[發明專利]用于數字合成體層成像系統幾何誤差校正的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210046038.3
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102631208A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 趙會娟;繆輝;高峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種用于數字合成體層成像系統幾何誤差校正的裝置，所述的數字合成體層成像系統包括光源、探測器、數據采集單元和計算機，其特征在于，所述的裝置包括光學軌道、旋轉平臺和校正仿體，光源、旋轉平臺和探測器位于光學軌道上，校正仿體置于旋轉平臺上，包括兩個平行放置的有機玻璃平板，兩個平板用透明材質固定連接，從入射光角度看，前面的平板包含五個圓孔，其中四個位于第一正方形的四個頂點，另一個位于該正方形的中心；后面的平板包含五個圓孔，其中四個位于第二正方形的四個頂點，另一個位于該正方形的中心；兩個正方形的大小不同，兩個中心的連線垂直于兩個平板。

2.一種采用權利要求1所述的用于數字合成體層成像系統幾何誤差校正的裝置實現的校正方法，包括下列步驟：

(1)將校正仿體置于旋轉平臺上；在掃描仿體獲取投影圖像時，光源與探測器固定不動，在不同掃描角度下獲得校正仿體的投影圖像。

(2)將校正仿體上的10個圓孔作為標準參考點，分別對每個掃描角度下校正仿體圖像中的各個標準參考點進行位置測量，獲得其投影坐標；

(3)通過校正仿體上的標注參考點建立的物體空間坐標與探測器平面的投影坐標之間的映射關系，應用奇異值分解(SVD)方法求解出每個掃描角度下的校正投影矩陣。

(4)利用數字合成體層成像系統進行物體成像；

(5)利用提取出的校正投影矩陣修正由成像系統幾何誤差引起的物體體素到投影像素之間的錯誤映射關系。

3.根據權利要求2所述的裝置實現的數字合成體層成像系統幾何誤差校正方法，其特征在于，其中的步驟(4)，對于每個掃描角度，求解校正投影矩陣的步驟如下：

1)設在齊次坐標系下物體體素坐標(x，y，z，1)^T與其對應的探測投影齊次坐標(u，v，1)^T的映射關系表示為：

w·uv1=M·xyz1---(1)]]>

其中，w為預設的距離加權系數，M為一個3×4校正投影矩陣，在給定的掃描角度下，建立標準參考點體素坐標(x_i，y_i，z_i)到其投影坐標(u_i，v_i)的映射，其中下標i表示第i個標準參考點；

2)給定一個消去距離加權系數w，得到如下方程：

xiyizi10000-uixi-uiyi-uizi-ui0000xiyizi1-vixi-viyi-vizi-vi.]]>

(M11,M12,M13,M14,M21,M22,M23,M24,M31,M32,M33,M34,)T=0]]>

對定義矩陣Ai=xiyizi10000-uixi-uiyi-uizi-ui0000xiyizi1-vixi-viyi-vizi-vi]]>且m＝(M₁₁，M₁₂，M₁₃，M₁₄，M₂₁，M₂₂，M₂₃，M₂₄，M₃₁，M₃₂，M₃₃，M₃₄，)^T，向量m是將校正投影矩陣M進行了排列而成的1×12的向量，對應全部N個標準參考點的系數矩陣A＝(A₁，A₂，......，A_N)^T是一個2N×12的矩陣，且滿足A·m＝0，N＝10；

3)利用奇異值分解方法將系數矩陣A進行奇異值分解，求解出校正投影矩陣。