[发明专利]一种用CT扫描器来测量呼吸周期的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及呼吸周期测量技术领域，特别是一种用CT扫描器来测量呼吸周期的方法及装置。

背景技术

在用CT机对病员进行电影扫描(cine scan)之前，需要根据病员的呼吸周期来设定电影扫描的时长。现有的对病员的呼吸周期进行测量的方法，主要是在CT机之外，辅以外部的一些设备，来单独的测量病员的呼吸周期，比如：用专用的照相机或者传感器来测量呼吸周期。专利申请号为20080243018的美国专利申请和专利申请号是20050039699的美国专利申请都提及了这样的方法。这些外部的辅助设备，会增加整个系统的成本和复杂性，并且无法集成到CT设备中。因此，需要有一种简单、低成本、集成化的解决方案，能够直接利用CT扫描器来测量呼吸周期，进而确定CT电影扫描时长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用CT扫描器来测量呼吸周期的方法及装置，以解决现有技术需要增加额外的辅助设备，成本高、设计复杂、集成化程度低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供的一种用CT扫描器来测量呼吸周期的方法，其特征是依次包含如下步骤：

步骤一：用CT扫描器对深吸气的病员进行平扫描，并根据平扫描得到的影像设定后续扫描的范围；

步骤二：用CT扫描器对步骤一设定的扫描范围进行连续扫描并同时用CT信号检测器采样收集穿透该扫描范围的射线的信息；

步骤三：根据步骤二收集到的射线信息，绘制出呼吸曲线图；

步骤四：根据呼吸曲线图得到呼吸周期。

所述步骤一包括如下步骤：

1)对病员的肺部进行Z轴方向为90度的平扫描；

2)从平扫描得到的影像图上面找出横膈膜的最上边沿位置，以该位置作为后续扫描的范围。

所述2)步依次包括对平扫描图像进行低通滤波；对滤波后的图像求梯度图；从梯度图上找出超过门限的区域，即横膈膜的最上边沿位置三个步骤。

所述步骤三绘制呼吸曲线图的方法是：

1)在若干个收集到了穿透该扫描范围的射线的检测器中，选择一个检测器；

2)将该检测器采样收集得到的数据点延时间轴方向排列，即可得到呼吸曲线图。

所选择的检测器，是所述若干个检测器中，随病员的呼吸运动，收集采样到的信号强度最大的那个检测器。

在所述步骤一之前，还包括在病员的胸部的固定位置放置一个能够衰减穿过其中的X射线的标识块的步骤。

所述标识块由两层不同的材料贴合而成，靠近病员胸部一层的材料对X射线的衰减能力小于远离病员胸部的那一层材料对X射线的衰减能力。

所述标识块放置在病员呼吸时，胸部的运动幅度最大的位置。

在放置标识块的情况下，所述步骤一包括如下步骤：

1)对病员的肺部进行Z轴方向为90度的平扫描；

2)从平扫描得到的影像图上找出标识块；

3)以标识块的中线位置作为后续扫描的范围。

所述步骤四包括如下步骤：

1)判断呼吸曲线上是否存在连续三个合理的呼吸周期，如果存在，进入2)步，否则向操作人员给出提示信息并停止扫描；

2)判断这三次呼吸周期是否稳定，如果稳定，则算出该三次呼吸周期值的平均值和标准差，用该平均值加上三倍标准差，作为后续电影扫描的建议时长；如果不稳定，则向操作人员给出提示信息并停止扫描。

所述判断呼吸曲线上是否存在连续三个合理的呼吸周期的标准是，每一个呼吸的周期时长都在2到8秒之间，就认为合理，反之不合理。

所述判断这三次呼吸周期是否稳定的方法是：如果任意两次呼吸周期值的差值的绝对值不超过一个预先设定的门限，就认为稳定，反之就认为不稳定。

所述预先设定的门限值，为这三个呼吸周期时长的标准差的两倍。

本发明提供的一种用CT扫描器来测量呼吸周期的装置，包括CT扫描器和CT检测器，其特征是：还包括与CT检测器的输出相连接的呼吸曲线产生单元，以及和该呼吸曲线产生单元的输出相连接的呼吸周期解析单元。

所述呼吸曲线产生单元进一步包括将所述CT检测器的输出数据按照时间轴排列的单元。

所述呼吸周期解析单元包括呼吸周期计算模块、呼吸周期合理性判定模块、呼吸周期稳定性判定模块、呼吸周期输出模块，呼吸周期计算模块以所述呼吸曲线产生单元的输出作为输入，其输分别连接到呼吸周期合理性判定模块和呼吸周期稳定性判定模块，呼吸周期合理性判定模块和呼吸周期稳定性判定模块都链接到呼吸周期输出模块。