[发明专利]控制X射线CT系统中的X射线曝光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及X射线的曝光，特别是关于CT系统在扫描过程中的X射线的曝光的控制方法。 

背景技术

X射线CT系统给对象(患者)发射X射线，通过检测器检测在器官、血液、灰质等中的人体组织的X射线吸收系数，并通过计算机处理(重建)该吸收系数提供要检查的区域的截面平面(片层平面)的图像(断层图像)。 

医生根据通过X射线CT系统所重建的要检查的预定区域的患者断层图像诊断患者的病情。为止，所重建的断层图像必须具有能够以良好的精度区别人体组织的X射线吸收系数的差值并与检查的目的相匹配的图像质量。为获得这种图像质量，需要减小图像噪声，即为减少图像噪声并获得高质量的断层图像，穿过对象并在检测器上检测的所透射的X射线量必须较大；因此，为在检测器上获得足够的透射的X射线，发射到对象上的X射线量必须较大。 

然而，仅注意改善图像质量而增加发射到对象上的X射线量，会导致不希望的增加对象所接收的曝光量。因此，在实际中需要实时控制以使从X射线管中发射的X射线量为确保所需的图像质量所需的最小量。 

从X射线管发射的X射线量由传递到X射线管的电流(下称管电流)控制。常规的X射线CT系统通常提供控制管电流以实现这种最小的X射线发射的功能(包括自动管电流控制功能)。如图1所示，这种常规的X射线CT系统中的自动管电流控制功能包括如下步骤：步骤100在预定方向上对对象的预定区域进行平扫，获取所需的平扫数据；步骤101根据步骤100所获得的数据进行分析处理，计算出平扫位置上要检查的区域的椭圆形切片的偏心率(投影测量值反映椭圆切片的长轴或短轴的长度，根据投影面积值和投影测量值可以推导出偏心率)和投影面积值，该切片接近于椭圆；步骤102)基于投影测量值、投影面积值、以及医生所期望的噪声以及系统所固有的参数计算曝光用的管电流。系 统根据计算出的管电流对该切片进行曝光、轴扫描。即自动管电流控制中的管电流m A与投影面积Pa、投影测量值存在如下的函数关系：mA＝f(Pa，投影测量值，期望的图像噪声值，系统参数)。即可知在X射线CT系统确定的情况下，管电流主要由平扫所得的投影测量值及切片的投影面积值来决定，所以正确的计算切片的投影测量值和投影面积值才能得出真正的与要扫描的切片相匹配的管电流。 

但在实际应用中，由于被扫描对象的中心随着扫描床的上下移动而与X射线CT系统的扫描装置的旋转中心有所偏离，导致平扫时获得的数据不准确，致使计算出来的切面的投影面积值与真正的切片的投影面积值有误差，最终的结果就是导致计算出来的管电流要么过大要么过小，致使受检病人要么受到的X射线剂量过多而损害身体要么受到的剂量不足而不能使医生准确地判断出病情。例如，如图3所示，当病人躺在与CT系统的旋转中心ISO有偏离的床上，在使用0度和180度平扫时，医生同样的使用该自动的管电流控制功能对病人进行扫描，即使是在相同的扫描位置，轴扫结果的管电流值和影像噪声值是有很大的不同的。临床实践中经常会出现这样的结果：用180度平扫后进行实际轴扫的管电流值是用0度平扫后的2倍。而过大的管电流值会给病人带来额外的伤害。这种管电流控制功能会产生相互矛盾的结果，使得医生难以对管电流控制功能的临床应用进行推广。 

发明内容

本发明的目的是提供一种消除由于病人中心偏离CT系统的旋转中心而对切片的投影面积产生的影响的管电流控制方法，从而提高X射线CT系统中的曝光系统的稳定性和鲁棒性。 

本发明提供的一种控制X射线CT系统中的X射线自动曝光的方法，包括如下步骤： 

步骤10：建立投影面积值的比例因子r与扫描截面的几何中心的偏移量Cy的对应关系表或函数关系，该投影面积值的比例因子r是表示受检对象的扫描截面几何中心偏移旋转中心情况下的投影面积值与受检对象的扫描截面的几何中心位于旋转中心情况下的标准投影面积值之比； 

步骤11：对受检对象进行平扫，根据平扫数据计算出“测量的投影面积值”和投影测量值； 

步骤12：计算扫描截面的几何中心与旋转中心的偏移量Cy； 

步骤13：将步骤12中获得的偏移量Cy带入步骤10中所述的对应关系表中或函数关系中，获得与之相对应的比例因子r； 

步骤14：根据比例因子r与测量的投影面积值计算出标准投影面积值；步骤15：自动曝光功能根据计算出的标准投影面积值、投影测量值以及其它系统参数自动确定曝光所需要的管电流值并进行曝光。 

其中，步骤11中的偏移量Cy的计算，可以通过如下的方法进行：