[發明專利]口腔錐束CT系統幾何參數校正模型、方法及系統

在審

• 申請號: 201811533057.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109717889A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 舒秀;袁文;張展明;贠照強;饒玉明;王益民
• 申請（專利權）人: 深圳市深圖醫學影像設備有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/14
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本發明公開了一種口腔錐束CT系統幾何參數校正模型、方法及系統，模型空心圓柱，空心圓柱的表面鑲嵌有若干鋼珠，各鋼珠等間距螺旋分布在空心圓柱的表面。本發明首先采集M個角度下的模型的投影數據，得到模型的M張投影圖像，對這些圖像進行二值化，并使用基于游程鏈的連通區域標記方法進行連通區域標記，再計算得到這些圖像中的每個鋼珠的質心位置，然后根據計算出的每個鋼珠在不同角度的M張投影圖像中的質心位置，將每個鋼珠對應的M個點擬合成橢圓，并計算橢圓參數，再利用計算得到的橢圓的參數計算出口腔錐束CT系統的幾何參數，最后利用這些幾何參數修正投影模型并進行三維重建。本發明減少了計算量，提高了計算速度和三維重建精度。

技術領域

本發明屬于醫學成像技術領域，具體涉及一種口腔錐束CT系統幾何參數校正模型、方法及系統。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，口腔健康得到了人們的廣泛關注。口腔錐束CT作為在臨床醫學中廣泛應用的一種技術，與傳統的口腔CT相比，口腔錐束CT具有放射劑量小，對牙和骨的空間分辨率高等優點。但對系統的幾何參數的精確度要求非常高，因此對錐束CT系統做幾何參數校正是不可或缺的。

目前存在的幾何參數校正方法有相機標定、模型標定和迭代求解。相機標定方法在計算機視覺領域已經成熟，但是一旦采集數據的過程中有抖動，就可能造成很大的誤差；模型標定一般采用正方形模型，四周均勻分布四條線縫,這種方法計算簡便，但無法保證射線源的中心和模型中心在同一水平面上，造成不必要的誤差；迭代求解利用幾何關系創建幾何參數的代價函數，得到幾何校正參數，缺點是容易陷入局部最小點，得不到最優解，而且計算量龐大。

發明內容

本發明提供一種口腔錐束CT系統幾何參數校正模型、方法及系統，旨在解決現有技術進行醫學圖像三維重建時精度低、計算量大的問題。本發明是通過如下技術方案實現的：

一種口腔錐束CT系統幾何參數校正模型，包括空心圓柱，所述空心圓柱的表面鑲嵌有若干鋼珠，各鋼珠等間距螺旋分布在所述空心圓柱的表面。

進一步地，所述空心圓柱為有機玻璃。

基于上述模型的口腔錐束CT系統幾何參數校正方法，包括如下步驟：

步驟S1：利用平板探測器采集M個角度下的所述模型的投影數據，得到所述模型的M張投影圖像；

步驟S2：采用自適應二值化算法對所述M張投影圖像進行二值化，并使用基于游程鏈的連通區域標記方法對得到的二值化圖像進行連通區域標記，得到M張經二值化并進行連通區域標記后的圖像；

步驟S3：計算所述M張經二值化并進行連通區域標記后的圖像中的每個鋼珠的質心位置；

步驟S4：根據每個鋼珠在不同角度的M張投影圖像中的質心位置，將每個鋼珠對應的M個點擬合成橢圓，并計算橢圓參數；

步驟S5：利用橢圓的參數計算出口腔錐束CT系統的幾何參數；

步驟S6：利用所述口腔錐束CT系統的幾何參數，修正投影模型并進行三維重建。

進一步地，在所述步驟S1中，在采集過程中，所述模型置于旋轉臺，所述平板探測器與旋轉臺保持垂直，射線源垂直于旋轉中心并交于所述平板探測器的中心。

進一步地，所述步驟S2中，標記的方法為，通過動態鏈表存儲相鄰兩行的游程信息，通過分析游程節點間連通性，將游程節點進行標記。

進一步地，所述計算所述M張經二值化并進行連通區域標記后的圖像中的每個鋼珠的質心位置的公式為：其中x₀和y₀分別是鋼珠質心的橫坐標和縱坐標，f(x,y)是步驟S2得到的經二值化并進行連通區域標記后的圖像中點(x,y)處的像素值。