Ct探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置。所述方法包括：使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2；以待測CT的旋轉(zhuǎn)中心投影點COR在探測器陣列中的位置D0為原點，以探測器陣列所在直線為X軸，建立坐標系，計算D1的X軸坐標值q1和D2的X軸坐標值q2；計算待測CT的射線源焦點與D0之間的距離RD；根據(jù)RD、q1和q2，確定所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角γ。本發(fā)明實現(xiàn)了無需使用專用的校正模體，僅通過直接掃描被測物體，并對采集的原始數(shù)據(jù)進行簡單的運算，即可快速而精確的確定待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角的技術(shù)效果。
【專利說明】CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學數(shù)字成像和無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CT (Computed Tomography,計算機斷層掃描)最早應(yīng)用于醫(yī)學影像，隨后被引入工業(yè)無損檢測領(lǐng)域，由于其非插入、無干擾的檢測特性，CT在農(nóng)林業(yè)、地球物理、化工等領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用。根據(jù)射線源-探測器的運動采集數(shù)據(jù)方式的不同，可以將CT分為五代，目前較為常用的為平移-旋轉(zhuǎn)的第一代筆束掃描模式和旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)的第三代扇束掃描模式。其中，第三代扇束掃描模式按照探測器的分布情況又分為兩類:一種是直線型陣列探測器對應(yīng)的等距扇束掃描，另一種是弧線形陣列探測器對應(yīng)的等角扇束掃描。在工程應(yīng)用中，等距扇束掃描模式應(yīng)用最為廣泛。與第三代扇束掃描對應(yīng)的FBP (Filtering BackProjection，濾波反投影)重建算法由于兼顧了重建時間和重建質(zhì)量兩個CT性能指標，得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]對于等距扇束掃描模式，標準FBP重建算法要求掃描系統(tǒng)同時滿足兩個條件:1、旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心在射線源焦點與中心探測器的連線上；2、中心射線(射線源焦點與旋轉(zhuǎn)中心的連線)垂直于探測器所在的直線。但是在CT的安裝過程中由于機械誤差不可避免，或者由于旋轉(zhuǎn)臺的移動等原因都會使CT裝置難以精確滿足上述兩個條件，從而導致CT重建圖像出現(xiàn)偽影?，F(xiàn)有的很多CT投影旋轉(zhuǎn)中心(Center Of Rotation，C0R)，也就是旋轉(zhuǎn)中心的投影點的校正方法都可以確定中心射線對應(yīng)的探測器位置坐標，即求得旋轉(zhuǎn)中心在探測器上的投影地址，從而可以 將投影數(shù)據(jù)偏移一定距離而消除由于旋轉(zhuǎn)中心偏移造成的偽影。
[0004]但是，即使校正了 COR的位置，使用FBP重建算法時仍然要求射線源與旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直于探測器所在直線。當這一條件無法滿足，即等價于探測器繞旋轉(zhuǎn)中心投影點旋轉(zhuǎn)偏離一個角度，且偏角較大時，即使對COR進行校正，按照標準算法重建出的圖像將仍然會出現(xiàn)偽影，影響對CT重建圖像的判讀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置，無需使用專用的校正模體，僅通過直接掃描被測物體，并對采集的原始數(shù)據(jù)進行簡單的運算，即可快速而精確的確定待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角。
[0006]在第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，包括:
[0007]使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2 ；
[0008]以待測CT的旋轉(zhuǎn)中心投影點COR在探測器陣列中的位置Dtl為原點，以探測器陣列所在直線為X軸，建立坐標系，計算D1的X軸坐標值qi和D2的X軸坐標值q2 ；[0009]計算待測CT的射線源焦點與Dtl之間的距離Rd ；
[0010]根據(jù)Rd、qi和q2，確定所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角y。
[0011]在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2具體包括:
[0012]按照預(yù)定的遞增步長Θ，使用待測CT對被測物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度下，各探測器像素點的投影原始值P (η Θ，m)，構(gòu)成投影矩陣，其中，n，m和N均為整數(shù)，
n e [O, N]，，
【權(quán)利要求】
1.一種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法,其特征在于,包括: 使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2 ； 以待測CT的旋轉(zhuǎn)中心投影點COR在探測器陣列中的位置Dtl為原點，以探測器陣列所在直線為X軸，建立坐標系，計算D1的X軸坐標值Q1和D2的X軸坐標值q2 ； 計算待測CT的射線源焦點與Dtl之間的距離Rd ； 根據(jù)Rd、Q1和q2，確定所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角Y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，其特征在于，所述使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2具體包括: 按照預(yù)定的遞增步長Θ，使用待測CT對被測物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度下，各探測器像素點的投影原始值P (η Θ，m)，構(gòu)成投影矩陣，其中，n，m和N均為整數(shù)，360。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，其特征在于，所述待測CT的COR在探測器陣列中的位置Dtl獲取方法具體包括: 按照預(yù)定的遞增步長Θ，使用待測CT對被測物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度





下，各探測器像素點的投影值P (η Θ，m);其中，n，m和N均為整數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，其特征在于，所述計算待測CT的射線源焦點與Dtl之間的距離Rd具體包括: 測量待測CT射線源焦點與探測器陣列所在直線的垂直距離SM，M為垂足在的探測器陣列中位置；根據(jù)公式:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)Rd、Q1和q2，確定所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角Y具體包括:. 根據(jù)公式
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，其特征在于，所述方法還包括:根據(jù)所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角的確定結(jié)果，對所述待測CT的各探測器像素點的原始投影值進行校準，根據(jù)校準后的投影數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的重建圖像。
7.—種CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，包括: 邊緣投影點位置獲取單元，用于使用待測CT對被測物體進行全周掃描，獲取被測物體的邊緣投影點在探測器陣列中的第一極限位置D1和第二極限位置D2 ； 邊緣投影點坐標獲取單元，用于以待測CT的旋轉(zhuǎn)中心投影點COR在探測器陣列中的位置Dtl為原點，以探測器陣列所在直線為X軸，建立坐標系，計算D1的X軸坐標值qi和D2的X軸坐標值q2 ; 距離計算單元，用于計算待測CT的射線源焦點與Dtl之間的距離Rd ； 探測器偏轉(zhuǎn)角確定單元，用于根據(jù)Rd、Q1和q2，確定所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角Y。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，所述邊緣投影點獲取單元具體用于: 按照預(yù)定的遞增步長Θ，使用待測CT對被測物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度下，各探測器像素點的投影原始值P (η Θ，m)，構(gòu)成投影矩陣，其中，n，m和N均為整數(shù)，
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，所述裝置還包括COR位置獲取單元，用于: 按照預(yù)定的遞增步長Θ，使用待測CT對被測物體進行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度





180°下，各探測器像素點的投影值Ρ(η Θ，m);其中，n，m和N均為整數(shù)，n ^ [0，N]，Λ^>—




Ume [1，Μ]，M為探測器像素點的總個數(shù)，M為大于I的整數(shù)； 獲取探測器像素點m在所述不同旋轉(zhuǎn)角度下的各投影值，將所述各投影值分為第一序ΜΘ-\ 80。列 Pm (kθ)和第二序列 Pm (kθ+180° )，其中，k 為整數(shù)，
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，所述距離計算單元具體用于: 測量待測CT射線源焦點與探測器陣列所在直線的垂直距離SM，M為垂足在的探測器陣列中位置；
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，所述探測器偏轉(zhuǎn)角確定單元具體用于:

根據(jù)公式:
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CT探測器偏轉(zhuǎn)角的確定裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 校準和重建單元，用于根據(jù)所述待測CT的探測器偏轉(zhuǎn)角的確定結(jié)果，對所述待測CT的各探測器像素點的原始投影值進行校準，根據(jù)校準后的投影數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的重建圖像。
【文檔編號】A61B6/03GK103654833SQ201310582495
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】孟凡勇, 李忠傳, 李靜海 申請人:中國科學院過程工程研究所