[發(fā)明專利]CT探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310582495.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN103654833A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡勇;李忠傳;李靜海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03;G01N23/04;H05G1/26
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CT探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置。

背景技術(shù)

CT（Computed?Tomography，計(jì)算機(jī)斷層掃描）最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像，隨后被引入工業(yè)無損檢測(cè)領(lǐng)域，由于其非插入、無干擾的檢測(cè)特性，CT在農(nóng)林業(yè)、地球物理、化工等領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用。根據(jù)射線源-探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)采集數(shù)據(jù)方式的不同，可以將CT分為五代，目前較為常用的為平移-旋轉(zhuǎn)的第一代筆束掃描模式和旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)的第三代扇束掃描模式。其中，第三代扇束掃描模式按照探測(cè)器的分布情況又分為兩類：一種是直線型陣列探測(cè)器對(duì)應(yīng)的等距扇束掃描，另一種是弧線形陣列探測(cè)器對(duì)應(yīng)的等角扇束掃描。在工程應(yīng)用中，等距扇束掃描模式應(yīng)用最為廣泛。與第三代扇束掃描對(duì)應(yīng)的FBP（Filtering?Back?Projection，濾波反投影）重建算法由于兼顧了重建時(shí)間和重建質(zhì)量?jī)蓚€(gè)CT性能指標(biāo)，得到廣泛的應(yīng)用。

對(duì)于等距扇束掃描模式，標(biāo)準(zhǔn)FBP重建算法要求掃描系統(tǒng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件：1、旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心在射線源焦點(diǎn)與中心探測(cè)器的連線上；2、中心射線(射線源焦點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線)垂直于探測(cè)器所在的直線。但是在CT的安裝過程中由于機(jī)械誤差不可避免，或者由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的移動(dòng)等原因都會(huì)使CT裝置難以精確滿足上述兩個(gè)條件，從而導(dǎo)致CT重建圖像出現(xiàn)偽影。現(xiàn)有的很多CT投影旋轉(zhuǎn)中心（Center?Of?Rotation，COR），也就是旋轉(zhuǎn)中心的投影點(diǎn)的校正方法都可以確定中心射線對(duì)應(yīng)的探測(cè)器位置坐標(biāo)，即求得旋轉(zhuǎn)中心在探測(cè)器上的投影地址，從而可以將投影數(shù)據(jù)偏移一定距離而消除由于旋轉(zhuǎn)中心偏移造成的偽影。

但是，即使校正了COR的位置，使用FBP重建算法時(shí)仍然要求射線源與旋轉(zhuǎn)中心的連線垂直于探測(cè)器所在直線。當(dāng)這一條件無法滿足，即等價(jià)于探測(cè)器繞旋轉(zhuǎn)中心投影點(diǎn)旋轉(zhuǎn)偏離一個(gè)角度，且偏角較大時(shí)，即使對(duì)COR進(jìn)行校正，按照標(biāo)準(zhǔn)算法重建出的圖像將仍然會(huì)出現(xiàn)偽影，影響對(duì)CT重建圖像的判讀。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種CT探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角的確定方法和裝置，無需使用專用的校正模體，僅通過直接掃描被測(cè)物體，并對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)算，即可快速而精確的確定待測(cè)CT的探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角。

在第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種CT探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角的確定方法，包括：

使用待測(cè)CT對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行全周掃描，獲取被測(cè)物體的邊緣投影點(diǎn)在探測(cè)器陣列中的第一極限位置D₁和第二極限位置D₂；

以待測(cè)CT的旋轉(zhuǎn)中心投影點(diǎn)COR在探測(cè)器陣列中的位置D₀為原點(diǎn)，以探測(cè)器陣列所在直線為X軸，建立坐標(biāo)系，計(jì)算D₁的X軸坐標(biāo)值q₁和D₂的X軸坐標(biāo)值q₂；

計(jì)算待測(cè)CT的射線源焦點(diǎn)與D₀之間的距離R_D；

根據(jù)R_D、q₁和q₂，確定所述待測(cè)CT的探測(cè)器偏轉(zhuǎn)角_γ。

在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述使用待測(cè)CT對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行全周掃描，獲取被測(cè)物體的邊緣投影點(diǎn)在探測(cè)器陣列中的第一極限位置D₁和第二極限位置D₂具體包括：

按照預(yù)定的遞增步長(zhǎng)θ，使用待測(cè)CT對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，獲取不同旋轉(zhuǎn)角度下，各探測(cè)器像素點(diǎn)的投影原始值p(nθ,m)，構(gòu)成投影矩陣，其中，n，m和N均為整數(shù)，n∈[0,N]，m∈[1,M]，M為探測(cè)器像素點(diǎn)的總個(gè)數(shù)，M為大于1的整數(shù)；

獲取所述投影矩陣中的最大值p_max，根據(jù)公式p_value＝kp_max計(jì)算投影閾值p_value，其中，k為預(yù)定的系數(shù)，k∈(0.5,1)；

在滿足p(nθ,m)＜p_value的各像素點(diǎn)中，選擇最接近探測(cè)器陣列兩端的像素點(diǎn)位置，作為被測(cè)物體的邊緣投影點(diǎn)在探測(cè)器陣列中的第一極限位置D₁和第二極限位置D₂。

進(jìn)一步地，所述待測(cè)CT的COR在探測(cè)器陣列中的位置D₀獲取方法具體包括：