СПОСОБ СОГЛАСОВАННОЙ И КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОМПЬЮТЕРНО-ТОМОГРАФИЧЕСКОЙ (КТ) ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

1. Компьютерно-томографический (КТ) сканер, содержащий:
источник рентгеновского излучения;
детектор рентгеновского излучения и
компьютерную систему, функционально соединенную с источником рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения и выполненную с возможностью осуществления следующих этапов:
получение данных размера пациента;
установление уравнения целевого шума, причем уравнение целевого шума является функцией данных размера пациента; и
применение уравнения целевого шума к уравнению измеренного шума, причем уравнение измеренного шума является функцией данных размера пациента, для получения параметров КТ-сканирования для данного КТ-сканирования.
2. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором этап применения уравнения целевого шума к уравнению измеренного шума для получения параметров КТ-сканирования для данного КТ-сканирования включает в себя этап установления уравнения целевого шума равным уравнению измеренного шума для данных размера пациента и нахождения параметра дозы излучения.
3. Компьютерно-томографический сканер по п. 2, в котором параметр дозы излучения включает в себя мА·с.
4. Компьютерно-томографический сканер по п. 3, в котором уравнение целевого шума имеет вид
T
T
T
w
где c, a и b - эмпирически полученные постоянные и D- данные размера пациента.
w
5. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором данные размера D пациента представляют собой один из: веса пациента и диаметра водного эквивалента пациента.
6. Компьютерно-томографический сканер по п. 4, в котором уравнение измеренного шума имеет вид
0
c
c
r
r
em
где c, c, r, c, r и c - эмпирически полученные постоянные и em - эффективный мА·с.
7. Компьютерно-томографический сканер по п. 4, в котором уравнение измеренного шума имеет вид
e
w
0
1
2
3
4
me
где σ - шум изображения, m - эффективный мА·с, D - диаметр водного эквивалента пациента и c, c, c, c, c и c - постоянные.
8. Компьютерно-томографический сканер по п. 2, в котором этап нахождения параметра дозы излучения является итерационным процессом.
9. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором уравнение целевого шума устанавливается, по меньшей мере, частично на основании субъективных оценок надлежащего качества изображения одного или более рентгенологов.
10. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором:
уравнение измеренного шума является уравнением шума модуляции дозы;
этап применения уравнения целевого шума к уравнению измеренного шума для получения параметров КТ-сканирования для данного КТ-сканирования включает в себя этап установления уравнения целевого шума равным уравнению шума модуляции дозы для данных размера пациента и нахождения параметра дозы излучения.
11. Компьютерно-томографический сканер по п. 10, в котором уравнение шума модуляции дозы имеет вид
0
c
c
r
r
SD
w
где c, c, r, c, r и c - эмпирически полученные постоянные и D - размер пациента согласно диаметру водного эквивалента; и
где параметр дозы излучения является целевым параметром шума SD.
12. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором уравнение измеренного шума получается посредством сканирования и измерения данных шума водного фантома.
13. Компьютерно-томографический сканер по п. 12, в котором водный фантом является одним из: конического водного фантома, антропоморфного водного фантома и эллипсоидального фантома.
14. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором уравнение целевого шума и уравнение измеренного шума выбираются из соответствующей группы уравнений, сохраненных в компьютерной системе, причем выбор основан на желаемом приложении КТ.
15. Компьютерно-томографический сканер по п. 14, в котором группа уравнений включают в себя уравнения для одного или более из следующих приложений КТ:
приложение мишени-тела;
приложение мишени-легкого и
приложение мишени-кости.
16. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором данные размера пациента представляют собой среднее значение диаметра водного эквивалента, взятое для пациента вдоль оси сканирования.
17. Компьютерно-томографический сканер по п. 16, в котором среднее значение диаметра водного эквивалента получается путем осуществления построчного интегрирования данных изображения топограммы для каждого уровня поперечного сечения вдоль оси сканирования.
18. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, в котором параметры КТ-сканирования включают в себя один или более из кВ, мА·с и настройки модуляции дозы.
19. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют КТ-сканирование с использованием одного или более из полученных параметров КТ-сканирования.
20. Компьютерно-томографический сканер по п. 19, дополнительно содержащий этап, на котором сохраняют полученные параметры КТ-сканирования и данные размера пациента в компьютерной системе в записи базы данных, связанной с КТ-сканированием, для последующего анализа данных.
21. Компьютерно-томографический сканер по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором сигнализируют к выходу, функционально соединенному с компьютерной системой, если один или более из полученных параметров КТ-сканирования выходят за пределы набора выбранных параметров КТ-сканирования.
22. Компьютерно-томографическая система, содержащая:
процессор;
менеджер протоколов;
реестр доз;
базу данных, осуществляющую связь с системой,
сканер, осуществляющий связь с процессором, выполненный с возможностью осуществлять пробное сканирование и топографическое сканирование КТ; и
при этом менеджер протоколов выполнен с возможностью осуществлять этапы:
приема оценки данных размера пациента;
установления целевого параметра качества изображения для сканирования, по меньшей мере, частично на основании принятых данных размера пациента;
извлечения информации параметров сканера из базы данных;
определенияя протокола сканирования на основании информации целевых параметров качества изображения и параметров сканера;
рекомендации протокола сканирования;
сканирования пациента с использованием дозы излучения на основании определенного протокола сканирования;
отображения сканированного изображения на дисплее, функционально соединенном с системой;
измерения сканированного изображения в отношении информации шума и
обновления базы данных с по меньшей мере одним из информации шума, протокола сканирования, сканированного изображения и дозы излучения.
23. Система по п. 22, в которой определение протокола сканирования включает в себя определение оценки дозы излучения, зависящей от размера (SSDE).
24. Система по п. 23, в которой доза излучения определяется на основании, по меньшей мере, частично определенной SSDE.
25. Система по п. 22, в которой определение протокола сканирования включает в себя определение одной или более настроек сканера.
26. Система по п. 22, в которой этап сканирования пациента включает в себя настройку сканера на определенные настройки сканера.
27. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможность осуществления этапов:
обработки изображений водного фантома для получения параметров сканера путем сканирования водного фантома и
сохранения информации шума изображения и параметров сканера в базе данных.
28. Система по п. 22, в которой этап сканирования пациента включает в себя применение определенной SSDE к пациенту.
29. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможность осуществления этапа определения параметров сканера на основании целевых параметров качества изображения.
30. Система по п. 22, в которой оценка данных размера пациента основана на сканировании пациента с пробным сканированием на сканере и создании топограммы с пробным сканированием.
31. Система по п. 30, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможность осуществления этапов:
W_net
осуществления построчного интегрирования топограммы сканером для определения диаметра водного эквивалента для среза (D) для каждого уровня поперечного сечения вдоль оси z и
W_net
отображения D в топограмму.
32. Система по п. 31, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможность осуществления этапов: вычисления оценочного шума, вычисляемого на каждом срезе, и отображения оценочного шума в топограмму.
33. Система по п. 22, в которой оценивание размера пациента основано на:
w
сканировании пациента с пробным сканированием для получения толщины T пациента и
w
w
использовании Tдля перекрестной ссылки на соответствующий размер пациента, выраженный как диаметр водного эквивалента D из базы данных.
.
34. Система по п. 22, в которой обновление базы данных включает в себя объединение параметров в базе данных с, по меньшей мере, одним из: информации SSDE, информации шума, параметров сканера и размера пациента
35. Система по п. 22, в которой параметры сканера включают в себя одну или более постоянную сканера и один или более элемент данных производительности сканера.
36. Система по п. 35, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
получения параметров сканера путем осуществления, по меньшей мере, одного сканирования водного фантома сканером с, по меньшей мере, одной настройкой сканера и одним режимом сканера;
измерения шума изображения;
нахождения выбранной постоянной с помощью надлежащего уравнения и
сохранения параметров настроек и шума изображения в базе данных.
37. Система по п. 36, в которой характеристики сканера получают путем сканирования водного фантома и измерения значений шума, причем водный фантом является одним из: на столе и вне стола.
38. Система по п. 36, в которой водный фантом является водонаполненным объектом.
39. Система по п. 38, в которой водный фантом является одним из: конического водного фантома, антропоморфного водного фантома и эллипсоидального водного фантома.
40. Система по п. 38, в которой водный фантом представляет собой конический фантом, имеющий диаметр в пределах от около 5 до около 50 см.
41. Система по п. 22, в которой параметры сканера включают в себя для, по меньшей мере, одного режима и одной настройки, по меньшей мере, один из:
scout
T
T
T
0
c
c
r
r
em
c; коэффициента увеличения (m.f.); постоянных целевого шума c, a и b; постоянных шума c, c, r, c, r и c; a, b;
контрастной чувствительности; и особого разрешения и
vol
vol
дозы кВ, мА, мА·с; дозы CTDI; отношения CTDIк эффективному мА·с; произведения дозы на длину (DLP).
42. Система по п. 41, в которой настройки сканера включают в себя, по меньшей мере, одно из: потенциала напряжения, бабочкового фильтра, размера фокального пятна.
43. Система по п. 41, дополнительно содержащая указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
scout
W;
получения параметра c для сканера путем сканирования водного фантома известной толщины T
scout
scout
нахождения c, где  где DU выражается в единицах плотности, и сохранения cв базе данных; и
scout
w
использования постоянной c для определения размера пациента по диаметру водного эквивалента D, где
T
T
T
44. Система по п. 41, в которой c, a и b получают путем:
w,
сканирования водного фантома, имеющего диаметр Dс помощью сканера;
измерения шума из сканирования водного фантома;
решения уравнения
и
T
T
T
передачи значений c, a и b в базу данных.
0
c
c
r
r
em
45. Система по п. 41, в которой постоянные c, c, r, c, r и c получают путем:
wЖ
сканирования водного фантома, имеющего диаметр D, с помощью сканера;
измерения шума из сканирования водного фантома;
решения уравнения
и
w
0
c
c
r
r
em
передачи значений D, c, c, r, c, r и c в базу данных.
46. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапа отображения графически меры качества КТ-изображения для сканирования на дисплее.
47. Система по п. 22, в которой целевой параметр качества изображения базируется на целевом параметре визуального шума.
48. Система по п. 47, в которой этап установления целевого параметра визуального шума для КТ-сканирования включает в себя определение точки, где кривая шума модуляции дозы равна целевой кривой шума.
49. Система по п. 48, в которой кривая шума модуляции дозы моделируется согласно следующему уравнению:
0
c
c
r
r
em
w
и постоянные c, c, r, c, r и c являются совокупными параметрами сканера в базе данных, D - размер пациента, выраженный как диаметр водного эквивалента пациента, и SD - переменная настройка целевого шума сканера.
50. Система по п. 48, в которой уравнение измеренного шума имеет вид:
,
e
w
0
1
2
3
4
me
где σ - шум изображения, m - эффективный мА·с, D - размер пациента, выраженный как диаметр водного эквивалента пациента, и c, c, c, c, c и c - постоянные.
51. Система по п. 48, в которой целевая кривая шума изображения устанавливается согласно уравнению
,
T
T
T
w
где c, a и b - постоянные параметры сканера, найденные в базе данных, и D - размер пациента согласно диаметру водного эквивалента.
52. Система по п. 47, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапа обеспечения одного или более рекомендованных параметров сканирования оператору согласно целевой кривой изображения.
w
53. Система по п. 22, в которой этап определения SSDE, включает в себя использование размера пациента, выраженного как диаметр водного эквивалента D, и решение уравнения:
vol,
vol
54. Система по п. 53, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапа вычисления произведения дозы на длину (DLP), где DLP является произведением CTDI и длины сканирования на основании вычисленной CTDI для каждого среза n, и сохранение DLP в базе данных.
55. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
вычисления статистики для исследования, включающей в себя минимальное, среднее и максимальное значения одного или более из следующих параметров:
w
W_net
vol
vol
потока фотонов в дозе (мА), размера пациента, выраженного как диаметр водного эквивалента (D), диаметра водного эквивалента для среза (D), оценки дозы излучения (CTDI), произведения дозы на длину, произведения CTDI и длины сканирования (DLP), SSDE и шума;
передачи одного или более из параметров в базу данных; и
извлечения данных из информации заголовка DICOM, включающей в себя один из: имени пациента, инвентарного номера, номера медицинской карты, даты рождения, даты обследования, сканера, медицинского центра, названия обследования.
56. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
приема операторского ввода в диапазон приемлемых параметров качества изображения;
w
приема размера пациента в виде диаметра водного эквивалента D и параметров сканера для вычисления SSDE для диапазона приемлемых значений качества изображения;
рекомендации SSDE, которая будет генерировать изображения с приемлемыми параметрами качества изображения;
предоставление оператору возможности вручную устанавливать SSDE и
отображение выходного сигнала, указывающего, находится ли ожидаемое качество изображения в пределах приемлемых параметров качества изображения.
57. Система по п. 56, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
приема ввода для целевого параметра качества изображения;
вычисления исследования с параметром качества входного изображения и
рекомендации конкретных параметров сканирования, включающих в себя, по меньшей мере, один из: кВ, мА и настроек модуляции дозы для достижения качества входного изображения.
58. Система по п. 56, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
обеспечения предупреждения, когда SSDE выше или ниже рекомендованной SDEи
обеспечения предупреждения, если ожидаемое качество изображения выходит за пределы приемлемых параметров качества изображения.
59. Система по п. 56, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапа:
отображения в таблице на дисплее, функционально соединенном с компьютеризованной системой, показывающей визуализированную категоризацию, какие операции сканирования оказались в пределах ожидаемых параметров качества изображения, а какие вышли за пределы ожидаемых параметров качества изображения.
60. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапов:
поддержания одного или более протоколов сканирования для множества сканеров в центральной базе данных, функционально связанной с системой;
взаимодействия с помощью центрального менеджера протоколов со множеством сканеров для обновления изменений протокола для множества сканеров.
61. Система по п. 22, дополнительно включающая в себя указанный менеджер протоколов, выполненный с возможностью осуществления этапа рекомендации протокола пациенту с размером на основании ранее полученных данных.