【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所公开的技术的方面涉及在放射疗法(rt)期间、之前和之后使用x射线辐射的患者成像。所公开的技术特别涉及移除由对某些x射线检测器充电(charging)而引起的残余效应。本专利技术还涉及测量背景辐射并使用背景辐射来校正所检测的图像。
技术介绍
1、外部射束放射治疗(radiation therapy)提供了对更危险、更侵入性的手术的非侵入性替代。它可以用治疗辐射源(例如，线性加速器(linac))产生的x射线治疗病理解剖体(例如，肿瘤、损伤、血管畸形、神经紊乱等)。通常，源将x射线束从多个角度引导到肿瘤部位。仔细控制所述源的取向可以确保每个x射线束穿过相同的肿瘤部位，但是穿过相邻健康组织的不同区域。这保持肿瘤处的累积辐射剂量高，同时保持健康组织中的剂量相对低。
2、“放射外科手术”指的是以足以比放射疗法更快地使病机(pathology)坏死的剂量将放射施加到目标区域。它应用了更高的放射剂量/分次(doses per fraction)(例如500-2000厘戈瑞)和低级分次(例如，一至五个分次或治疗日)。相反，放射疗法可以使用100-200厘戈瑞和超分次(例如，30至45个分次)。用于放射疗法和放射外科手术的x射线源倾向于在mev范围内。这是比用于成像的x射线源更高的能量，其倾向于在kev范围内。除非另有说明，术语“放射治疗”和“放射疗法”在这里可互换使用，以表示放射外科手术和/或放射疗法，以便于将这两种mev技术与使用kev x射线的成像技术进行对比。注意，在此，“mv”和“mev”x射线和源可互换地表示，按照惯例，
3、图像引导放射治疗(igrt)系统将用于成像和治疗的kev和mev源结合。igrt系统通常根据它们如何安装和移动治疗x射线源来分类。在台架(gantry)igrt中，台架使治疗辐射源围绕穿过“等中心点”或x射线束的交叉点的轴旋转。结果导致x射线束在球形或椭球形的3d体积中相交。不同类型的台架不同地安装和移动x射线源。c形臂台架将治疗辐射源安装在悬臂中，并使其围绕穿过等中心点的轴线旋转。环形台架将治疗源安装到环形或圈形元件。病人的身体延伸穿过圆环或环中的孔。该圆环或环围绕穿过该等中心点的轴旋转。在基于机器人臂的系统中，将治疗辐射源安装在机器人臂上给予其运动更多的自由度。机器人臂在患者上方和周围延伸。它可以提供至少五个自由度以从多个平面外的方向输送治疗辐射。相反，环形或c形臂系统以由辐射源的旋转轨迹限定的设定角度输送治疗辐射。
4、x射线成像系统可以结合到放射治疗系统中以引导辐射输送。它们还可以跟踪治疗中的目标运动。mev成像系统可以将检测器放置在治疗源对面以对患者成像，用于设置(setup)和治疗中的图像。其它方法使用不同的、独立的图像辐射源(一个或多个)和/或检测器(一个或多个)用于患者设置和治疗中的图像。将治疗中图像与治疗前或治疗前图像信息进行比较可允许在治疗期间跟踪目标。治疗前图像信息可以包括例如ct数据、锥形射束ct(cbct)数据、磁共振成像(mri)数据、正电子发射断层摄影(pet)数据或3d旋转血管造影(3dra)数据、以及从这些成像模态(例如但不限于数字重建射线照片(drr))获得的任何信息。
5、如上所述，典型地，kev x射线源用于成像。kev源倾向于提供与大多数类型的软组织的良好对比。然而，当成像区包括更致密的组织(例如，厚的骨骼、钙化的动脉等)时，kev系统不能同样好地执行。当感兴趣的组织与这些致密材料位于相同的辐射区域内时，kev图像可能遭受由kev x射线和致密材料的相互作用引起的缺陷。条纹伪影可使所关注区域模糊或变暗。沿着x射线路径的金属(例如，在牙齿填充物、植入物或支架中)可以引起光子匮乏，从而使感兴趣区域模糊。散射误差和其它问题可能引起另外的问题。另一个重要的问题是“射束硬化”，其中由于在身体的其它部分中的选择性吸收，身体的某些部分“看到”不同的x射线光子谱。
6、主要用于治疗的mev x射线源也可以产生图像。然而，mev图像中的对比度噪声比(cnr)可能较低。实际上，有些组织的天然对比度在kev范围内更好，而另一些组织在mev中更好。但是在匹配剂量(这是患者成像中的关键因素)下，将存在较少的mev x射线。而且，mev x射线更难以检测，导致在那些测量中的更高噪声。这使得mev cnr通常对于所有组织都更差。
7、通常使用原始mev x射线图像来确定mev治疗射束相对于患者的位置。然而，对于更大的mev成像应用，存在未开发的潜力。特别地，在单个治疗设备中组合kev和mev x射线成像可以使用这两个能量范围的互补优点。例如，来自mev x射线的对比度可以填充kev图像中的间隙，在该间隙中，更致密的组织降低kev成像对比度。因此，下文公开了用于组合来自两种类型的图像的信息的改良和改进的技术。
8、上述每个系统都会在图像采集和分析中出现问题。例如，在kev成像中使用的x射线可以在检测器上产生瞬态效应，其可以持续多于一次的图像扫描。这在来自后续扫描的图像中产生了异常特征，其可能遮蔽图像的特征和混杂分析。这些效应可以在放射治疗中使用的高能mev x射线中观察到，因为使用了易于带电的检测器和其它残余效应。
技术实现思路
1、根据本公开的各方面，一种成像系统包括：第一x射线源，其被配置为产生适于成像的第一能量范围内的第一x射线光子，将所述第一x射线光子投影到指定成像区域上；可旋转台架，其被配置为旋转所述第一x射线源，使得所述第一x射线源遍历(traverses)一角路径(angular path)；以及具有分析部分的数据处理器。所述分析部分被配置为以沿所述角路径的一组图像收集角度，收集与第一x射线光子透射通过所述指定成像区域相关的第一数据，沿所述角路径以一组背景收集角度收集背景数据，其中，图像收集角度的数量在背景收集角度之间最大化。所述分析部分还被配置为使用所述背景数据移除所述第一数据中的误差，并且基于第一数据中的误差的移除，生成经校正的图像。
2、所述分析部分可以至少部分地通过确定背景测量的最小数目来确定所述一组背景收集角度。所述分析部分可至少部分地通过最大化背景收集角度之间的所述一组图像收集角度来确定所述一组背景收集角度。使用背景数据从第一数据中移除误差可以包括使用x射线检测器的测量的时间衰减响应(measured time-decay response)对图像进行加权并且从第一数据中减去经加权的图像。所述分析部分可以基于背景数据，重新校准时间衰减响应。重新校准时间衰减响应可以基于多于一个背景图像并且包括多于一个衰减项。使用背景数据移除第一数据中的误差可以包括内插背景图像。
3、变型包括成像系统，该成像系统包括x射线源和可旋转台架，所述x射线源被配置为产生适于成像的能量范围内的x射线光子，将x射线光子投影到指定成像区域上，所述可旋转台架被配置为旋转x射线源，使得第一x射线源遍本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种成像系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过确定背景测量的最小数目，确定所述一组背景收集角度。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过最大化所述背景收集角度之间的所述一组图像收集角度，确定所述一组背景收集角度。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统，其中，使用所述背景数据从所述第一数据中移除误差包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述分析部分基于所述背景数据，重新校准所述时间衰减响应。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，重新校准所述时间衰减响应是基于多于一个背景图像的，并且包括多于一个衰减项。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中使用所述背景数据移除所述第一数据中的误差包括：内插背景图像。
8.一种成像系统，包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过确定用于准确背景估计的背景测量的最小数目来确定所述第一角度、所述第二角度和所述角度范围。
10.根据
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的系统，其中，从所述图像数据中移除误差包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述分析部分基于所述背景数据，重新校准所述时间衰减响应。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的系统，其中，所述系统包括锥形射束计算机断层摄影(CBCT)系统。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，还包括：
15.根据权利要求1-15中任一项所述的系统，其中所述一组背景收集角度是沿着所述角路径均匀分布的。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一组背景收集角度沿着所述角路径以预定角度分布。
17.根据权利要求1-16中的任一项所述的系统，其中，所述一组背景收集角度是经由以下至少一者而被确定的：分析一计划计算机断层摄影(CT)图像、分析先前可用的CT图像、分析CT 2D调查图像、以正交角度分析图像、分析患者图谱、分析采集期间的数据。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的系统，其中，所述一组背景收集角度是通过使用以下至少一者而被确定的：患者几何形状、采集协议和相对于患者取向的投影角度。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的系统，其中所述分析部分经由算法来确定所述一组背景收集角度。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述算法基于改进CBCT重建的准确度来确定所述一组背景收集角度。
21.根据权利要求19和20中任一项所述的系统，其中所述算法从所述一组背景收集角度排除共轭角。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的系统，其中所述算法至少部分地基于MeV辐射的使用来选择背景收集角度。
23.根据权利要求19-22中的任一项所述的系统，其中，所述算法选择背景收集角度以改进以下中的至少一者：滞后校正和数据驱动的散射校正。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的系统，其中，使用所述背景数据移除所述第一数据中的误差包括：
25.根据权利要求19所述的系统，其中所述算法生成用于第一扫描的第一组背景收集角度和用于第二扫描的第二组背景收集角度，并且所述第一组和第二组是不同的。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述第一和第二组不重叠。
27.根据权利要求19所述的系统，其中所述角路径是螺旋形的。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述算法至少部分地基于所述螺旋的节距大小来确定所述背景收集角度。
29.根据权利要求19所述的系统，其中所述算法至少部分地基于使用所述图像数据而改进3D图像重建的准确度来确定所述背景收集角度。
30.根据权利要求19所述的系统，其中图像重建针对所述第一源的不同旋转，选择不同组的背景收集角度。
31.根据权利要求1-30中任一项所述的系统，其中所述分析部分使得x射线控制、平板检测器读出和CT扫描控制同步，使得当所述第一x射线源断电时所述平板检测器读出将提供背景数据。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，在所述第一x射线源被断电时，所述第一x射线源沿着所述角路径的移动是不间断的。
33.根据权...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种成像系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过确定背景测量的最小数目，确定所述一组背景收集角度。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过最大化所述背景收集角度之间的所述一组图像收集角度，确定所述一组背景收集角度。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统，其中，使用所述背景数据从所述第一数据中移除误差包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述分析部分基于所述背景数据，重新校准所述时间衰减响应。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，重新校准所述时间衰减响应是基于多于一个背景图像的，并且包括多于一个衰减项。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中使用所述背景数据移除所述第一数据中的误差包括：内插背景图像。
8.一种成像系统，包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过确定用于准确背景估计的背景测量的最小数目来确定所述第一角度、所述第二角度和所述角度范围。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述分析部分至少部分地通过最大化以下至少一者：所述指定成像区域的图像的总数和在所述背景收集角度中的每一者之间取得的所述指定成像区域的图像的数目，确定所述第一角度、所述第二角度和所述角度范围。
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的系统，其中，从所述图像数据中移除误差包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述分析部分基于所述背景数据，重新校准所述时间衰减响应。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的系统，其中，所述系统包括锥形射束计算机断层摄影(cbct)系统。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，还包括：
15.根据权利要求1-15中任一项所述的系统，其中所述一组背景收集角度是沿着所述角路径均匀分布的。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一组背景收集角度沿着所述角路径以预定角度分布。
17.根据权利要求1-16中的任一项所述的系统，其中，所述一组背景收集角度是经由以下至少一者而被确定的：分析一计划计算机断层摄影(ct)图像、分析先前可用的ct图像、分析ct 2d调查图像、以正交角度分析图像、分析患者图谱、分析采集期间的数据。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的系统，其中，所述一组背景收集角度是通过使用以下至少一者而被确定的：患者几何形状、采集协议和相对于患者取向的投影角度。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·白，R·赞，D·加农，A·贾恩，喻智聪，G·普拉克斯，
申请(专利权)人：爱可瑞公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。