[發(fā)明專利]一種靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711165876.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108201447A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣昌輝;胡戰(zhàn)利;梁棟;張其陽;石偉;洪序達;高娟;鄭海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G01N23/04
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 李獻忠;張靜

1.一種靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，所述靜態(tài)CT系統(tǒng)由多個射線源和一個以上探測器構(gòu)成，所述幾何參數(shù)為每個射線源與對應(yīng)的探測器之間的幾何參數(shù)，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟a：將校正體模放置在需要校正幾何參數(shù)的靜態(tài)CT系統(tǒng)中，所述校正體模具有標(biāo)記小球；

步驟b：每個射線源觸發(fā)一次射線，獲得多幅投影；以及

步驟c：根據(jù)每幅投影中標(biāo)記小球的投影中心點的坐標(biāo)，結(jié)合已知的標(biāo)記小球在待校正系統(tǒng)中的坐標(biāo)，計算獲得整個靜態(tài)CT系統(tǒng)的校正后的幾何參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，其特征在于，所述幾何參數(shù)為所述靜態(tài)CT系統(tǒng)的10個幾何參數(shù)，包括：射線源S的坐標(biāo)位置(Ox,Oy,Oz)、射線源S在探測器平面的投影中心點坐標(biāo)(u₀,v₀)、探測器的扭轉(zhuǎn)角θ、探測器的傾斜角φ、探測器的旋轉(zhuǎn)角η、射線源到掃描物體中心的距離(SOD)，射線源到探測器的距離(SDD)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，其特征在于，所述校正體模由支撐體和安裝于所述支撐體上的標(biāo)記小球構(gòu)成，所述支撐體為低吸收材料，所述標(biāo)記小球為高吸收材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，其特征在于，所述支撐體為碳纖維材料或者聚甲基丙烯酸甲酯，所述標(biāo)記小球為鋼珠。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，其特征在于，所述標(biāo)記小球的數(shù)量、大小以及位置以校正過程中在探測器上的投影不造成重疊為宜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜態(tài)CT系統(tǒng)幾何參數(shù)校正方法，其特征在于，所述步驟c進一步包括如下步驟：

步驟c1：對于每幅投影圖，在小球投影坐標(biāo)(u,v)和實際校正體模中的標(biāo)記小球的三維坐標(biāo)(x,y,z)之間利用一個3×4投影矩陣A建立映射關(guān)系：

[Ax,Ay,Az,A]^T＝[au,av,a]^T (1)

其中，α為一比例參數(shù)，投影矩陣A的構(gòu)成如下：

A＝K[S|t] (2)

上述(2)式中，K為一個3×3上三角矩陣,S為一個3×3旋轉(zhuǎn)矩陣,t為3×1位移向量，

上述(3)式中，u₀和v₀為射線源在探測器平面的投影點坐標(biāo),λ為探測器像素的大小，

公式(2)中旋轉(zhuǎn)矩陣S可以進一步用三角函數(shù)表達為：

θ為探測器的扭轉(zhuǎn)角、φ為探測器的傾斜角、η為探測器的旋轉(zhuǎn)角，公式(2)中位移向量t為：

步驟c2：由以上公式聯(lián)立求解，得到靜態(tài)CT系統(tǒng)的校正后的幾何參數(shù)，包括：

探測器平面的投影中心點坐標(biāo)(u₀,v₀)：

u₀＝K₁₃,v₀＝K₂₃ (6)

射線源到探測器的距離(SDD):

SDD＝K₁₁λ (7)

探測器的扭轉(zhuǎn)角θ、探測器的傾斜角φ、探測器的旋轉(zhuǎn)角η分別為:

θ＝Arc tan 2(S₃₂,S₃₃)

η＝Arc tan 2(S₁₂,S₁₁) (8)

射線源的位置坐標(biāo)為:

o＝[o_x,o_y,o_z]^T＝-S^Tt (9)

得出的位移向量t＝(t1,t2,t3):

t₁＝A₃₄

t₂＝(A₂₄-K₂₃A₃₄)/K₂₂

t₃＝(A₁₄-t₁₃A₃₄-K₂A₁₂)/K₁₁ (10)

射線源到掃描物體中心的距離(SOD):