一种ct扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，其特征在于，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括：判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。本发明还公开了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制装置。
【专利说明】一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗设备【技术领域】，尤其涉及一种CT扫描设备中形状过滤器的控制 方法及装置。
【背景技术】
[0002] CT (Computed Tomography,计算机断层扫描）设备包括球管、形状过滤器和探测 器等部件，其中，球管、形状过滤器和探测器可以围绕旋转中心转动，旋转中心位置固定不 变。参见图1所示的被扫描物体的摆位示意图之一，在CT常规扫描时，当被扫描物体即人 体摆位不偏心时，人体中心就位于旋转中心，若没有形状过滤器，由于人体的断层面类似于 椭圆，因此球管发射出的X射线穿过人体后的衰减不同，则重建后的图像噪声会不一致，因 此在球管和人体之间增加形状过滤器，使X射线先通过形状过滤器再通过人体。在某个X 射线投影角度下，若人体摆位不偏心，此时通过形状过滤器的扇形束中，各条射线的强度如 图1中Fig. 1所示，可见，由于中心射线il在形状过滤器中通过的距离是最短的，所以中心 射线Π 穿过形状过滤器后强度最大的，而两旁的射线强度越来越小，因为他们穿过形状过 滤器的距离越来越长，并且中心射线Π 正好穿过人体的中心E，这样就使得扇形束射线中， 强度最大的射线通过人体的路径也最长（对准人体中心），而两旁强度较小的射线通过人 体的路径也较小，这样在探测器端接收到的射线强度如图1中Fig2所示，会近似于水平线， 使得人体不同部位的扫描剂量均匀，即人体断层面较宽的部位通过的射线强度较大，人体 断层面较窄的部位通过的射线强度较小，这样便可降低总扫描剂量并提高患者各部位间的 图像噪声一致性（噪声正比于探测器接收的X射线的强度）。
[0003] 参见图2所示的被扫描物体的摆位示意图之二，当被扫描物体即人体摆位偏心 时，人体中心从旋转中心E偏移到了 F (垂直方向偏移），此时，穿过人体中心的射线i2已经 不是扇形射线束中强度最大的射线il 了（因为线段CD的长度不是最短的），这样无法保证 人体不同部位的扫描剂量均匀，从而导致扫描图像噪声会不一致。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种CT扫描设备中形状过滤器的 控制方法及装置，使被扫描物体不同部位接受的扫描剂量更均匀，实现了提高扫描图像噪 声一致性的目的。
[0005] 为实现上述目的，本发明实施例提供了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方 法，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋 转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括：
[0006] 判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转 中心；
[0007] 若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；
[0008] 在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；
[0009] 控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫 描剂量比平移前更均匀。
[0010] 优选地，所述判断被扫描物体是否摆位偏心，包括：
[0011] 对被扫描物体进行侧位片扫描；
[0012] 根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；
[0013] 判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是， 则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。
[0014] 优选地，所述根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器 通道，包括：
[0015] 采集如下MXN个数据：
[0016] rawdata = {p〇〇, p01, p02,......, Pij,......}, i = 0, 1, 2, 3,......，M_l，j = 0, 1，2, 3......, N-l ；
[0017] 按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第Xm个探测器通 道：
[0018]
【权利要求】
1. 一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，其特征在于，所述CT扫描设备包括球 管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器 能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括： 判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中 心； 若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离； 在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离； 控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂 量比平移前更均匀。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断被扫描物体是否摆位偏心，包 括： 对被扫描物体进行侧位片扫描； 根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道； 判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判 定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据扫描结果确定通过所述被扫描 物体中心的射线所对应的探测器通道，包括： 采集如下MXN个数据： rawdata = {ρ〇〇, Ρ〇ι，P〇2,......，Pij,......1 > i = 〇，1，2, 3,......, M~1, j = 0, 1，2, 3......, N-l ； 按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第Xm个探测器通道：
其中，Μ为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，pu为表征穿过 第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定被扫描物体中心偏离所述旋转 中心的第一距离具体为：确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距 离； 所述确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离，包括： 根据以下公式计算所述第一距离h :
其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，Xm为通过所述被扫描物体中心的射线 所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管 之间构成的总扇角。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离确定形 状过滤器需要平移的第二距离，包括： 通过求解下述公式得到所述第二距离X(l:
其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与 第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为 所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k( X(l)为通过形状过滤器后强度最强的射线 的斜率函数，所述斜率函数以X(|为变量。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述斜率函数的确定方法为： 在对I⑶|取最小值后，对公
进行变形得所述斜率函数k = k(X(l)，其中，|⑶|为射线在形状过滤器中经过的长度，yi(k，X(l)为该射线与形状过滤器弧线 的交点的纵坐标。
7. -种CT扫描设备中形状过滤器的控制装置，其特征在于，所述CT扫描设备包括球 管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器 能够相对所述球管进行左右平移，所述装置包括： 摆位偏心判断单元，用于判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体 中心偏尚了所述旋转中心； 第一距离确定单兀，用于若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋 转中心的第一距离； 第二距离确定单元，用于在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要 平移的第二距离； 平移操作控制单元，用于控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使 被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述摆位偏心判断单元，包括： 平片扫描模块，用于对被扫描物体进行侧位片扫描； 通道确定模块，用于根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测 器通道； 偏心判断模块，用于判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定 阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述通道确定模块，包括： 数据采集子模块，用于采集如下MXN个数据： rawdata = {ρ〇〇, Ρ〇ι，P〇2,......，Pij,......1 > i = 〇，1，2, 3,......, M~1, j = 0, 1，2, 3......, N-l ； 通道确定子模块，用于按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第 Xm个探测器通道：
其中，Μ为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，pu为表征穿过 第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一距离确定单元，具体用于确定 被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；具体根据以下公式计算所述 第一距离h :
其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，Xm为通过所述被扫描物体中心的射线 所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管 之间构成的总扇角。
11. 根据权利要求7至10任一项所述的装置，其特征在于，所述第二距离确定单元，具 体用于通过求解下述公式得到所述第二距离X。：
其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与 第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为 所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k( X(l)为通过形状过滤器后强度最强的射线 的斜率函数，所述斜率函数以X(i为变量。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述斜率函数的确定方法为： 在对|CD|取最小值后，对公式
进行变形得所述斜率函数k = k(X(l)，其中，|⑶|为射线在形状过滤器中经过的长度，yi(k，X(l)为该射线与形状过滤器弧线 的交点的纵坐标。
【文档编号】A61B6/03GK104207799SQ201410437450
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】逄岭, 韩俊龙, 楼珊珊 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司