[发明专利]用于确定X射线照相系统的剂量率变化程度的方法和装置

说明书

本发明涉及X射线成像技术，特别涉及用于确定X射线照相系统的剂量率的变化程度的方法、装置和计算机存储介质。按照本发明一个方面，所提供的用于确定X射线照相系统的剂量率的变化的方法包含下列步骤：a）获取所述X射线照相系统的累计曝光次数；以及b）利用预先确定的第一衰减函数，由所述累计曝光次数确定所述X射线照相系统的剂量率的变化程度，其中，所述第一衰减函数表示在与所述X射线照相系统相关联的使用环境下，剂量率随所述累计曝光次数的增加而减小的变化关系，并且所述第一衰减函数中的参数与所述使用环境有关。

技术领域

本发明涉及X射线成像技术，特别涉及用于确定X射线照相系统的剂量率的变化程度的方法、装置和计算机存储介质。

背景技术

在X射线照相系统中，随着曝光次数的增加，X射线管将逐渐老化，这导致剂量率减小。研究表明，由于热负荷和电子碰撞，阳极表面变得粗糙并且溅射的阳极材料沉积在X射线窗上。阳极表面粗糙化和阳极材料的沉积增强了X射线管的滤过作用，从而导致剂量率的减小以及半价层(HVL)的增大。根据已有的对剂量率、HVL、总滤过作用和阳极粗糙度之间关系的研究，可以根据由扫描探针显微镜(SPM)测量的阳极粗糙度来确定X射线管剂量率的损失。

由于剂量对于X射线图像的质量和患者的安全至关重要，因此对剂量率的变化进行准确的监测是迫切需要的。

发明名称为“用于X射线管老化程度确定和补偿的系统和方法”的美国专利申请US2014/0177810描述了一种估算X射线管阳极滤过作用的方法。该方法记录了在X射线管的寿命周期内光子通量的变化，通过比较通量值，可以推断出阳极靶面粗糙化和X射线窗上靶材沉积所导致的滤光作用的强弱。

由日立医疗器械公司申请的日本公开专利JP4748869B2涉及预测X射线管寿命的X射线装置，其可以用于X射线管的寿命控制并且可以根据使用条件在灵活的曝光条件下使用。该X射线装置包括：X射线管；X射线管电源，用于向X射线管供电以执行X射线曝光；以及用于控制X射线管电源的操作的控制部分，控制部分配备有用于根据X射线管的累积曝光剂量来预测X射线管寿命的寿命预测装置和用于根据X射线管的寿命控制调整X射线管负载输入的负载输入控制装置。该方法根据测量的剂量、累积的曝光数量和衰减曲线预测X射线管的寿命。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于确定X射线照相系统的剂量率的变化的方法，其能够准确预测剂量率的变化程度。

按照本发明一个方面，所提供的用于确定X射线照相系统的剂量率的变化的方法包含下列步骤：

a)获取所述X射线照相系统的累计曝光次数；以及

b)利用预先确定的第一衰减函数，由所述累计曝光次数确定所述X射线照相系统的剂量率的变化程度，其中，所述第一衰减函数表示在与所述X射线照相系统相关联的使用环境下，剂量率随所述累计曝光次数的增加而减小的变化关系，并且所述第一衰减函数中的参数与所述使用环境有关。

可选地，在上述方法中，所述使用环境以一个或多个曝光参数组来表征，每个曝光参数组具有与所述第一衰减函数的形式相同或相似的第二衰减函数，所述第二衰减函数中的参数与所对应的曝光参数组有关，并且所述第一衰减函数中的参数由所述使用环境所包含的曝光参数组的第二衰减函数中的参数确定。

可选地，在上述方法中，所述第二衰减函数中的参数基于同种类型的X射线辐射源的历史使用数据确定。

可选地，在上述方法中，所述第一衰减函数为：

其中，dose(n)为累计曝光次数n时的剂量率，dose(n₀)为基准曝光次数n₀时的剂量率，α_e为与所述使用环境有关的参数。

可选地，在上述方法中，所述第二衰减函数为：