[發明專利]CT系統中幾何參數的標定方法、裝置及標定體模

有效

• 申請號: 200910188615.0
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101750021A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 胡戰利;鄭海榮;桂建保;戎軍艷;鄒晶;李彥明;席東星
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01B11/26;G01B11/02;A61B6/03
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術領域】

本發明涉及CT系統中的幾何參數標定，更具體地說，涉及一種CT系統中幾何參數的標定方法、裝置及標定體模。?

【背景技術】

計算機斷層攝影術(Computed?Tomography，簡稱“CT”)的基本原理是：X射線從各個方向通過一個物體，利用計算機程序對所有衰減的X射線投影作分析測量，重構斷層圖像，獲得三維圖像。其可以在不破壞物體的情況下觀察物體的內部結構，獲得物體內部信息。數十年來，CT技術已經廣泛應用于醫學、藥學、材料學、工業、農業、工程和考古等各個領域。?

顯微CT是一種新型的采用X射線成像原理進行高分辨三維成像的設備，其可以在不破壞樣品的情況下，對骨骼、牙齒和各種生物材料等離體標本進行高分辨三維成像。近年來，更多地用于小動物活體成像、藥物開發、腫瘤病理學和基因顯型研究，已成為生物學、材料學中一種重要的可進行快速、無損高分辨三維成像的工具。幾何參數標定是顯微CT系統調試的重要組成部分，也是獲得精確重建CT圖像的前提條件。?

現有對CT系統中的幾何參數進行標定的技術中，通常僅標定其中一個幾何參數，例如標定射線源焦點的投影坐標。其可采用對兩個圓球進行一次成像，獲得兩個圓球的橢圓形投影，然后采用圖像、圖形處理方法提取出兩個橢圓投影輪轂上的序列點坐標，分別對序列點坐標進行最小二乘法擬合，得到兩個橢圓投影長軸的直線方程，最后求解兩長軸直線方程的焦點，該交點即為射線源焦點在探測器的成像平面內的投影坐標。然而，該方案僅能標定出光源在探測器平面的投影中心點坐標。?

【發明內容】

基于此，有必要提供一種能標定多個幾何參數的CT系統中幾何參數的標定方法。

一種CT系統中幾何參數的標定方法，所述方法包括：在位于光源和探測器之間的旋轉臺上將放置標定體模，所述標定體模包括標定板和兩個安置在所述標定板上的小球A和小球B，將所述標定體模隨旋轉臺旋轉一周，通過探測器采集小球A和小球B的投影圖像中心點坐標；根據所述投影圖像中心點坐標構造小球A和小球B在成像平面上形成的投影橢圓的橢圓方程，并根據所述橢圓方程計算得到小球A和小球B在成像平面上形成的投影橢圓的中心坐標；根據小球的投影圖像中心點坐標及投影橢圓的中心坐標計算得到小球A和小球B的投影橢圓的投影點連線交點坐標，根據所述投影點連線交點坐標及橢圓方程計算得到探測器的扭轉角、光源到探測器的距離、光源在成像平面上的投影中心點坐標、探測器的偏擺角及光源到旋轉臺的旋轉軸的距離。?

優選地，所述通過探測器采集投影圖像中心坐標的步驟具體包括：將標定體模隨旋轉臺旋轉一周，使得小球在成像平面上投影的次數大于六次且為偶數，每次小球投影后旋轉臺旋轉的角度為：360°/小球的投影次數。?

優選地，所述方法還包括：定義右手笛卡爾坐標系(X，Y，Z)，其中，Z軸為旋轉臺的旋轉軸，X軸為光源到旋轉軸的射線，Y軸為垂直于Z軸和X軸所形成的平面的直線，并通過Z軸與X軸的交點；定義探測器的左下角為坐標原點，e_z為探測器平面的法向量，e_x、e_y為探測器上像素的排列方向，α、β分別為探測器平面的法向量e_z沿Y、Z方向的分量；定義SOD表示光源到旋轉軸的距離，SDD表示光源到探測器的距離，(x₀，y₀)表示光源到成像平面上的投影中心點坐標，φ表示探測器的偏擺角，即法向量e_z在XY平面的垂線與X軸的夾角，η表示探測器的扭轉角，即探測器像素的e_y方向與β的夾角。?

進一步優選地，所述光源到成像平面上的投影中心點坐標(x₀，y₀)的計算公式為：?