Ct探测器偏转角的确定方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种CT探测器偏转角的确定方法和装置。所述方法包括：使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2；以待测CT的旋转中心投影点COR在探测器阵列中的位置D0为原点，以探测器阵列所在直线为X轴，建立坐标系，计算D1的X轴坐标值q1和D2的X轴坐标值q2；计算待测CT的射线源焦点与D0之间的距离RD；根据RD、q1和q2，确定所述待测CT的探测器偏转角γ。本发明实现了无需使用专用的校正模体，仅通过直接扫描被测物体，并对采集的原始数据进行简单的运算，即可快速而精确的确定待测CT的探测器偏转角的技术效果。
【专利说明】CT探测器偏转角的确定方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学数字成像和无损检测【技术领域】，尤其涉及一种CT探测器偏转角的确定方法和装置。
【背景技术】
[0002]CT (Computed Tomography,计算机断层扫描)最早应用于医学影像，随后被引入工业无损检测领域，由于其非插入、无干扰的检测特性，CT在农林业、地球物理、化工等领域也得到了很好的应用。根据射线源-探测器的运动采集数据方式的不同，可以将CT分为五代，目前较为常用的为平移-旋转的第一代笔束扫描模式和旋转-旋转的第三代扇束扫描模式。其中，第三代扇束扫描模式按照探测器的分布情况又分为两类:一种是直线型阵列探测器对应的等距扇束扫描，另一种是弧线形阵列探测器对应的等角扇束扫描。在工程应用中，等距扇束扫描模式应用最为广泛。与第三代扇束扫描对应的FBP (Filtering BackProjection，滤波反投影)重建算法由于兼顾了重建时间和重建质量两个CT性能指标，得到广泛的应用。
[0003]对于等距扇束扫描模式，标准FBP重建算法要求扫描系统同时满足两个条件:1、旋转台的旋转中心在射线源焦点与中心探测器的连线上；2、中心射线(射线源焦点与旋转中心的连线)垂直于探测器所在的直线。但是在CT的安装过程中由于机械误差不可避免，或者由于旋转台的移动等原因都会使CT装置难以精确满足上述两个条件，从而导致CT重建图像出现伪影。现有的很多CT投影旋转中心(Center Of Rotation，C0R)，也就是旋转中心的投影点的校正方法都可以确定中心射线对应的探测器位置坐标，即求得旋转中心在探测器上的投影地址，从而可以 将投影数据偏移一定距离而消除由于旋转中心偏移造成的伪影。
[0004]但是，即使校正了 COR的位置，使用FBP重建算法时仍然要求射线源与旋转中心的连线垂直于探测器所在直线。当这一条件无法满足，即等价于探测器绕旋转中心投影点旋转偏离一个角度，且偏角较大时，即使对COR进行校正，按照标准算法重建出的图像将仍然会出现伪影，影响对CT重建图像的判读。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种CT探测器偏转角的确定方法和装置，无需使用专用的校正模体，仅通过直接扫描被测物体，并对采集的原始数据进行简单的运算，即可快速而精确的确定待测CT的探测器偏转角。
[0006]在第一方面，本发明实施例提供了一种CT探测器偏转角的确定方法，包括:
[0007]使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2 ；
[0008]以待测CT的旋转中心投影点COR在探测器阵列中的位置Dtl为原点，以探测器阵列所在直线为X轴，建立坐标系，计算D1的X轴坐标值qi和D2的X轴坐标值q2 ；[0009]计算待测CT的射线源焦点与Dtl之间的距离Rd ；
[0010]根据Rd、qi和q2，确定所述待测CT的探测器偏转角y。
[0011]在第一种可能的实现方式中，所述使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2具体包括:
[0012]按照预定的递增步长Θ，使用待测CT对被测物体进行旋转扫描，获取不同旋转角度下，各探测器像素点的投影原始值P (η Θ，m)，构成投影矩阵，其中，n，m和N均为整数，
n e [O, N]，，
【权利要求】
1.一种CT探测器偏转角的确定方法,其特征在于,包括: 使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2 ； 以待测CT的旋转中心投影点COR在探测器阵列中的位置Dtl为原点，以探测器阵列所在直线为X轴，建立坐标系，计算D1的X轴坐标值Q1和D2的X轴坐标值q2 ； 计算待测CT的射线源焦点与Dtl之间的距离Rd ； 根据Rd、Q1和q2，确定所述待测CT的探测器偏转角Y。
2.根据权利要求1所述的CT探测器偏转角的确定方法，其特征在于，所述使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2具体包括: 按照预定的递增步长Θ，使用待测CT对被测物体进行旋转扫描，获取不同旋转角度下，各探测器像素点的投影原始值P (η Θ，m)，构成投影矩阵，其中，n，m和N均为整数，360。
3.根据权利要求1或2所述的CT探测器偏转角的确定方法，其特征在于，所述待测CT的COR在探测器阵列中的位置Dtl获取方法具体包括: 按照预定的递增步长Θ，使用待测CT对被测物体进行旋转扫描，获取不同旋转角度
下，各探测器像素点的投影值P (η Θ，m);其中，n，m和N均为整数
4.根据权利要求1所述的CT探测器偏转角的确定方法，其特征在于，所述计算待测CT的射线源焦点与Dtl之间的距离Rd具体包括: 测量待测CT射线源焦点与探测器阵列所在直线的垂直距离SM，M为垂足在的探测器阵列中位置；根据公式:
5.根据权利要求1所述的CT探测器偏转角的确定方法，其特征在于，所述根据Rd、Q1和q2，确定所述待测CT的探测器偏转角Y具体包括:. 根据公式
6.根据权利要求1所述的CT探测器偏转角的确定方法，其特征在于，所述方法还包括:根据所述待测CT的探测器偏转角的确定结果，对所述待测CT的各探测器像素点的原始投影值进行校准，根据校准后的投影数据，生成相应的重建图像。
7.—种CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，包括: 边缘投影点位置获取单元，用于使用待测CT对被测物体进行全周扫描，获取被测物体的边缘投影点在探测器阵列中的第一极限位置D1和第二极限位置D2 ； 边缘投影点坐标获取单元，用于以待测CT的旋转中心投影点COR在探测器阵列中的位置Dtl为原点，以探测器阵列所在直线为X轴，建立坐标系，计算D1的X轴坐标值qi和D2的X轴坐标值q2 ; 距离计算单元，用于计算待测CT的射线源焦点与Dtl之间的距离Rd ； 探测器偏转角确定单元，用于根据Rd、Q1和q2，确定所述待测CT的探测器偏转角Y。
8.根据权利要求7所述的CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，所述边缘投影点获取单元具体用于: 按照预定的递增步长Θ，使用待测CT对被测物体进行旋转扫描，获取不同旋转角度下，各探测器像素点的投影原始值P (η Θ，m)，构成投影矩阵，其中，n，m和N均为整数，
9.根据权利要求7或8所述的CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，所述装置还包括COR位置获取单元，用于: 按照预定的递增步长Θ，使用待测CT对被测物体进行旋转扫描，获取不同旋转角度
180°下，各探测器像素点的投影值Ρ(η Θ，m);其中，n，m和N均为整数，n ^ [0，N]，Λ^>—
Ume [1，Μ]，M为探测器像素点的总个数，M为大于I的整数； 获取探测器像素点m在所述不同旋转角度下的各投影值，将所述各投影值分为第一序ΜΘ-\ 80。列 Pm (kθ)和第二序列 Pm (kθ+180° )，其中，k 为整数，
10.根据权利要求7所述的CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，所述距离计算单元具体用于: 测量待测CT射线源焦点与探测器阵列所在直线的垂直距离SM，M为垂足在的探测器阵列中位置；
11.根据权利要求7所述的CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，所述探测器偏转角确定单元具体用于:
根据公式:
12.根据权利要求7所述的CT探测器偏转角的确定装置，其特征在于，所述装置还包括: 校准和重建单元，用于根据所述待测CT的探测器偏转角的确定结果，对所述待测CT的各探测器像素点的原始投影值进行校准，根据校准后的投影数据，生成相应的重建图像。
【文档编号】A61B6/03GK103654833SQ201310582495
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】孟凡勇, 李忠传, 李静海 申请人:中国科学院过程工程研究所