[發明專利]模體、測量系統矩陣的方法及裝置

有效

• 申請號: 201611270482.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106650700B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 陳鳴之;楊宏成
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種模體，包括基體；以及布設在所述基體中的標記物，其中，所述標記物的大小在至少一個維度上足夠小，以使得所述標記物在該至少一個維度上的投影圖像的尺寸小于探測器像素尺寸。本發明還涉及一種測量系統矩陣的方法和相應的裝置，該方法包括獲取上述模體中體素的擴散函數；以及基于初始系統矩陣和所述體素的擴散函數獲得系統矩陣。

技術領域

本發明涉及醫學技術領域，尤其涉及模體及利用模體測量系統矩陣的方法及裝置。

背景技術

系統矩陣建立了已知的投影圖像與未知的重建體元之間的關系，可用于迭代重建算法、系統仿真中的幾何建模和偽影校正等。因此，迭代重建圖像質量、系統仿真和偽影校正結果均依賴于系統矩陣的準確性。

最常見的系統矩陣，將射線源焦點與探測器像素作為理想點考慮，通常采用基于射線束穿過體元形成的射線強度的線積分模型進行模擬計算。該系統矩陣僅考慮了射線源的焦點、體元與探測器像素間的空間幾何關系，而未考慮各種非理想幾何因素的影響，諸如：

1)射線源的焦點一般具有非零有限尺寸。線積分模型將射線源的焦點作為理想點光源考慮，忽略了由于焦點具有一定尺寸和分布，從而可能引起的圖像模糊；

2)探測器像素一般具有非零有限尺寸。線積分模型將探測器離散化，將探測器像素響應均視為1，忽略了由于探測器響應具有一定分布，從而引起的圖像模糊；

為了將以上非理想幾何因素引入系統矩陣，現有技術通常采用以下方案：

1.將射線源的焦點、體素和探測器像素的幾何尺寸劃分為更小的單元，在焦點和探測器單元間用多條投影線模擬上述非理想幾何因素。例如，圖1中示出了此類現有技術方案的示例。

2.使用響應函數模擬焦點尺寸與探測器像素尺寸對系統矩陣的影響。例如，圖2中示出了此類現有技術方案的示例。

上述現有技術方案均需要測量射線源的焦點、體素、探測器像素尺寸和探測器響應分布等特性，并以此為基礎進行后續計算。方法1和方法2相比較而言，方法1簡單直接，在實際應用中用得較多，但其計算量比方法2大一到兩個數量級以上，計算效率低且開銷過大；而方法2雖然計算量較優，但響應函數通常難以準確模擬。

發明內容

根據本公開的一方面，一種模體包括：基體；以及布設在所述基體中的標記物，其中，標記物的大小在至少一個維度上足夠小，以使得標記物在該至少一個維度上的投影圖像的尺寸小于探測器像素尺寸。

根據該方面的一示例性實施例，該模體包括布設在基體不同位置處的多個標記物。

根據該方面的另一示例性實施例，標記物的布設使得它們在同一投影角度下的投影圖像中的位置不重合。

根據該方面的又一示例性實施例，所述標記物為多個標記物，并且該多個標記物在所述基體中被布設為如下設計中的一種或多種：螺線型、直線型、曲線型、折線型。

根據該方面的再一示例性實施例，標記物的形狀為小球形狀、細絲形狀、或兩者的組合。

根據該方面的進一步示例性實施例，標記物的材料與基體的材料的吸收系數不同。

根據本公開的另一方面，一種測量系統矩陣的方法包括：獲取如上述任何示例性實施例所述的模體中體素的擴散函數；以及基于初始系統矩陣和所述體素的擴散函數獲得系統矩陣。

根據該方面的一示例性實施例，標記物為小球，獲取模體中體素的擴散函數包括：采集所述模體的投影圖像，獲取所述小球在所述投影圖像中的投影中心點；以所述小球在所述投影圖像中的投影中心點為中心選取預定鄰域，以所述小球的投影中心點的灰度值為基準對該鄰域的像素點的灰度值進行歸一化；基于所述預定鄰域中像素點到所述小球的投影中心點的距離及該像素點的歸一化的灰度值生成所述小球的擴散函數；以及基于所述小球的擴散函數和插值函數生成所述模體中體素的擴散函數。