[發明專利]使用基于校準體模的旋轉中心建立算法在不理想等中心3D旋轉X射線掃描器系統中進行環形偽影校正的校準方法

有效

• 申請號: 200980130829.0
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN102123664A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: N·J·諾德赫克;J·蒂默
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

1.一種用于消除一組X射線攝影2D投影圖像中的大致圓形環狀偽影(RA，RA₁，RA₂，RA₃，RA₄，RA₅)的校準方法，所述組X射線攝影2D投影圖像是由配有至少一個X射線管(S)和相對于所述X射線管(S)對徑布置的相關聯的至少一個X射線探測器(D)的不完美等中心3D旋轉X射線掃描器系統從若干不同投影方向上采集的，所述校準方法包括如下步驟：

-當沿圓形軌跡(T_F，T_CD)圍繞待可視化及斷層攝影重建的對象移動所述X射線管(S)和X射線探測器(D)中的每一個時，從所述投影方向中的每一個上掃描(S2)校準體模，

-對于每一個投影方向，從所采集的2D投影圖像計算(S3)所述至少一個X射線管的焦斑的3D位置(P_F)和相關聯的所述至少一個X射線探測器(D)的3D中心位置(P_CD)，以及

-從一組幾何校準數據確定(S5)所述不完美等中心3D旋轉X射線掃描器系統旋轉所圍繞的有效旋轉中心(M_RC，或)的3D坐標，所述組幾何校準數據是作為基于計算得到的3D位置數據所執行的3D校準程序(S4)的結果而獲得的。

2.根據權利要求1所述的校準方法，

其中，所述3D校準程序(S4)基于圓形回歸算法，所述圓形回歸算法計算與大致圓形環狀偽影(RA)的2D投影最佳擬合的回歸圓(RC)的中心位置(M_RC，)和半徑(r_RC)，所述大致圓形環狀偽影(RA)的2D投影是在從所述投影方向中的每一個上掃描所述校準體模并將所得到的大致圓形環狀偽影(RA)投影到所述回歸圓(RC)位于的投影平面上時獲得的。

3.根據權利要求2所述的校準方法，其中

所述圓形回歸算法包括產生與形成大致圓形環狀偽影(RA)的一組點(◇)最佳擬合的圓的最小二乘擬合，所述組點指示通過根據給定的分割比(χ_n)分割出連接所述至少一個X射線管的焦斑位置(P_F)和相關聯的所述至少一個X射線探測器(D)的中心位置(P_CD)的每條線而獲得的3D位置。

4.根據權利要求3所述的校準方法，

其中，對于所述投影方向中的每一個而言，所述分割比(χ_n)是通過所述至少一個X射線管的瞬時焦斑位置(P_F(t＝t_n))和相應的圖像采集時間(t_n)時的特定投影角度的旋轉中心的當前位置之間的距離與所述至少一個X射線探測器(D)的瞬時中心位置(P_CD(t＝t_n))和該時刻(t_n)時的該投影角度的當前旋轉中心之間的距離之商而確定的。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的校準方法，

其中，將借助于所述3D校準程序計算所得的回歸圓(RC)的中心位置(M_RC)解釋為當從所采集的該組X射線攝影2D投影圖像重建感興趣對象時所述大致圓形環狀偽影(RA)的投影平面中的有效旋轉中心

6.根據權利要求2至4中任一項所述的校準方法，

其中，將垂直于所得的回歸圓(RC)的平面的矢量方向解釋為當從所采集的該組X射線攝影2D投影圖像重建感興趣對象時有效旋轉軸的方向矢量(LAA或PA)。

7.根據權利要求1所述的校準方法，

其中，基于最小二乘優化標準計算有效旋轉軸的方向矢量(LAA或PA)所述最小二乘優化標準用于將一組點擬合成回歸圓(RC)并將所得的回歸圓的平面(E)上的法向矢量解釋成所述有效旋轉軸的方向矢量(LAA或PA)，所述點包括當從所述若干不同的投影方向上采集所述組X射線攝影2D投影圖像時針對一組離散圖像采集時間(t_n)而言所述至少一個X射線管的焦斑在焦斑軌跡(T_F)上的不同角位置處的給定數量的離散點(P_F(t＝t_n))和所述至少一個X射線探測器的中心在探測器軌跡(T_CD)上的對徑位置處的對應數量的離散點(P_CD(t＝t_n))。