使用分次间信息进行图像重构和校正的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种成像装置和相关联的方法，以有效地估计多个分次治疗期间的散射以提高质量和工作流程。在治疗过程期间来自一个分次的估计散射可以在后续分次期间被利用，从而允许具有较高散射与原发比率的测量。可以维持散射估计的质量，同时改进工作流程并且减少剂量。扫描配置限制可用于维持散射测量质量的最低水平。可以监视患者信息以确保在先分次散射估计仍然适用于当前患者状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用分次间信息进行图像重构和校正的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求十一项美国临时专利申请的权益，其包括2018年11月30日提交的序列号62/773,712(代理人案卷号38935/04001)；2018年11月30日提交的序列号62/773,700(代理人案卷号38935/04002)；2019年1月25日提交的序列号62/796,831(代理人案卷号38935/04004)；2019年2月1日提交的序列号62/800,287(代理人案卷号38935/04003)；2019年2月5日提交的序列号62/801,260(代理人卷号38935/04006)；2019年3月4日提交的序列号62/813,335(代理人案卷号38935/04007)；2019年3月20日提交的序列号62/821,116(代理人案卷号38935/04009)；2019年4月19日提交的序列号62/836,357(代理人案卷号38935/04016)；2019年4月19日提交的序列号62/836,352(代理人案卷号38935/04017)；2019年5月6日提交的序列号62/843,796(代理人卷号38935/04005)；以及2019年7月25日提交的序列号62/878,364(代理人案卷号38935/04008)。本申请还涉及在同一天提交的十个非临时美国专利申请，其包括题为“MULTIMODALRADIATIONAPPARATUSANDMETHODS”的代理人案卷号38935/04019；题为“APPARATUSANDMETHODSFORSCALABLEFIELDOFVIEWIMAGINGUSINGAMULTI-SOURCESYSTEM”的代理人案卷号38935/04020；题为“INTEGRATEDHELICALFAN-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHYINIMAGE-GUIDEDRADIATIONTREATMENTDEVICE”的代理人案卷号38935/04011；题为“COMPUTEDTOMOGRAPHYSYSTEMANDMETHODFORIMAGEIMPROVEMENTUSINGPRIORIMAGE”的代理人案卷号38935/04010；题为“OPTIMIZEDSCANNINGMETHODSANDTOMOGRAPHYSYSTEMUSINGREGIONOFINTERESTDATA”的代理人卷号38935/04013；题为“HELICALCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHYIMAGINGWITHANOFF-CENTEREDDETECTOR”的代理人案卷号38935/04015；题为“MULTI-PASSCOMPUTEDTOMOGRAPHYSCANSFORIMPROVEDWORKFLOWANDPERFORMANCE”的代理人案卷号38935/04021；题为“METHODANDAPPARATUSFORSCATTERESTIMATIONINCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHY”的代理人卷号38935/04012；题为“ASYMMETRICSCATTERFITTINGFOROPTIMALPANELREADOUTINCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHY”的代理人案卷号38935/04014；以及题为“METHODANDAPPARATUSFORIMPROVINGSCATTERESTIMATIONANDCORRECTIONINIMAGING”的代理人案卷号38935/04018。所有上述专利申请(一个或多个)和专利(一个或多个)的内容通过引用全部并入本文。
所公开的技术的方面涉及计算机断层摄影成像，并且具体地涉及投影数据中的图像重构和校正，并且更具体地涉及利用分次间信息来估计计算机断层摄影(CT)扫描期间的原发(primary)区(region)投影数据中的散射的装置和方法。
技术介绍
在宽准直开口的情况下，锥形束CT中的散射可以占所探测光子(包括当没有使用抗散射栅格时)的显著部分。散射可负面地影响图像质量，包括对比度和定量精度。因此，散射测量和散射校正可应用于锥形束CT数据处理和图像重构，包括在图像引导放射治疗(IGRT)的情况下。IGRT可以利用诸如CT的医学成像技术来收集患者在治疗之前、期间和/或之后的图像。大多数散射测量和校正方法属于以下类别。第一类是基于模型的方法。这些方法模拟数据采集系统和x射线与材料之间的相互作用过程。前者需要整个成像链的主要部件的详细知识以及患者的信息，其可以从规划CT或没有散射校正的第一遍重构获得。这些方法可以随机地(例如，基于蒙特卡罗模拟的方法)或确定性地(例如，基于放射转移方程的方法)实现。前者在计算上是昂贵的，而后者通常被认为是本领域中的开放问题。基于模型的方法通常是专用于患者的并且更准确。然而，这些方法需要关于数据采集系统和患者的大量在先信息，使得这些方法的有效性高度依赖于建模精度。此外，它们在计算能力和时间方面也是高要求的，导致对工作流程和吞吐量的显著负面影响。第二类是基于去卷积核的方法。所测量的x射线投影数据被认为是原发和散射核的卷积结果。这些方法执行去卷积过程，以通过使用提前建立的适当核来分离原发和散射。这些方法在一定程度上是实用和有效的。然而，它们对于核设计是敏感的，尤其是在被扫描对象的材料和形状方面。第三类是基于直接测量的方法，例如波束停止器阵列和原发调制。这些方法能够在采集投影数据的同时测量散射。它们不需要在先信息，因此非常鲁棒且实用。这种方法的缺点包括浪费的剂量和/或降低的图像质量。另一种基于直接测量的方法测量来自检测器的阴影区在纵向方向上的散射，然后该散射进一步用于估计位于准直开口内的散射(原发区)。然而，该方法被设计用于单个圆形扫描(即，在相同旋转期间同时发生在原发区和散射区中的测量)，要求在准直开口的两侧(在纵向方向上)外部的检测器可用性，并且在估计精度方面受到限制。
技术实现思路
在一个实施例中，一种在跨多个分次的成像期间估计散射的方法包括：接收来自先前分次的先前分次散射测量；接收来自当前分次的当前分次散射测量，其中，所述当前分次期间的散射与原发(scatter-to-primary)比率大于所述先前分次期间的散射与原发比率；以及基于所述当前分次散射测量和所述先前分次散射测量来确定当前分次散射估计。.关于一个实施例描述和/或示出的特征可以以相同的方式或类似的方式用于一个或多个其它实施例和/或与其它实施例的特征组合或代替其它实施例的特征。本专利技术的描述不以任何方式限制权利要求中使用的词语或权利要求或专利技术的范围。权利要求中使用的词语具有其全部普通含义。附图说明在并入说明书并构成说明书的一部分的附图中，示出了本专利技术的实施例，其与上面给出的本专利技术的一般描述和下面给出的详细描述一起用于举例说明本专利技术的实施例。应当理解，附图中所示的元件边界(例如，框、框组或其他形状)表示边界的一个实施例。在一些实施例中，一个元件可以被设计为多个元件，或者多个元件可以被设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于跨多个分次成像的成像装置，包括：/n旋转放射源，用于发射放射束；/n检测器，其被定位成接收来自所述放射源的放射；/n数据处理系统，其被配置为：/n接收来自先前分次的先前分次散射测量；/n接收来自当前分次的当前分次散射测量，其中所述当前分次期间的散射与原发比率大于所述先前分次期间的散射与原发比率；以及/n基于所述当前分次散射测量和所述先前分次散射测量，来确定当前分次散射估计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 US 62/773,700;20181130 US 62/773,712;20191.一种用于跨多个分次成像的成像装置，包括：
旋转放射源，用于发射放射束；
检测器，其被定位成接收来自所述放射源的放射；
数据处理系统，其被配置为：
接收来自先前分次的先前分次散射测量；
接收来自当前分次的当前分次散射测量，其中所述当前分次期间的散射与原发比率大于所述先前分次期间的散射与原发比率；以及
基于所述当前分次散射测量和所述先前分次散射测量，来确定当前分次散射估计。


2.根据权利要求1所述的装置，其中当前分次扫描配置包括不同于先前扫描配置的扫描参数设置。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述扫描参数设置是基于治疗规划和患者特性的。


4.根据权利要求1所述的设备，其中先前分次扫描配置包括与精细扫描配置相关联的扫描参数设置。


5.根据权利要求1所述的装置，还包括：
波束成形器，其包括波束成形器开口，所述波束成形器开口被配置为调整由所述放射源发射的所述放射束的形状；
其中所述当前分次期间的所述波束成形器开口大于所述先前分次期间的所述波束成形器开口。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述当前分次期间的螺旋扫描的节距或圆形扫描的步长大于所述先前分次期间的所述节距或所述步长。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据处理系统还被配置为：
确定用于所述当前分次的扫描参数设置是否小于扫描参数限制；
如果用于所述当前分次的所述扫描参数设置小于所述扫描参数限制，则调整用于后续分次的所述扫描参数设置，其中基于所调整的扫描参数设置，所述后续分次期间的所述散射与原发比率大于所述当前分次期间的所述散射与原发比率；以及
如果用于所述当前分次的所述扫描参数设置不小于所述扫描参数限制，则保存用于所述后续分次的所述扫描参数设置。


8.一种在跨多个分次的成像期间估计散射的方法，包括：
接收来自先前分次的先前分次散射测量；
接收来自当前分次的当前分次散射测量，其中所述当前分次期间的散射与原发比率大于所述先前分次期间的散射与原发比率；以及
基于所述当前分次散射测量和所述先前分次散射测量，来确定当前分次散射估计。


9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述当前分次散射估计包括：
基于所述当前分次散射测量确定分次内散射估计；
基于至少一个先前分次散射测量及散射与扫描参数设置之间的关系，来确定分次间散射估计，其中当前分次扫描配置包括与先前扫描配置不同的至少一个扫描参数设置；以及
基于所述分次内散射估计和所述分次间散射估计，来确定所述当前分次散射估计。


10.根据权利要求9所述的方法，其中散射和所述扫描参数设置之间的所述关系包括基于波束成形器开口的所述散射与原发比率。


11.根据权利要求8所述的方法，还包括将当前分次扫描数据与至少一个先前分次扫描数据配准。


12.根据权利要求8所述的方法，还包括基于当前分次数据和先前分次数据来调整用于后续分次的至少一个扫描参数设置，其中基...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻智聪，C·白，A·贾恩，D·加农，J·希雅，W·王，C·R·小毛雷尔，
申请(专利权)人：爱可瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US