用于cbct系统标定的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种用于CBCT系统标定的实验装置。
【背景技术】
[0002]锥形束CT系统(cone-beam CT, CBCT)采用锥形束X线扫描并进行3D重建，可置于手术场地，使用较为灵活且辐射剂量较小，但在重建3D模型前必须首先对投影成像系统进行校准，其系统成像参数u。，v0, D，R的标定精度直接影响3D重建的质量。u。，V。分别为X射线源焦点在平板探测器上的中心投影的横纵坐标；D为X射线源焦点至平板探测器的沿光轴方向的垂直距离洱为X射线源焦点到转台旋转中心轴的沿光轴方向的距离。
[0003]在进行3D重建时，通常假设其C形臂具有等中心旋转特性，即X射线源焦点与探测器垂线始终通过转台旋转中心轴。然而在实际使用中，由于制造工艺及后期使用磨损变形等原因，其C形臂往往不具有严格的等中心特性，其表现为X射线源焦点与探测器垂线会偏移转台旋转中心轴一小段距离，即为r值。
[0004]经研究发现，在对CBCT系统进行标定实验和对投影图像进行3D重建时，u0, V0 二数值的标定难度低，标定精度通常较高，且对3D重建结果的影响也较小；D，R，r值的标定难度较高，且标定精度对3D重建结果有较大影响。
[0005]为测试现有CBCT系统等中心标定算法和非等中心标定算法对系统成像参数D，R,r变化的灵敏度，需要在不同成像参数的CBCT系统下分别进行标定实验，而实际使用中的CBCT系统的成像参数都是固定不可调的，且不易实际测量。
【发明内容】
[0006]本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种新型的用于CBCT系统标定的实验装置。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种用于CBCT系统标定的实验装置，包括基座以及安装在基座上的第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和平板探测器，以及锥束X线球管、第三丝杆传动装置和转台；所述锥束X线球管安装在第一丝杆传动装置上并可沿第一丝杆传动装置的丝杆移动，第三丝杆传动装置与第二丝杆传动装置正交安装在第二丝杆传动装置上并可沿第二丝杆传动装置的丝杆移动，转台安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置的丝杆移动。
[0008]所述第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置安装在同一条轴线上且垂直于平板探测器，第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置的间隔距离为固定值，第二丝杆传动装置与平板探测器的间隔距离为固定值。
[0009]所述第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和第三丝杆传动装置上分别设有刻度尺，第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置上的刻度尺分别以它们相互靠近的一端为刻度尺的零点端，第三丝杆传动装置上的刻度尺以中轴线为界对称标度。
[0010]所述转台包括滑台、电机和载物台，滑台安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置移动，电机以长方体外壳封装固定在滑台上，载物台设置在上方并与电机的驱动轴传动相连。
[0011]所述载物台上设有两个用于固定实验标定模型的圆形槽口。
[0012]所述第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和第三丝杆传动装置分别设有摇杆与相应的丝杆相连，通过摇杆手动控制丝杆的转动。
[0013]采用本发明的用于CBCT系统标定的实验装置，系统成像参数D，R，r均相互独立可自由调节，且可实时从刻度尺读取成像参数。系统成像参数独立自由调节的可变实验环境，保证了标定算法对系统成像参数D，R，r变化灵敏度测试的顺利进行。本发明适合用于测试CBCT系统各标定算法对系统成像参数D，R，r的变化灵敏度，尤其适合用于测试非等中心CBCT系统标定算法对系统成像参数D，R，r的变化灵敏度。
【附图说明】
[0014]图1是本发明用于CBCT系统标定的实验装置的立体结构示意图；
[0015]图2是本发明用于CBCT系统标定的实验装置的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]参见图1、图2，本发明用于CBCT系统标定的实验装置，包括基座I以及安装在基座上的第一丝杆传动装置2、第二丝杆传动装置3和平板探测器10，以及锥束X线球管8、第三丝杆传动装置4和转台9。其中，锥束X线球管8通过滑台11安装在第一丝杆传动装置2上并可沿第一丝杆传动装置的丝杆移动，第三丝杆传动装置4与第二丝杆传动装置正交安装在第二丝杆传动装置上，可沿第二丝杆传动装置的丝杆移动，转台9通过滑台13安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置的丝杆移动。
[0017]本发明中的第一丝杆传动装置2和第二丝杆传动装置3安装在同一条轴线上且垂直于平板探测器10，第一丝杆传动装置2和第二丝杆传动装置3的间隔距离为固定值，第二丝杆传动装置3与平板探测器10的间隔距离为固定值。
[0018]本发明中的第一丝杆传动装置2、第二丝杆传动装置3和第三丝杆传动装置4上分别设有刻度尺，第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置上的刻度尺分别以它们相互靠近的一端为刻度尺的零点端，第三丝杆传动装置上的刻度尺以中轴线为界对称标度。
[0019]本发明中的转台9包括滑台13、电机和载物台，滑台13安装在第三丝杆传动装置4上并可沿第三丝杆传动装置移动，电机以长方体外壳封装固定在滑台13上，载物台设置在上方并与电机的驱动轴传动相连。在载物台上设有两个用于固定实验标定模型的圆形槽□。
[0020]本发明中的第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和第三丝杆传动装置分别设有摇杆5、6和7与相应的丝杆相连，通过摇杆手动控制丝杆的转动。
[0021]系统成像参数D，R，r读取方式如下:D值为第一丝杆传动装置2的读数与第一丝杆传动装置2至平板探测器10的距离值之和#值为第一丝杆传动装置2与第二丝杆传动装置3的间隔距离、第一丝杆传动装置2的读数与第二丝杆传动装置3的读数之和；r值为第三丝杆传动装置4的读数。在本实验装置中，u。，V0值为已知的固定值。
[0022]本发明可以很好地为CBCT系统标定实验提供系统成像参数D，R，r独立可调节的实验环境，保证了 CBCT系统标定算法对系统成像参数D，R，r变化敏感度测试的顺利进行。
【主权项】
1.一种用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于，包括基座以及安装在基座上的第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和平板探测器，以及锥束X线球管、第三丝杆传动装置和转台；所述锥束X线球管安装在第一丝杆传动装置上并可沿第一丝杆传动装置的丝杆移动，第三丝杆传动装置与第二丝杆传动装置正交安装在第二丝杆传动装置上并可沿第二丝杆传动装置的丝杆移动，转台安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置的丝杆移动。2.如权利要求I所述的用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于：所述第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置安装在同一条轴线上且垂直于平板探测器，第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置的间隔距离为固定值，第二丝杆传动装置与平板探测器的间隔距离为固定值。3.如权利要求I所述的用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于：所述第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和第三丝杆传动装置上分别设有刻度尺，第一丝杆传动装置和第二丝杆传动装置上的刻度尺分别以它们相互靠近的一端为刻度尺的零点端，第三丝杆传动装置上的刻度尺以中轴线为界对称标度。4.如权利要求I所述的用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于：所述转台包括滑台、电机和载物台，滑台安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置移动，电机以长方体外壳封装固定在滑台上，载物台设置在上方并与电机的驱动轴传动相连。5.如权利要求4所述的用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于：所述载物台上设有两个用于固定实验标定模型的圆形槽口。6.如权利要求I所述的用于CBCT系统标定的实验装置，其特征在于：所述第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和第三丝杆传动装置分别设有摇杆与相应的丝杆相连，通过摇杆手动控制丝杆的转动。
【专利摘要】一种用于CBCT系统标定的实验装置，包括基座以及安装在基座上的第一丝杆传动装置、第二丝杆传动装置和平板探测器，以及锥束X线球管、第三丝杆传动装置和转台；所述锥束X线球管安装在第一丝杆传动装置上并可沿第一丝杆传动装置的丝杆移动，第三丝杆传动装置与第二丝杆传动装置正交安装在第二丝杆传动装置上并可沿第二丝杆传动装置的丝杆移动，转台安装在第三丝杆传动装置上并可沿第三丝杆传动装置的丝杆移动。本发明适用于为CBCT系统标定提供系统成像参数D，R，r可变的实验环境，保证了各标定算法对系统成像参数D，R，r变化敏感度的检测实验的顺利进行。
【IPC分类】A61B6/03
【公开号】CN105193439
【申请号】CN201410376782
【发明人】闫士举, 宋成利
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年8月1日