[發明專利]用于錐束CT系統幾何位置校正的校正系統及其校正方法

有效

• 申請號: 201410081627.4
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103800032A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 楊昆;呂江超;曾海寧;周坤;黃益星;李真;田澗
• 申請（專利權）人: 北京銳視康科技發展有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 王巖

技術領域

本發明涉及生物醫學成像領域，具體涉及一種用于錐束CT系統幾何位置校正的校正系統及其校正方法。

背景技術

電子計算機X射線斷層掃描技術CT（Computed?Tomography）在目前核醫學影像中發揮著舉足輕重的作用，尤其是在多模態成像領域，CT為其他模態提供了結構信息和衰減校正信息?？梢赃@樣說，CT的重建精度在很大程度上決定了其他模態的圖像重建效果和圖像融合效果。目前，三維錐束CT一般采用FDK（Feldkamp）解析重建算法，但是FDK算法的三維重建效果對三維錐束CT系統的幾何參數十分敏感，其要求射線源、探測器和旋轉臺的相對幾何位置處于理想狀態，即射線源中心射線垂直射入探測器中心，旋轉軸與中心射線共面垂直正交。因此對三維錐束CT進行幾何校正具有非常重要的意義。

傳統的幾何校正方法大致可分為異步校正，以及非線性最小二乘法同步校正。所謂異步校正，就是每一步只校正一個或幾個參數，同步校正就是一次性校正所有的參數。

Yi?Sun等人在“A?Calibration?Method?for?Misaligned?Scanner?Geometry?in?Cone-beam?Computed?Tomography”一文中提出了一種異步校正的方法：將四個相同的高密度圓球置于正方形有機玻璃板的四個頂點，然后就可得到四個圓球在探測器上的投影位置。通過四個投影之間的相對幾何位置關系即可依次計算出探測器各種幾何偏移參數。但是，這個方法在每一步都是基于其他參數理想的情況來計算的，并且有的操作要求很難實現，比如要求射線源中心射線垂直射向四個點的對稱中心。而且，該方法需要測量射線源到探測器的距離，而實際上由于射線源焦點位置無法確定而難以得到該參數。

Smekal等人在“Accurate?technique?for?complete?geometric?calibration?of?cone-beam?computed?tomography?system”中提出了一種在低密度材料上鑲嵌兩圈鋼珠的方法。在一個圓柱體上鑲嵌上下兩層鋼珠，并且上下各12個，在圓周上均勻分布，鋼珠之間的相對位置已知，通過其在探測器上的投影中心的相對位置來進行幾何參數校正。然而該方法中投影與原鋼珠的對應關系很容易混淆。

專利CN202104929U改進了上述方法，在兩層鋼珠之間又加上了一個或多個定位鋼珠，使得投影和原鋼珠的對應關系更加明確，同時該方法在計算上更加簡便。但是這兩種方法的精度受到很多因素的干擾，例如校正所用仿體的加工精度、鋼珠之間的相對位置的測量精度等。

所有的異步校正方法，需要測量射線源到探測器的距離以及射線源到旋轉軸或校正仿體的距離，這些距離參數不僅難以測量，而且不可避免的引入了測量誤差。

北京航空航天大學在Non-linear?least?square?estimation?of?geometrical?parameters?for?Cone-beam?three?dimensional?computed?tomography中提供了一種同步校正的方法。在旋轉臺上放置一個鋼珠，經360度旋轉得到該鋼珠在各個角度下的投影。通過提取每個角度下的投影中心并建立投影中心與幾何參數之間的函數關系，即可通過非線性最小二乘法對幾何參數進行擬合估計，從而達到一次性求解所有幾何參數的目的。該方法在公式推導過程中進行了過多的假設，如探測器無面內旋轉，無面外旋轉，旋轉軸無角度誤差，只有偏移誤差等，因而對于實際情況并不適用。

發明內容

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種用于錐束CT系統幾何位置校正的校正系統及其校正方法，可實現中心射線位置的確定，從而可以快速調節錐束CT系統幾何誤差。

本發明的一個目的在于提供一種用于錐束CT系統幾何位置校正的校正系統。

本發明的用于錐束CT系統幾何位置校正的校正系統包括：定位裝置、準直裝置和軸調節裝置；其中，定位裝置包括支撐體、第一對準標記和第二對準標記，第一對準標記和第二對準標記的形狀和尺寸相同，平行設置在支撐體上，定位裝置貼放在射線源前；準直裝置包括通孔板和支撐架，通孔板的中心具有通孔，通孔板通過支撐架放置在探測器前，通孔的軸垂直于探測器；軸調節裝置包括校正桿和基座，校正桿設置在基座上，軸調節裝置放置在旋轉臺上。