[發明專利]扇束2D-CT掃描系統轉臺旋轉中心偏移量的測量方法

無效

• 申請號: 201010139235.0
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101825433A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 楊民;劉永瞻;梁麗紅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種扇束2D-CT掃描系統轉臺旋轉中心偏移量的測量方法，其特征在于包括有下列測量步驟：

步驟一：在2D-CT掃描系統中，線陣列探測器(6)和射線源焦點(1)不動，讓轉臺(4)繞旋轉中心點O作圓周轉動；所述轉臺(4)繞旋轉中心點O的轉動，使得線陣列探測器(6)能夠采集到不同投影角下的被掃描斷層(5)的投影數據信息，將所有投影角下的投影數據合成為一幅扇束射線掃描正弦圖p^fan(θ，s)；

步驟二：將扇束射線掃描正弦圖p^fan(θ，s)重排為平行束掃描正弦圖p(θ，s)，p(θ，s)為二維矩陣，該矩陣的每一行代表每一投影角下的投影數據，θ＝β時的投影數據記為p_β(s)，p_β(s)為p(θ，s)的某一行；

步驟三：將正弦圖p(θ，s)中θ∈[0°180°]范圍內的對應投影數據取出合成第一正弦圖p_β¹(s)；將正弦圖p(θ，s)中θ∈[180°360°]范圍內的對應投影數據取出合成第二正弦圖p_β²(s)；p_β¹(s)和p_β²(s)均為二維矩陣，p_β¹(s)為p(θ，s)的前半部分，p_β²(s)為p(θ，s)的后半部分；

步驟四：將p_β²(s)進行水平翻轉，得到第三正弦圖p_β³(s)，p_β³(s)與p_β²(s)的關系為p_β³(s)＝p_β²(N-s)，N為線陣列探測器(6)中探測單元的總數目；

步驟五：將第一正弦圖p_β¹(s)與第三正弦圖p_β³(s)的對應行進行互相關運算，那么對應行的互相關函數最大值對應的坐標就是p_β¹(s)與p_β³(s)對應行之間的位移差數列記為d(i)，i＝1～M，M表示p_β¹(s)或p_β³(s)的高度；

步驟六：求位移差數列d(i)的均值τ′，該均值τ′的1/2等于轉臺旋轉中心點的偏移量τ₀，即

2.根據權利要求1所述的扇束2D-CT掃描系統轉臺旋轉中心偏移量的測量方法，其特征在于：轉臺(4)繞旋轉中心點O每次轉動的角度設置為0.1°～1°。

3.根據權利要求1所述的扇束2D-CT掃描系統轉臺旋轉中心偏移量的測量方法，其特征在于：對比不同投影角度θ＝β或者θ＝β+π時的投影灰度曲線圖，可知第一投影信息p_β(s)和第二投影信息p_β+π(s)存在著內在的聯系為：

所述β表示的是投影角θ的取值，β∈[0°180°]；

在第一投影信息p_β(s)的灰度曲線中，坐標軸O_dS表示線陣列探測器(6)的長度方向的坐標軸，線陣列探測器(6)的長度記為N，這也代表了線陣列探測器探測單元的總數；Q₁為灰度曲線p_β(s)的最高點，其在坐標軸O_dS上對應坐標為S₂，線陣列探測器(6)的中心位置在坐標軸O_dS上對應坐標為S₀，S₀也是中心射線(2)垂直于線陣列探測器(6)的垂足，轉臺(4)的旋轉中心點O在坐標軸O_dS上對應坐標值記為R₀，則有S₀-R₀＝τ₀，τ₀表示中心射線(2)偏移轉臺(4)的旋轉中心點O的偏移量；

在第二投影信息p_β+π(s)的灰度曲線中，Q₂為灰度曲線p_β+π(s)的最高點，其在坐標軸O_dS上對應坐標為S₁；由平行束掃描的投影原理可知，第一投影信息p_β(s)的灰度曲線與和第二投影信息p_β+π(s)的灰度曲線在坐標軸O_dS上以R₀點為中心呈左右對稱關系，即Q₁點與Q₂點關于R₀點對稱，滿足的關系為：

|S1-R0|=|S2-R0|=12|S2-S1|---(1)]]>

即S₁＝S₂-(S₂-S₁)＝S₂-2(S₂-R₀)＝2R₀-S₂

將第二投影信息p_β+π(s)在坐標軸O_dS上進行左右翻轉，便得到翻轉投影信息p′_β+π(s)，p′_β+π(s)與p_β+π(s)的關系為：

p′_β+π(s)＝p_β+π(N-s)???s∈[0?N]???????????(2)

在翻轉投影信息p′_β+π(s)的灰度曲線，Q₃為p′_β+π(s)的最高點，其在坐標軸O_dS上對應坐標為S₃，聯立式(1)、式(2)得p′_β+π(s)的投影坐標關系：

S₃＝N-S₁＝N-(2R₀-S₂)??????????????????????????(3)

對比第一投影信息p_β(s)的灰度曲線與翻轉投影信息p′_β+π(s)的灰度曲線，則有p_β(s)與p′_β+π(s)的灰度曲線形狀相同，只是在坐標軸O_dS方向上有一定的位移差，該位移差即是點Q₁與Q₃的坐標差記為τ′，其表達式為：

τ′＝S₃-S₂??????????????????????????????????(4)

將式(3)代入式(4)得：

τ′=S3-S2=N-(2R0-S2)-S2=N-2R0]]>

=2×(N2-R0)=2×(S0-R0)=2τ0]]>

即：τ0=τ′2.]]>