选地大幅减少)至少第一和第二图像之间的交叉散射。可以使用计算矫正代替垂直间隙，从而当患者在与第一垂直扫描和第二垂直扫描之间的垂直间隙相关的小的时移期间明显移动时，在减少存在于第一和第二原始图像之间的交叉散射方面，可以在结构更简单的设备以及消除获得轻微模糊图像的风险方面提供相似的良好结果。这种计算矫正可以与垂直间隙组合使用，从而在减少存在于第一和第二原始图像之间的交叉散射方面，提供比单独使用垂直间隙或单独使用计算矫正更好的结果。本专利技术的实施例致力于极大地增强对标准患者以及超重和肥胖患者制作同步正向图像和侧向图像的改进的和良好的临床品质图像的能力，改善空间分辨率、信噪比和对比度，同时减少由于交叉散射和自散射辐射(优选X射线辐射)而导致的图像品质损失。该目的通过对患者器官进行放射线照相方法实现，该方法包括：通过第一辐射源和第一检测器配合对所述器官进行第一垂直扫描，以制作所述器官第一二维原始图像，通过第二辐射源和第二检测器配合对所述器官进行第二垂直扫描，以制作所述器官的第二二维原始图像，所述第一垂直扫描和所述第二垂直扫描同步进行，所述第一和第二原始图像根据不同的入射角查看所述患者的所述器官，其中对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上，对所述第一和第二原始图像进行计算矫正，以在第一和第二矫正图像之间减少所述第一和第二原始图像之间存在的交叉散射，以及其中，在所述第一和第二原始图像上的进行所述计算矫正包括：使用患者特定数据制作患者特定模型的步骤，因此至少使用第一和第二原始图像，优选主要使用第一和第二原始图像，更优选地仅使用第一和第二原始图像，通过所述患者特定模型确定患者特定辐射散射表征的步骤，在所述第一和第二原始图像进行所述患者特定辐射散射表征的步骤，以获得所述第一和第二矫正图像。该目的也通过对患者器官进行放射线照相方法实现，该方法包括：通过第一辐射源和第一检测器配合对所述器官进行第一垂直扫描，以制作所述器官第一二维原始图像，通过第二辐射源和第二检测器配合对所述器官进行第二垂直扫描，以制作所述器官的第二二维原始图像，所述第一垂直扫描和所述第二垂直扫描同步进行，所述第一和第二原始图像根据不同的入射角查看所述患者的所述器官，其中对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上，对所述第一和第二原始图像进行计算矫正，以在第一和第二矫正图像之间减少存在于所述第一和第二原始图像之间的交叉散射，以及其中，在所述第一和第二原始图像上进行所述计算矫正包括：与所述第一和第二原始图像的采样率相比，仅计算欠采样的患者特定辐射散射表征的步骤，将所述计算的欠采样的患者特定辐射散射表征进行过采样，以获得与所述第一和第二原始图像相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.患者器官放射线照相方法，其包括：/n-通过第一辐射源(1,201)和第一检测器(3,203)配合对所述器官进行第一垂直扫描，以制作所述器官的第一二维原始图像；/n-通过第二辐射源(2,202)和第二检测器(4,204)配合对所述器官进行第二垂直扫描，以制作所述器官的第二二维原始图像；/n-所述第一垂直扫描和所述第二垂直扫描同步进行，/n-所述第一和第二原始图像根据不同的入射角查看所述患者的所述器官，/n其中，对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上对所述第一和第二原始图像进行计算矫正，以便在第一和第二矫正图像之间减少存在于所述第一和第二原始图像之间的交叉散射，/n并且其中，在所述第一和第二原始图像上进行的所述计算矫正处理包括：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.患者器官放射线照相方法，其包括：
-通过第一辐射源(1,201)和第一检测器(3,203)配合对所述器官进行第一垂直扫描，以制作所述器官的第一二维原始图像；
-通过第二辐射源(2,202)和第二检测器(4,204)配合对所述器官进行第二垂直扫描，以制作所述器官的第二二维原始图像；
-所述第一垂直扫描和所述第二垂直扫描同步进行，
-所述第一和第二原始图像根据不同的入射角查看所述患者的所述器官，
其中，对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上对所述第一和第二原始图像进行计算矫正，以便在第一和第二矫正图像之间减少存在于所述第一和第二原始图像之间的交叉散射，
并且其中，在所述第一和第二原始图像上进行的所述计算矫正处理包括：

制作患者特定模型的步骤(32,33,34,53,121)，用作患者特定数据，因此至少使用第一和第二原始图像，优选地主要为第一和第二原始图像，更优选地仅为第一和第二原始图像，

通过所述患者特定模型确定患者特定辐射散射表征的步骤(34,35,54,122,123)，

在所述第一和第二原始图像上进行所述患者特定辐射散射表征的步骤(36,55,124)，以便获得所述第一和第二矫正图像。


2.根据权利要求1所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，对于至少超重或肥胖患者，在至少部分患者扫描身高上对所述第一和第二原始图像上进行所述计算矫正，以便在所述第一和第二矫正图像中分别减少存在于所述第一和第二原始图像中的自散射。


3.根据权利要求1或2所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，在进行所述计算矫正前，其包括筛选，所述筛选包括：

第一筛选步骤，其基于全球肥胖患者的至少第一患者参数代表，通过：
ο如果所述患者对应超重或肥胖患者，则选择所述患者，或者
ο如果所述患者对应标准或低体重患者，弃选所述患者，

第二筛选步骤：
ο对于所述选定患者，对于第一和第二原始图像中的每个图像，根据作为扫描患者身高的函数的肥胖患者的至少第二患者参数代表，确定应使用所述计算矫正处理的扫描患者身高的位置和程度，因为交叉散射和检测到的辐射与检测到的总辐射的比例应超过预定的阈值，
ο对于所述弃选患者，保持所述第一和第二原始图像不变，不对其应用所述计算矫正处理，
其中，仅对所述选定患者，而不是对于所述弃选患者，对于第一和第二原始图像中的每个图像，仅在所述确定的扫描患者身高上，对第一和第二原始图像进行所述计算矫正，以便获得所述第一和第二矫正图像的第一部分，
同时将扫描患者身高的所述第一和第二原始图像的其他地方保持不变，以便获得与所述第一和第二原始图像相应部分等同的所述第一和第二矫正图像的第二部分，
并且其中，仅对于所述选定患者，而不是对于所述弃选患者，将所述第一和第二部分组合，以便获得完整的所述第一和第二矫正图像。


4.根据权利要求3所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述第一患者参数是患者基本质量指数。


5.根据权利要求3或4所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述第二患者参数是患者厚度，对于第一原始图像，沿从所述第一辐射源(1，201)的中心到所述第一检测器(3,203)的中心的第一方向的，或者对于第二原始图像，沿从所述第二辐射源(2,202的)中心到所述第二检测器(4,204)是中心的第二方向，作为扫描患者身高的函数。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的患者器官放射线照相方法，
其特征在于，在进行所述计算矫正之前，其包括沿扫描患者的身高将第一和第二原始图像(32,52)中的每个图像分为需矫正的原始子图像组，
其中，对于所述原始图像的每个原始子图像，其包括对所述原始子图像上进行所述计算矫正，包括：

与所述原始子图像的采样率相比，制作欠采样的患者特定模型的步骤(34)，

通过所述欠采样的患者特定模型，确定欠采样的患者特定辐射散射表征的步骤(35)，

对所述确定的欠采样的患者特定辐射散射表征进行过采样，以便获得与原始图像相同采样率的补充步骤(36)，

在所述原始子图像上进行所述过采样的患者特定辐射散射表征，以便获得矫正的子图像的步骤(36)，
并且其中，其包括，在对所述原始图像的所有原始子图像进行所述计算矫正后，重组(39)所述所有矫正子图像，以获得矫正图像。


7.根据权利要求6所述的患者器官放射线照相术方法，其特征在于，所述确定步骤(35)包括通过使用患者特定散射矩阵来计算与仅辐射散射对应的欠采样的散射子图像，所述患者特定散射矩阵表示使用所述欠采样的患者特定模型的辐射散射，并且其中，所述处理步骤(36)包括从所述原始子图像中减去过采样的散射子图像，以获得所述矫正子图像。


8.根据权利要求7所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，从两个原始图像中的一个的一行的第一像素到两个原始图像的另一个的相应行的最后像素，在乘以通过两个原始图像聚合方式获得图像向量之前，将所述患者特定散射矩阵反转。


9.据权利要求6至8中任一项所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，使用至少10，优选地至少20的欠采样系数进行欠采样。


10.根据权利要求6至9中任一项所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所得到的欠采样图像像素尺寸至少为1mm，优选地至少为2mm。


11.根据权利要求1至5中任一项所述的患者器官放射线照相方法，
其特征在于，其在进行所述计算矫正前，包括沿需矫正的扫描患者身高，将第一和第二原始图像中的每个图像分成(52)原始子图像组，
其中，对于所述原始图像的每个原始子图像，其包括对所述原始子图像进行所述计算矫正：

采用与所述原始子图像的采样率相同的采样率来制作患者特定模型的步骤(53)，

采用与所述原始子图像的采样率相同的采样率，通过所述患者特定模型确定患者特定辐射散射表征的步骤(54)，

在所述原始子图像上进行所述患者特定辐射散射表征，以获得矫正子图像的步骤(55)，
并且其中，其包括在对所述原始图像的所有原始子图像进行所述计算矫正后，将所述所有矫正子图像重组，以获得矫正图像重组(58)。


12.根据权利要求11所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述确定步骤(54)包括选择或计算患者特定逆矩阵，所述患者特定逆矩阵通过所述患者特定模型表示辐射散射的消除，并且其中所述处理步骤(55)包括将所述原始子图像与所述患者特定逆矩阵相乘，以获得所述矫正子图像。


13.根据权利要求6至12中任一项所述的患者器官放射线照相方法，
其特征在于，对于每个子图像的所述患者特定模型与预先确定的椭圆族中的最近的椭圆相对应或与最近的椭圆的线性组合相对应，
并且其中，所述确定步骤(35,54)包括：
或者在预先确定的矩阵数据库中选择一个矩阵，所述数据库分别代表使用所述预先确定族的椭圆的辐射散射，并且将所选择的一个矩阵求逆，使得所述逆矩阵代表使用所述较近的椭圆的辐射散射的消除，该逆矩阵从而成为患者特定逆矩阵，
或者在预先确定的分别代表使用所述预先确定族的椭圆的辐射散射的矩阵数据库中，计算多个矩阵的线性组合的逆矩阵，所述多个矩阵分别代表使用最接近的椭圆的所述线性组合的所述最接近的椭圆的辐射散射，这种矩阵的线性组合的逆矩阵代表使用最接近的椭圆的所述线性组合的所述最接近的椭圆的辐射散射的消除，并且成为患者特定逆矩阵。


14.根据权利要求13所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述预先确定族包括不同尺寸的、在实施放射线照相方法的放射线照相设备内不同位置的、和相对于所述放射线照相设备的不同取向的椭圆。


15.根据权利要求14所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述椭圆密度明显等于在1巴压力和20℃的温度条件下的水的密度。


16.根据权利要求14或15所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，尺寸的数量包括在30到60之间，最大的椭圆的轴有利地在30cm以上，最小的椭圆的轴有利地在15cm以上，和/或取向的数量包括在3到5之间，和/或位置的数量包括在5到200之间。


17.根据权利要求1至5中任一项所述的患者器官放射线照相方法，
其包括：

与所述原始图像的采样率相比，制作欠采样的患者特定模型的步骤(121)，

通过所述欠采样的患者特定模型，确定欠采样的患者特定辐射散射表征的步骤(122)，

对所述确定的欠采样的患者特定辐射散射表征进行过采样，以获得与所述原始图像相同的采样率的补充步骤(123)，

对所述原始图像上进行所述过采样的患者特定辐射散射表征，以获得矫正图像的步骤(124)。


18.根据权利要求17所述的患者器官放射线照相方法，其特征在于，所述确定步骤包括首先(121)至少从第一和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡尔·戴索泰，卡蜜莱·梅特兹，
申请(专利权)人：EOS成像公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR