[发明专利]用于肺体积门控X射线成像的系统和方法

说明书

一种对患者肺进行成像的方法包括以下步骤：将所述患者定位在相对于x射线成像设备的第一方向，及获得所述患者呼吸的体积测量值。所述方法包含：当所述患者定位在相对于所述x射线成像设备的所述第一方向时，以及在获得所述患者呼吸的所述体积测量值时，基于所述患者呼吸的所述体积测量值确定所述患者的呼吸阶段。所述方法包含，根据确定所述患者的所述呼吸阶段匹配预定义呼吸阶段，门控所述x射线成像设备以产生所述患者肺的x射线投影。

技术领域

本公开的一些实施例涉及医学成像，且更具体地说，涉及用于执行几何分辨的射线照相x射线成像的系统和方法。本公开的一些实施例涉及放射治疗。

背景技术

人体解剖的计算建模有助于理解具有不同生理条件特点的解剖行为。尽管当前技术发展水平的成像技术可允许医生将解剖行为视觉化，但将心、肺的复杂移动准确成像的当前技术发展水平的技术通常过于昂贵而无法被广泛采用。此外，过程错综复杂且与呼吸周期不相关的心脏运动，例如心脏形变，可能在基于CT或射线照相呼吸运动测量中表现为噪声。因此，描述呼吸运动的数学模型的准确性也将因看似随机的心脏运动而降低。解决此问题的一个方式是通过让患者屏住呼吸来消除图像中的肺部运动。在此方法阻止患者的呼吸运动时，可能难以在这些屏气图像中识别关于肺部健康的重要信息。

发明内容

本公开的实施例试图通过提供几何分辨的射线照相x射线成像系统(GREX)来至少在一定程度上解决现有技术中存在的问题中的至少一个问题。

根据一些实施例，GREX成像系统通过以计算方式针对特定呼吸阶段和特定心脏阶段来获取患者胸腔图像。通过在一系列成像平面中拍摄所针对呼吸阶段的胸腔快照，GREX成像系统获得与时间无关的解剖学几何结构。基于所采集的呼吸和心脏信号，对与时间无关的解剖学几何结构进行共同配准和内插以产生胸腔体积交互式影像。所述交互式影像具有优于常规静态成像的关键优势。使用交互式影像，GREX创建定量描述胸腔几何结构在患者呼吸期间如何变化的生物力学模型。基于基本物理定律，生物力学模型提供重要量的估计，例如肺组织弹性、应力、应变和呼吸顺应性。这些属性和其它属性提供了医生和医学从业人员当前无法获得的诊断能力。医生可利用GREX成像系统提供的此类信息来告知患者肺部疾病的病因。

在一些实施例中，GREX成像系统包含用于现有数字诊断x射线单元的独特硬件和软件附加包。通过使用患者的生物计量信号告知在诊断上更能提供信息的自定义成像程序而提供新的增强的成像能力，硬件和软件附加包共同提升常规数字诊断x射线单元的诊断质量。硬件和软件附加包是任何市售数字诊断x射线单元(例如，传统x射线单元)的通用升级。

根据一些实施例，提供一种对患者肺进行成像的方法。所述方法包括将患者定位在相对于x射线成像设备(例如，x射线单元)的第一方向并且获得患者呼吸的体积测量值。所述方法包含，当所述患者定位在相对于所述x射线成像设备的所述第一方向时，以及在获得所述患者呼吸的所述体积测量值时，基于所述患者呼吸的所述体积测量值确定所述患者的呼吸阶段。所述方法包含，根据确定所述患者的所述呼吸阶段匹配预定义呼吸阶段，门控所述x射线成像设备以产生所述患者肺的x射线投影。

在一些实施例中，预定呼吸阶段是多个预定呼吸阶段中的第一预定义呼吸阶段，并且所述方法还包含在获得患者呼吸的体积测量值时，根据确定患者呼吸阶段匹配所述多个预定义呼吸阶段中的任何一个预定义呼吸阶段而门控x射线成像设备以产生患者肺的x射线投影。

在一些实施例中，只有当通过患者呼吸的体积测量值确定的患者呼吸阶段匹配所述多个预定义呼吸阶段中的一个预定义呼吸阶段时才获得患者肺的x射线测量值。

在一些实施例中，所述多个预定义呼吸阶段包含患者的完整呼吸周期的早期呼气阶段、晚期呼气阶段、最大呼气阶段、早期吸气阶段、晚期吸气阶段和最大吸气阶段。