[发明专利]用于自适应减少计算机X射线断层造影系统中的剂量的方法

说明书

本发明涉及一种通过对X射线功率的调制减少由一计算机X射线断层造影系统(CT)加在患者身上的X射线剂量的方法，所述X射线断层造影系统具有一个设置在以一转速旋转的台架上的X射线源、调节X射线源的X射线功率的器件和一用于检测由X射线源射出的X射线的检测系统。

在US 5379 333中对这样一种计算机X射线断层造影系统已作了描述。

通常计算机X射线断层造影(CT)系统具有一个X射线源，该X射线源的准直的、扇状X射线束穿透患者，对准检测X射线束的检测器的串形台。射线源以及(视CT-系统的结构)检测器设置在一个台架上，该台架围绕患者旋转。患者固定台可在台架内推移或移动。X射线束穿透人体的角度和位置由于台架的旋转始终在变化。每个检测器产生一个信号，该信号指示从射线源至检测器路径上的人体总透射的量度。X射线源在某位置时获得的检测器输出信号组被称作投影。所述的扫描包含在不同的台架位置或台位置获得的一组投影。在台架围绕患者旋转360°时，CT系统摄取有多个投影，以便建立透过人体的两维截面图像，该两维图像也被称作断层。一些较新式的CT系统同时可建立多个断层，其中这些系统采用多列检测器。一个监视检测器或基准检测器对每次投影测量X射线未减弱的强度。

目前有两种制式不同的方法来接收患者的产生CT图像必要的数据。

在惯用的“逐层”扫描方法中，当患者位于一固定位置时，接收台架旋转一周时的数据并因此拍摄下一个断层。在摄取连续的断层之间患者将被移至一新的位置，在该位置将对下一个断层进行扫描。该过程将持续进行，直至所有的在检查前确定的断层被扫描完毕。

在螺旋扫描方法中，带有X射线源的台架围绕患者旋转，同时患者台持续地被台架运载。X射线管以患者为基准进行螺旋轨迹的运行，直至检查前确定的体积被扫描完毕。

在上述两种扫描方式的任何一种中，量子噪声对图像质量都会造成不利的影响。为了使噪声低于一定的量值，X射线功率的瞬时量值对每次投影必须充分的高，从而保证穿透人体出来的并到达检测器的射线的最低强度高于噪声电平。所以大多数迄今采用的在CT扫描时调节X射线功率X射线功率图形，即作为台架角位置的函数的方法需要两个正交的内存储信息图(US4174481)或“检测图”(US 5 379 333)，以便获得有关作为台架角位置的函数的患者减弱图形，即最大减弱值的变化的特定信息。由内存储信息图的每条线的减弱信息，对每个断层求出一正弦X射线功率图形。但这些方法具有许多缺点：

-由于X射线功率图形对实际的减弱图形适配不充分，因而会出现附加的图像噪声。由两个相互正交的内存储信息图不能确保产生某层的最大减弱值和最小减弱值。

-由于X射线功率图形与实际的减弱图形不相符，因而会出现不均匀的图像噪声。

-在摄取内存储信息图和实际CT扫描间出现患者的移动或由于患者呼吸造成的移动，将会改变减弱图形并导致附加的误差。

-为获得内存储信息图，必须采用附加的X射线剂量。

本发明的目的在于，通过剂量调节，即通过X射线功率调节减少在检查时加给患者的总剂量，并且通过减少在诸如肩部和骨盆等特定的人体部位由噪声造成的线，又不致在最终产生的图像中显著增加噪声，并改善可视图像质量。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于自适应减少由计算机X射线断层造影系统加在患者身上的X射线剂量的方法，所述计算机X射线断层造影系统具有一个设置在以一转速旋转的台架上的X射线源、用于调节X射线源的射线功率的器件和一个用于对X射线源射出的X射线进行检测的检测系统，包括以下步骤：

-为每次投影或每第n次投影计算最大减弱值并存储台架的上一个半圆旋转的相应的角减弱图形；

-根据测出的台架的上一个半圆旋转的角减弱图形为台架的下一个半圆旋转外推角减弱图形；

-以如下方式调节X射线功率：根据外推出的角减弱图形的所属的减弱值为下一次投影调节X射线功率。