[發明專利]錐束CT系統快速定位方法及其專用測具

有效

• 申請號: 200910023137.8
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101603810A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 黃魁東;張定華;李明君
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/03
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 黃毅新

1.一種錐束CT系統快速定位方法，其特征在于包括下述步驟：

(a)將圓桿測具放置在錐束CT系統的旋轉工作臺中心處，采集多幅投影圖像，然后將這些圖像按對應象素進行灰度疊加并平均，得到1幅投影圖像G1，并按重建所需投影圖像尺寸進行裁剪；

(b)保持圓桿測具不動，將旋轉工作臺往射線源方向或平板探測器方向平移h＝40～80mm，采集多幅投影圖像，然后將這些圖像按對應象素進行灰度疊加并平均，得到1幅投影圖像G2，并按重建所需投影圖像尺寸進行裁剪；

(c)將圓桿測具沿與平板探測器成像平面平行的方向平移D/5～D/3，記此位置為0度，采集多幅投影圖像，然后將這些圖像按對應象素進行灰度疊加并平均，得到1幅投影圖像G3，并按重建所需投影圖像尺寸進行裁剪；其中，D是圓桿直徑；

(d)保持圓桿測具不動，將旋轉工作臺旋轉180度，采集多幅投影圖像，然后將這些圖像按對應象素進行灰度疊加并平均，得到1幅投影圖像G4，并按重建所需投影圖像尺寸進行裁剪；

(e)利用上述采集的投影圖像，計算Dso、Dsd和y，

①將求對數后的投影圖像G1按行進行投影象素灰度疊加，得到1列投影；

②以該列投影的中點為起始點，逐象素向上查找第一個局部灰度最大值象素點，將此點標記為P_max，判斷準則為該象素的相鄰2～5個象素的灰度均小于該象素的灰度；

③從P_max逐象素向上查找第一個局部灰度最小值象素點，將此點標記為P_min，判斷準則為該象素的相鄰2～5個象素的灰度均大于該象素的灰度；

④計算P_max和P_min象素灰度的平均值；

⑤在P_max與P_min之間查找與此灰度平均值最接近的兩個象素點；

⑥根據灰度平均值對這兩個象素點進行線性插值，得到一個亞象素點，將此點標記為P₁；

⑦采用第②～⑥步的方法，以該列投影的中點為起始點，逐象素向下查找并計算可得到P₂點；

⑧對求對數后的投影圖像G2，采用第①～⑦步的方法可得到P₃點和P₄點；

⑨根據獲取投影圖像G1、投影圖像G2的兩次掃描投影的相關性，得到方程組：

其中，a為第一次掃描中下退刀槽到中心射束的距離，b為a在平板探測器上的投影長度，?和?由上述測量計算得到；解方程組可得?則中心射束縱坐標的值為y＝P₂+b；

Dso是射線源焦點到旋轉中心的距離；Dsd是射線源焦點到平板探測器的距離；(x，y)是中心射束在平板探測器上的照射位置；L是退刀槽之間的距離；

計算x和γ的步驟：

①將0度與180度位置的投影圖像G3和投影圖像G4按對應象素灰度值相減并取絕對值，得到1幅圖像G5；

②將投影圖像G5在高度方向上等分成10～20份，取每份的中間一行象素，得到等間距的10～20行象素；

③分別對步驟②得到的每一行象素，查找圓桿投影區域內的最小灰度值象素；

④以最小灰度值象素為中心，在相應行上分別取其左右相鄰的2～7個象素，得到連續的5～15個象素；

⑤以象素位置為自變量，采用最小二乘二次多項式對這些象素灰度進行擬合，得到與行數量相同的多個二次多項式；

⑥分別計算各個二次多項式的最小值，得到與最小值對應的X值，結合所在行的Y坐標，即得到與行數量相同的多個平板探測器上的坐標點；

⑦采用最小二乘直線擬合這些坐標點，得到的直線方程為旋轉工作臺旋轉軸的投影直線在平板探測器上的數學表達式；

⑧計算該直線的斜率，即平板探測器旋轉角γ；

⑨將中心射束縱坐標值y代入直線方程，計算出中心射束橫坐標值x。

2.一種權利要求1所述錐束CT系統快速定位方法專用圓桿測具，其特征在于：包括圓桿和底座，圓桿和底座連為一體，圓桿的直徑D是10～20mm，在圓桿上開兩個寬度為2～4mm的退刀槽。

3.根據權利要求2所述錐束CT系統快速定位方法專用圓桿測具，其特征在于：所述的退刀槽深2～3mm，且分別位于平板探測器成像窗口中心上下兩側。?