[发明专利]确定身体中的剂量的分布的方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及用于“计算机断层摄影”(CT)及其它放射成像系统的方法，并且更具体而言，涉及确定在计算机断层摄影中应用于患者的局部患者剂量的方法。

背景技术

剂量图示出患者身体中的剂量的分布，并且器官剂量是由患者身体中的特定器官吸收的剂量。直到最近，这样的剂量所需的时间及计算机资源太大，而不能使其成为临床应用中的相关工具。

通常利用蒙特卡罗模拟法计算剂量图，这是准确的。然而，即使在更大的计算机集群上，这样的模拟也是缓慢的。因此，医院中不使用这样的模拟，所述医院没有这样的计算机集群。同样，对于研究和开发而言，这样的模拟由于需要多种资源而仅用在特殊情况中。

除蒙特卡罗模拟外，至少一个源已开发了软件代码，所述软件代码数值地求解用于计算剂量图的玻尔兹曼输运方程。这一模型比蒙特卡罗模拟速度快，但是仍需要超出典型的医院报具有的资源和计算时间。

发明内容

因此，在本公开内容中，提出了一种基于辐射转移理论的模型，其以近似的方式，利用局部相互作用原理来求解所述模型。相比于蒙特卡罗模拟及玻尔兹曼输运方程，提出的假说不能用于与例如图像质量或散射校正有关的问题。然而，通过使用局部相互作用原理，这一模型比前两者更简单，并且可以准确地，在更少的计算机资源的情况下并在更短的时间周期中，计算剂量图。

本申请的各个方面解决了上述问题及其他问题。

根据一个方面，一种确定身体中的剂量的分布的方法包括：扫描身体的至少一个区域以提取图像数据的步骤，根据图像数据计算多个参数，并且输入多个计算机断层扫描(CT)扫描参数。所述方法还包括以下步骤：通过使用局部相互作用原理来计算的辐射分布图，并且基于计算出的辐射分布创建三维剂量。

另一方面，一种确定身体中的剂量的分布的方法包括：允许选择具有多个参数的图像数据，调节选择的所述多个参数中的一个或多个，使用局部相互作用原理运行一算法。所述方法还包括以下步骤：通过局部相互作用原理计算辐射散射，创建三维剂量图，并且在显示单元上示出所述剂量图。

对本领域的普通技术人员而言，在阅读并理解了以下具体实施方式之后，将意识到本发明的其他方面。

附图说明

本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，而不应被解释为对本发明的限制。

图1图示了用于确定患者身体中的剂量的分布的方法的范例流程图。

图2图示了将局部相互作用原理应用于多个体素的范例。

图3图示了患者的身体部分的剂量图的范例。

图4图示了基于CT扫描计算的剂量图的范例。

具体实施方式

参考图1，流程图100图示了用于确定患者身体中的剂量的分布的方法。在步骤110中，执行对身体的至少一个区域的扫描，以提取图像数据。在步骤120中，根据所述图像数据计算多个参数，如下面所描述。在步骤130中，输入多个CT扫描参数，如下面所描述。在步骤140中，通过使用修正的或定制的局部相互作用原理来计算辐射分布。在步骤150中，基于计算出的辐射分布来创建三维剂量图。然后结束针对第一次迭代的过程。

因此，所述修正的或定制的局部相互作用原理被用于计算X射线辐射在身体中的转移。局部相互作用原理允许对辐射转移方程式的快速求解。本公开内容的示范性实施例提出了基于局部相互作用原理的变型来评估剂量图并计算器官剂量的方法。

本文提出的方法旨在改进对剂量图及器官剂量的计算的速度以及对所利用的计算机的要求，使得其对于临床使用并且对于更广泛的研究及开发项目而言是有用的。利用其他成像方法计算剂量图或器官剂量，并且在临床扫描之后，基于CT图像或使用典型的人的CT扫描数据通过比较不同扫描协议及参数，关于剂量，来预先优化扫描是可能的，如下面所讨论。

通过使空间及辐射的散射方向离散化，来对辐射转移方程进行求解。术语“离散化”是指将连续模型和方程式转化为离散分量的过程。这能够以各种方式被执行。然而，在本公开内容的示范性实施例中，针对空间使用立方体体素并且针对散射使用6个方向。用于确定辐射的散射方向的公式如下：

I_+x(i,j,k)＝T(i,j,k)*I_+x(i-1,j,k)

+R(i,j,k)*I_-x(i+1,j,k)

+S(i,j,k)*(I_+y(i,j-1,k)