本发明专利技术的系统和方法使用实际的重构图像为放射线成像系统的核操作模式的操作范围决定扩展的低对比度可检测性性能函数，所述系统和方法在放射线成像系统扫描器的操作范围上并且针对基于离线校准的任意患者尺寸表征放射线成像系统扫描器的对比度性能，其使用针对每个被扫描对象的相对流量和对比度指数的有序偶来提供用于每个对比度组的每个协议的对比度指数，并且使用流量指数和对比度指数的有序偶来决定针对放射线成像系统的操作范围的扩展低对比度可检测性性能函数。也公开了扩展低对比度可检测性性能数据汇编和临床使用的方法以及低对比度人体模型配置和校准方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及放射学和成像的通用领域，尤其涉及放射线(X光)成像领域。
技术介绍
由于包括计算机化断层χ射线照相法(CT)的放射线成像具有检测小的低对比度特征的能力，它已经变成放射学医疗实践的主要部分，允许医师检测包括大脑和肝脏的软组织解剖部位中的低对比度肿瘤和病变。低对比度检测是诊断X射线成像方法的重要特征。当今在放射学中的重要论题为如何减少CT检查期间的辐射剂量，而不降低图像质量。 通常，更高的辐射剂量导致能够检测更低对比度的更小对象，而更低剂量导致图像噪声的增加。增加的辐射剂量增加辐射致癌的风险。这个专利中的描述集中讨论计算机化断层χ射线断层照相法(CT)，但是描述的技术的应用不限于CT。描述的技术也可被应用于其它放射线成像系统，因此该专利中对“CT” 或“CT扫描器”的引用应该被解释为应用于其它放射线成像系统。CT系统从低对比度对象的背景中区别低对比度对象的能力由其低对比度可检测性(low contrast detectability，LCD)测量。借助人体模型测量LCD，所述人体模型或体模包含各种尺寸的低对比度对象。体模通过使用不同密度的材料产生低对比度对象，体模对于测试常规的能量集成CT扫描器是有用的。使用能量敏感材料产生低对比度对象的体模就允许针对双能量扫描器的性能测试。CT扫描器的低对比度分辨率通常被限定为在给定对比度水平和剂量可检测的最小对象。对比度水平通常被指定为水的线性衰减系数的百分比。带有当前方法的样本规范可为“针对在30mGy CTDIvol剂量上IOmm切片厚度的0. 3%对比度上的4mm”。有时使用其它剂量度量，例如在体模的外表面测量的表面剂量。按以下两种方法之一在单一协议上制定当前IXD规范1.人类观察——由一个或更多人类观察员观看重构的图像，从而决定观察员认为可见的最小管脚；2.统计方法——自动化算法以指定的置信区间从平的“水”图像预测检测给定尺寸管脚需要的对比度。在该说明书中将示出，当前的LCD规范是不充分的，因为其仅表征在一种协议中 CT扫描器的性能，并且表征扩展范围上的性能是必要的，其中扩展范围包含例如扫描器的完全操作范围。对比度指数为了扩展低对比度可检测性的测量，可使用新的对比度量度M，其以一种方法限定，例如通过等式1限定，且被指定为“对比度指数(contrast index)“M = M0/cp (1)在等式1中，ρ为以毫米为单位测量的最小管脚尺寸，其在以Hoimsfield(亨斯菲尔德)单位(HU)测量的对比度水平c上可见，其中一个Hounsfield单位相应于水衰减的 0. 1%，且Mtl为用于将量度M带入适宜数值范围的任意常数。重点注意的是，在该定义中的对比度水平c是名义上或预期的对象对比度水平，与测量的对比度水平相对，其中测量的对比度水平稍后以大写字母C表示。在该实例中，M0 = 6000以便将在0.3%上2mm的最佳当前对比度规范映射到1000的对比度量度。例如，规范“针对在30mGy CTDIvol剂量上 IOmm切片厚度的0. 3%对比度上的4mm”，将生成500的对比度量度，M=端=500(2)流量指数商业CT扫描器通常在各种各样的协议上操作，其中的每个协议具有不同的对比度特征。影响对比度的协议参数包括⑴扫描时间、(2)管电流(mA)、(3)切片厚度、(4)对象直径、(5)管电压(kVp)和(6)x射线滤波器。而且，非线性重构方法以及重构像素尺寸和重构滤波器显著影响对比度。以下假设，集合起来包含核操作模式的管电压、χ射线滤波器、 扫描直径和重构方法是固定的，且在该核操作模式下的扫描器可由CTDIvol剂量指数表现其特征。然后，直接影响可用于检测的χ射线流量的参数为1.扫描时间(scanTime，0. 25-2. 0 秒 / 转)2. χ 射线管电流(20_400mA)3.切片厚度(sliceThick，0. 5-10. Omm)4.对象直径(20_50cm)5.剂量指数(CTDIvol)相对流量量度，被指定为“流量指数(FliDdndex)，，，包含如下这些5种参数。FluxIndex=CTDIvol/CTDIvolrePmA* sliceThick* scanTime* (e"objDiam*attWater\ / / -refDiam*attWater\y (e)refDiam = 20. 0cm (3)CTDIvol为lOOmAs，且CTDIvolref为每IOOmAs的任意常数剂量参考值，其将被决定用于每个测试的核操作模式。对于这些参数的实际联合，流量指数的范围大约为。当前IXD规范的实例可为“在90mAs的IOmm切片的0.3%对比度上的4mm，，。因为该实例涉及20cm CATphan，所以流量指数应为900。以上说明的相对流量指数与剂量线性地相关，除了包含对象直径的因数之外。目前接受的用于CT的剂量指数为CTDIvol，如IEC60601-2-44中所限定的。剂量与针对给定对象尺寸和切片厚度的流量线性地相关。在该文档中讨论的对比度测量通常在对象的中心处完成。正因如此，扩展的低对比度可检测性(ExLCD)方法的推导和说明当前基于相对流量指数。ExLCD 图如上所述，针对CT扫描器的流量指数范围大约为。可以论证，对比度指数的相应范围大约为W.5，1000.0]。这些范围限定ExIXD图的范围，在图27中以对数-对数形式示出。对比度指数的较大值表示较好的图像质量或检测更小、更低对比度对象的能力。 对比度指数的较小值表示较差的图像质量或仅检测较大、较高对比度对象的能力。流量指数的较大值表示较高的剂量或较小的患者尺寸。流量指数的较小值表示较小的剂量或较大的患者尺寸。当前IXD方法经常利用CATphan体模(图4)的CTP515低对比度模块(图5)。 ，“上述切片”对比度组被使用，但通常仅最低0. 3%对比度组被被报告。存在两种当前用于商业CT扫描器上的LCD测量方法(1)人类观察员法和(2)统计方法。我们已经汇编一些来自主要CT制造商的新近报告的测量值，且将其收录于表1中。 。权利要求1.一种为放射线成像系统的核操作模式的操作范围决定扩展的低对比度可检测性性能函数的方法，该函数是流量指数和对比度指数之间的关系，该放射线成像系统使用实际的重构图像，该方法包含以下步骤选择多个协议，所述协议大体分布于所述放射线成像系统的操作范围上；将体模成像，所述体模包含每个所述协议上的多个对象；为每个对象计算可检测性，以便决定针对每个对象的有序偶的相对流量和对比度指数组；为每个对比度组决定最小可检测对象尺寸；为每个对比度组的每个协议计算对比度指数；利用流量指数和对比度指数的所述有序偶来为所述放射线成像系统决定扩展的低对比度可检测性性能函数。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将一个或更多个包含多个对象的体模成像的步骤，其中至少一部分所述对象为可检测对象的子集。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在从大约0.09到大约7200的范围中选择多个协议流量指数样本的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述将体模成像的步骤包含充足数目的图像从而精确表征对象的测量平均对比度。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含使用测量的对比度从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·罗勒，S·H·艾泽恩，T·L·托斯，A·K·曼尼耶达斯，T·E·迪宪，
申请(专利权)人：D·P·罗勒，S·H·艾泽恩，T·L·托斯，A·K·曼尼耶达斯，T·E·迪宪，
类型：发明
国别省市：
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