[實用新型]一種錐束CT系統(tǒng)幾何位置校正系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420101093.2
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN203749432U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊昆;呂江超;曾海寧;周坤;黃益星;李真;田澗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京銳視康科技發(fā)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 王巖

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，具體涉及一種用于錐束CT系統(tǒng)幾何位置校正的校正系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電子計算機X射線斷層掃描技術(shù)CT（Computed Tomography）在目前核醫(yī)學(xué)影像中發(fā)揮著舉足輕重的作用，尤其是在多模態(tài)成像領(lǐng)域，CT為其他模態(tài)提供了結(jié)構(gòu)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(tài)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(tǒng)的幾何參數(shù)十分敏感，其要求射線源、探測器和旋轉(zhuǎn)臺的相對幾何位置處于理想狀態(tài)，即射線源中心射線垂直射入探測器中心，旋轉(zhuǎn)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(tǒng)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(shù)，同步校正就是一次性校正所有的參數(shù)。

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(guān)系即可依次計算出探測器各種幾何偏移參數(shù)。但是，這個方法在每一步都是基于其他參數(shù)理想的情況來計算的，并且有的操作要求很難實現(xiàn)，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(shù)。

Smekal等人在“Accurate technique for complete geometric calibration of cone-beamcomputed 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(shù)校正。然而該方法中投影與原鋼珠的對應(yīng)關(guān)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(yīng)關(guān)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(zhuǎn)軸或校正仿體的距離，這些距離參數(shù)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(xué)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(zhuǎn)臺上放置一個鋼珠，經(jīng)360度旋轉(zhuǎn)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(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，即可通過非線性最小二乘法對幾何參數(shù)進行擬合估計，從而達(dá)到一次性求解所有幾何參數(shù)的目的。該方法在公式推導(dǎo)過程中進行了過多的假設(shè)，如探測器無面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，無面外旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)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。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種錐束CT系統(tǒng)幾何位置校正系統(tǒng)，可實現(xiàn)中心射線位置的確定，從而可以快速調(diào)節(jié)錐束CT系統(tǒng)幾何誤差。

本實用新型的目的在于提供一種錐束CT系統(tǒng)幾何位置校正系統(tǒng)。

本實用新型的錐束CT系統(tǒng)幾何位置校正系統(tǒng)包括：定位裝置、準(zhǔn)直裝置和軸調(diào)節(jié)裝置；其中，定位裝置包括支撐體、第一對準(zhǔn)標(biāo)記和第二對準(zhǔn)標(biāo)記，第一對準(zhǔn)標(biāo)記和第二對準(zhǔn)標(biāo)記的形狀和尺寸相同，平行設(shè)置在支撐體上，定位裝置貼放在射線源前；準(zhǔn)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(diào)節(jié)裝置包括校正桿和基座，校正桿設(shè)置在基座上，軸調(diào)節(jié)裝置放置在旋轉(zhuǎn)臺上。