一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置的制作方法

本实用新型涉家具领域，特别是涉及一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置。

背景技术：

目前CBCT影像技术广泛应用于口腔临床和科研当中，具有成像时间短，辐射剂量小等特点。但是难以消除的射束硬化伪影会影响成像质量，进而影响医生对病人病情的诊断。所以，这种问题就迫切需要解决。

已经有研究者提出了一些基于软件和硬件方面的方法来减小或消除CT系统中的射束硬化伪影，但是很少有消除CBCT射束硬化伪影的方法被提出，所以本案由此而来，本案根据张劲博士提出的单能校正算法(Accurate Measurement of Bone Mineral Density Using Clinical CT Imaging With Single Energy Beam Spectral Intensity Correction,IEEE Transactions on Medical Imaging,July 2010,Vol.29(7),pp.1382-1389),将其引入到CBCT 系统中，来消除射束硬化伪影，其技术的关键是建立X光的光谱函数，利用此发明可以有效快速建立起光谱函数，而本装置正是其中的模型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提出一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，通过独特的设计，固定在CBC 扫描仪的扫描区域内，经由扫描重建后，通过得到的图像在进过预处理和降噪后，可以列举方程矩阵建立X光的光谱函数，从而达到验证射束硬化对CBCT 成像质量的影响的数值，进而可以对误差进行补偿处理，达到最接近实际的效果。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，包括：相互叠加在一起的A件、B件、C件和D件构成的正方体，所述A件、B件、C件和D件为相同尺寸和厚度的长方体结构，所述A件、B件、C件和D件分别由若干不规则形状的块体组合而成。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述A件由上至下分成矩形块A1、A件中块和矩形块A2,所述A件中块由梯状块 A3和梯状块A4组成的矩形，所述梯状块A3和梯状块A4为矩形呈阶梯状对角线分开的结构。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述B件由均分的四块矩形块组成，包括：B件左上块、矩形块B3、矩形块B6 和B件右下块组成，所述B件左上块由形状相同的两块阶梯块组成，分别为阶梯块B1和阶梯块B2组合而成，所述B件右下块由形状相同的两块阶梯块组成，分别为阶梯块B4和阶梯块B5组合而成。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述C件包括相互配合的形状相同的L形框架C1和L形框架C2,所述L形框架 C1和L形框架C2组成矩形外框，所述矩形外框内具有形状相同顺次连接的中间块C4、中间块C5、中间块C6和中间块C7,所述中间块C4、中间块C5、中间块C6和中间块C7组成矩形中框，所述矩形中框内具有矩形中心块C3。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述D件包括D件上块和D件下块，所述D件上块包括D件左上块和矩形块D7，所述D件左上块由形状相同的L形块D1和L形块D2组合而成，所述D件下块包括：矩形块D3和D件右下块，所述D件右下块包括D件下块一和D件下块二，所述D件下块一包括：D件中块和矩形块D8，所述D件中块包括：形状相同的L形块D5和L形块D6组合而成，所述D件下块二包括：矩形块D4和D 件右底块，所述D件右底块包括形状相同的L形块D9和L形块D0。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述A件、B件、C件和D件的顺序自上而到为，A件、B件、C件和D件或B件、 A件、D件和C件或C件、B件、A件和D件或A件、C件、D件和B件。

本实用新型的一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，所述矩形块A1、矩形块B3、L形框架C1、中间块C4、L形块D1、矩形块D4和矩形块D8的材质为PMMA，所述梯状块A4、阶梯块B4、L形框架C2、中间块C5、 L形块D2和矩形块D7的材质为PCTEF,所述梯状块A3、矩形块B6和L形块D5 的材质为PVDF,所述矩形块A2、阶梯块B5、矩形块D3和L形块D6的材质为 ECTFE，所述阶梯块B1、中间块C7和L形块D9的材质为UHMWPE，所述阶梯块 B2、中心块C3和L形块D0的材质为PVF。

根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：提出一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置，将其引入到CBCT系统中，来消除射束硬化伪影。其技术的关键是建立X光的光谱函数，利用此发明可以有效快速建立起光谱函数，从而实现消除CBCT射束硬化伪影。

附图说明

图1是本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置示意图；

图2是本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置A 件示意图；

图3是本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置B 件示意图；

图4是本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置C 件示意图；

图5是本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置D 件示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-5为本实用新型一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置的实施例，一种可以验证射束硬化对CBCT成像质量的影响的装置包括：相互叠加在一起的A件、B件、C件和D件构成的正方体，所述A件、B件、C 件和D件为相同尺寸和厚度的长方体结构，所述A件、B件、C件和D件分别由若干不规则形状的块体组合而成。

所述A件由上至下分成矩形块A1、A件中块和矩形块A2,所述A件中块由梯状块A3和梯状块A4组成的矩形，所述梯状块A3和梯状块A4为矩形呈阶梯状对角线分开的结构。

所述B件由均分的四块矩形块组成，包括：B件左上块、矩形块B3、矩形块B6和B件右下块组成，所述B件左上块由形状相同的两块阶梯块组成，分别为阶梯块B1和阶梯块B2组合而成，所述B件右下块由形状相同的两块阶梯块组成，分别为阶梯块B4和阶梯块B5组合而成。

所述C件包括相互配合的形状相同的L形框架C1和L形框架C2,所述L 形框架C1和L形框架C2组成矩形外框，所述矩形外框内具有形状相同顺次连接的中间块C4、中间块C5、中间块C6和中间块C7,所述中间块C4、中间块C5、中间块C6和中间块C7组成矩形中框，所述矩形中框内具有矩形中心块C3。

所述D件包括D件上块和D件下块，所述D件上块包括D件左上块和矩形块D7，所述D件左上块由形状相同的L形块D1和L形块D2组合而成，所述D 件下块包括：矩形块D3和D件右下块，所述D件右下块包括D件下块一和D 件下块二，所述D件下块一包括：D件中块和矩形块D8，所述D件中块包括：形状相同的L形块D5和L形块D6组合而成，所述D件下块二包括：矩形块D4 和D件右底块，所述D件右底块包括形状相同的L形块D9和L形块D0。

所述A件、B件、C件和D件的顺序自上而到为，A件、B件、C件和D件或B件、A件、D件和C件或C件、B件、A件和D件或A件、C件、D件和B 件。

所述矩形块A1、矩形块B3、L形框架C1、中间块C4、L形块D1、矩形块 D4和矩形块D8的材质为PMMA，所述梯状块A4、阶梯块B4、L形框架C2、中间块C5、L形块D2和矩形块D7的材质为PCTEF,所述梯状块A3、矩形块B6和 L形块D5的材质为PVDF,所述矩形块A2、阶梯块B5、矩形块D3和L形块D6 的材质为ECTFE，所述阶梯块B1、中间块C7和L形块D9的材质为UHMWPE，所述阶梯块B2、中心块C3和L形块D0的材质为PVF。

本实用新型使用6种材料(PMMA，PCTFE，PVDF，ECTFE，UHMWPE，PVF)，之所以选择这几种材料是因为其衰减系数与人体的骨骼、皮肤、脂肪、血液相接近，可以有效地模拟人体环境。

我们设计出不同的规格和形状，在特定的组合A件、B件、C件和D件后形成一个80*80*80mm的立方体，通过CBCT仪器扫描后，进行重建和分析，旨在减小射束硬化对CBCT成像的影响。

使用公式：

来建立X光谱。理论上，每一条经过模体CBCT图像路径都可以建立一个这样的公式，但由于每一种材料的衰减系数不同，其谱函数也不一样，需要求解的未知数很多，所以要将模体设计成阶梯形状，这样每一个路径上建立的方程不重复，在取到足够的路径建立方程后通过方程矩阵就可以建立X光谱函数，同时由于CBCT的图像采集是空间360度旋转立体的形式，我们设计成4层是为了更好地从各个方向来建立方程求解光谱函数，采用不同的羟基磷灰石含量模体(近似于骨，软组织，皮肤，脂肪等)作为扫描对象，由于常规医院使用的CBCT扫描仪器(3D Accuitomo J Morita Mfg.Corp,Kyoto,Japan)的扫描范围为100*100*100mm，为了确保扫描区域能包含所有模体，我们设计其尺寸为80*80*80mm，为了满足方程矩阵的需要，设计成4件(A,B，C,D)共27 个不同形状的小块。不同的小块用的材料也不尽相同，本装置由27个小块组成，通过我们另行设计的卡子，将其组合并从6个方向压紧，消除缝隙。固定在CBCT扫描仪的扫描区域内，经由扫描重建后，通过得到的图像在进过预处理和降噪后，可以列举方程矩阵建立X光的光谱函数，本装置在扫描的过程中要确保位置固定，且每次扫描的位置相同，同时扫描区域一定要包裹装置的全部，实验要进行多次扫描，每次扫描装置的组合不能相同，众多小块的组合要紧贴，不能留有缝隙，不然会影响扫描。

所有小块，即组成A件、B件、C件和D件的单元，A组有4个，B组有6 个，C组有7个，D组有10个，共27个小块，全部20mm厚度，加工精度在： 0.01mm-0.05mm之间。

为达到最优的效果，本实施例提供一种最优数值，图中单位：0.1mm，如500 就是50mm。

所述CBCT为：Cone Beam Computer Tomography锥形束计算机断层扫描，文中所述的PMMA中文名称为：聚甲基丙烯酸甲酯，所述的PCTEF中文名称为三氟氯乙烯，所述的PVDF中文名称为聚偏氟乙烯，所述的ECTFE中文名称为乙烯-三氟氯乙烯共聚物，所述的UHMWPE中文名称为超高分子量聚乙烯，所述的PVF中文名称为聚氟乙烯。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。