去除放射治疗成像中的伪影的制作方法

本公开涉及放射治疗成像中的伪影，特别是去除mv/kv图像中的伪影。

背景技术：

1、放射治疗可以被描述为使用电离辐射(如x射线)，来治疗人类或动物的身体。放射治疗通常用于治疗患者或主体对象体内的肿瘤。在这种治疗中，电离辐射被用来照射，从而破坏或损害构成肿瘤一部分的细胞。

2、放射治疗装置通常包括吊架，该吊架支撑光束生成系统或其他辐射源，可围绕患者旋转。例如，对于直线加速器(linac)装置，光束生成系统可以包括射频能量源、电子源、加速波导、光束成形设备等。

3、在放射治疗中，期望向主体对象的靶区域提供规定剂量的辐射，并限制对主体对象的其他部分(即健康组织)的照射。有鉴于此，放射治疗装置可以包括一个或多个成像装置，用于在放射治疗前和/或放射治疗期间捕获患者的图像，这些图像可用于对机器参数或患者位置进行调整。这种图像引导的放射治疗(igrt)可以通过帮助在预定位置实施靶的剂量来提高放射治疗的精确性。

4、放射治疗开始前捕获的图像可以为患者的体形和/或位置提供参考图像，和/或帮助将患者定位在靶位置。在放射治疗过程期间捕获的图像可用于验证患者是否保持在靶位置中。主体对象的不连续的、大范围的或大幅度的移动可以包含变换位置、咳嗽或打喷嚏。主体对象还会进行周期性的生理性移动。例如，主体对象可能因其呼吸周期而进行呼吸运动。主体对象也可能基于其心脏的跳动进行心脏运动。为了响应于使用捕获的图像确定的这些移动，可以停止或调整放射治疗以进行补偿，例如通过门控或跟踪放射治疗光束。这些技术可以通过确保向肿瘤实施规定的剂量并限制对健康组织(如有风险的器官)的照射来改善临床效果。

5、放射治疗装置可以包括配置为进行mv成像的部件，并且可以包括配置为进行kv成像的部件。放射治疗装置的治疗光束源可以发射mv辐射来治疗患者。治疗光束源可以用作mv成像的mv束源。mv检测器可以与治疗光束源完全对置，主体对象位于其间。放射治疗装置可以包括kv成像源和kv检测器，该kv检测器与kv成像源完全对置，主体对象位于其间。kv成像源和kv检测器可以布置在与治疗光束源和mv检测器不同的平面中(即不同的角度)。

6、在放射治疗过程中(即在mv辐射实施过程中)，mv或kv图像采集会导致所获得的图像出现伪影。这种影响在实施mv的情况下读出图像时存在。mv辐射是以脉冲方式实施的，使得如果其数据读出与mv辐射的实施重叠，那么检测器的像素就会受到伪影的影响。即使相关的检测器不在辐射束中，也能看到这种影响，并被认为是与电磁干扰有关。这种伪影在二维捕获的图像中显现为亮线或暗线(取决于图像的反转)，或在重建的三维体积中显现为环。这种伪影降低了所捕获图像的精确性，因为由于伪影的存在，图像的一些像素并不能精确或可靠地代表成像的区域。当基于这种图像决定停止或调整放射治疗时，这反过来又会降低放射治疗的精确性和可靠性。

7、解决这个问题的一个方法是使用硬件解决方案，使辐射开始时和图像线被读出时同步，这样只有在不实施辐射时才会读出图像线。然而，这种限制减慢了成像速度，并需要特定的硬件来实施，例如脉冲控制电路、脉冲同步电路或检测器控制板(dcb)。此外，这种硬件解决方案对连续可变剂量率(cvdr)治疗不起作用，因为这种治疗的辐射透送脉冲率会不断变化。

8、在放射治疗期间提供更精确和更可靠的成像将是有利的。减少对专门硬件的需求也是有利的，以便在放射治疗期间提供精确可靠的成像，并在放射治疗期间提供灵活且适应不同的辐射实施方式的成像。更有效地处理捕获的图像也将是有利的。

技术实现思路

1、在独立权利要求中列出了一项发明。

2、根据一个方面，提供了一种放射治疗装置，包括：kv或mv辐射的源；检测器，配置为检测所述kv或mv辐射，以生成位于所述源和所述检测器之间的主体对象的多个图像；以及控制器，配置为检测所述多个图像中的图像的错误像素；以及生成平均图像，包括通过对所述多个图像中的一个或多个的对应位置中的各个像素取平均值而生成平均图像中的每个像素，其中生成所述平均图像的在与所述错误像素的对应位置中的像素包括从取所述平均值中排除所述错误像素。

3、根据另一个方面，提供了一种计算机实施的方法，包括：获得位于放射治疗装置的源和检测器之间的主体对象的多个图像，所述源是kv或mv辐射的源，并且所述检测器用于检测所述kv或mv辐射；检测所述多个图像中的图像的错误像素；以及生成平均图像，包括通过对所述多个图像中的一个或多个图像的对应位置中的各个像素取平均值而生成平均图像中的每个像素，其中生成所述平均图像的在与所述错误像素的对应位置中的像素包括从取所述平均值中排除所述错误像素。

4、根据另一个方面，提供了一种计算机可读介质，其中包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令由处理器执行时，使处理器进行上述方法。

技术特征：

1.一种放射治疗装置，包括：

2.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其中，生成所述平均图像包括通过取n个像素的平均值来生成所述平均图像的不在与所述错误像素的对应位置中的像素，n为整数，并且生成所述平均图像中的在与所述错误像素的所述对应位置中的所述像素包括取小于n个像素的平均值。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的放射治疗装置，其中，所述平均图像是基于所述图像中除所述错误像素以外的像素生成的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述平均图像是基于所述图像的与所述错误像素相邻的一个或多个像素生成的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述图像包括一行错误像素，所述一行错误像素包括所述错误像素。

6.根据权利要求5所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为检测所述多个图像中的所述图像的所述一行错误像素。

7.根据权利要求6所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为通过沿所述图像的每行对所述图像的像素值进行求和以确定多个求和像素值，并将所述一行错误像素识别为对应于按预定因素超过阈值的求和像素值或超过所述多个求和像素值的平均值的行，来检测所述一行错误像素。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为从生成所述平均图像的各个像素中排除所述一行错误像素的每个错误像素。

9.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为生成所述平均图像包括所述控制器配置为对所述多个图像进行时间上的平均以生成所述平均图像，其中所述平均图像中的每个像素是通过对所述多个图像中的多个图像的相应位置中的各个像素取平均值而生成的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为生成所述平均图像包括所述控制器配置为对所述多个图像中的图像进行空间平均以生成所述平均图像，其中所述平均图像中的每个像素是通过对所述图像的相应位置中的各个子网格的像素取平均值而生成的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述错误像素对应于在读出与所述错误像素相关的数据时应用放射治疗光束而造成的伪影。

12.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗装置，其中，所述控制器配置为在放射治疗期间实时检测所述错误像素并生成所述平均图像。

13.一种计算机实施的方法，包括：

14.根据权利要求13所述的计算机实施的方法，其中，生成所述平均图像包括通过取n个像素的平均值来生成所述平均图像的不在与所述错误像素的对应位置中的像素，n为整数，并且生成所述平均图像中的在与所述错误像素的所述对应位置中的所述像素包括取小于n个像素的平均值。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的计算机实施的方法，其中，包括基于所述图像中除所述错误像素以外的像素生成所述平均图像。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的计算机实施的方法，其中，包括基于所述图像的与所述错误像素相邻的一个或多个像素生成所述平均图像。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述图像包括一行错误像素，所述一行错误像素包括所述错误像素。

18.根据权利要求17所述的计算机实施的方法，其中，包括检测所述多个图像中的所述图像的所述一行错误像素。

19.根据权利要求18所述的计算机实施的方法，其中，包括通过沿所述图像的每行对所述图像的像素值进行求和以确定多个求和像素值，并将所述一行错误像素识别为对应于按预定因素超过阈值的求和像素值或超过所述多个求和像素值的平均值的行，来检测所述一行错误像素。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的计算机实施的方法，其中，包括从生成所述平均图像的各个像素中排除所述一行错误像素的每个错误像素。

21.根据权利要求13至20中任一项所述的计算机实施的方法，其中，生成所述平均图像包括对所述多个图像进行时间上的平均以生成所述平均图像，其中所述平均图像中的每个像素是通过对所述多个图像中的多个图像的相应位置中的各个像素取平均值而生成的。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的计算机实施的方法，其中，生成所述平均图像包括对所述多个图像中的图像进行空间平均以生成所述平均图像，其中所述平均图像中的每个像素是通过对所述图像的相应位置中的各个子网格的像素取平均值而生成的。

23.根据权利要求13至22中任一项所述的计算机实施的方法，其中，所述错误像素对应于在读出与所述错误像素相关的数据时应用放射治疗光束而造成的伪影。

24.根据权利要求13至23中任一项所述的计算机实施的方法，在放射治疗期间实时执行。

25.一种计算机可读介质，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由处理器执行时，使所述处理器执行权利要求13至24中任何一项所述的方法。

技术总结
提供了一种放射治疗装置以及计算机实施的方法，放射治疗装置包括：kV或MV辐射的源；检测器，配置为检测所述kV或MV辐射，以生成位于所述源和所述检测器之间的主体对象的多个图像；以及控制器，配置为检测所述多个图像中的图像的错误像素；以及生成平均图像，包括通过对所述多个图像中的一个或多个的对应位置中的各个像素取平均值而生成平均图像中的每个像素，其中生成所述平均图像的在与所述错误像素的对应位置中的像素包括从取所述平均值中排除所述错误像素。

技术研发人员：艾布杜·赛义德
受保护的技术使用者：伊利克塔有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14