一种CT探测器位置校准方法及其系统与流程

本发明涉及医学成像技术领域，尤其涉及的是一种ct探测器位置校准方法及其系统。

背景技术：

在ct系统中，通常采用解析算法对图像进行重建，但是解析算法对系统的几何模型要求比较高。商用ct一般采用第三代设计，根据探测器划分，可分为等角和等距设计。在等角的情形探测器由大量的探测器模块组成，这些模块被放置在以x射线源点为圆心的圆弧上。等距探测器是一个平面，采样间隔均匀。机械精度不能严格满足重建算法模型的要求，生产和安装过程中会出现一定的几何偏差，由该几何偏差所导致的重建伪影称为几何伪影。几何伪影会降低重建图像质量，影响医生对病情的诊断，降低了医疗质量和安全。

现有技术中，对高精度要求的探测器误差校正方法主要包括光学测量和精确标定体模解析测量。这两种方法设备昂贵，体模加工成本高，操作困难，带来昂贵生产成本和人力成本。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种ct探测器位置校准方法及其系统，旨在解决现有技术中探测器误差校正方法复杂且成本高的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种ct探测器位置校准方法，其中，包括步骤：

将采集的体模的投影数据进行重建得到重建图像；

提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值；

当伪影强度大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像；

当伪影强度小于阈值时，校准结束。

所述ct探测器位置校准方法，其中，所述提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值步骤具体包括：

采用标准差作为伪影强度的指标；

提取重建图像中的伪影，并获得伪影区域；

计算伪影区域的标准差，并判断标准差是否小于阈值；

所述标准差采用如下公式计算：

其中，std表示标准差，f表示重建图像，m和n分别为感兴趣区域的长度和宽度，i和j为正整数，u为区域均值。

所述ct探测器位置校准方法，其中，所述当标准差大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像步骤具体包括：

当标准差大于阈值时，通过搜索算法修正伪影对应的探测器模块的几何位置；

采用插值方法对投影数据进行校准；

对校准的投影数据继续重建得到重建图像。

所述ct探测器位置校准方法，其中，所述步骤当标准差大于阈值时，通过搜索算法修正伪影对应的探测器模块的几何位置之前还包括：

根据伪影与体模的相切点确定伪影对应的探测器模块。

所述ct探测器位置校准方法，其中，所述插值方法为线性插值、非线性插值或高阶插值。

一种ct探测器位置校准系统，其中，包括：处理器，以及与所述处理器连接的存储器，

所述存储器存储有ct探测器位置校准程序，所述ct探测器位置校准程序被所述处理器执行时实现以下步骤：

将采集的体模的投影数据进行重建得到重建图像；

提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值；

当伪影强度大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像；

当伪影强度小于阈值时，校准结束。

所述ct探测器位置校准系统，其中，所述ct探测器位置校准程序被所述处理器执行时，还实现以下步骤：

采用标准差作为伪影强度的指标；

提取重建图像中的伪影，并获得伪影区域；

计算伪影区域的标准差，并判断标准差是否小于阈值；

所述标准差采用如下公式计算：

其中，std表示标准差，f表示重建图像，m和n分别为感兴趣区域的长度和宽度，i和j为正整数，u为区域均值。

所述ct探测器位置校准系统，其中，所述ct探测器位置校准程序被所述处理器执行时，还实现以下步骤：

当标准差大于阈值时，通过搜索算法修正伪影对应的探测器模块的几何位置；

采用插值方法对投影数据进行校准；

对校准的投影数据继续重建得到重建图像。

所述ct探测器位置校准系统，其中，所述ct探测器位置校准程序被所述处理器执行时，还实现以下步骤：

根据伪影与体模的相切点确定伪影对应的探测器模块。

所述ct探测器位置校准系统，其中，所述插值方法为线性插值、非线性插值或高阶插值。

有益效果：由于采用伪影确定对应的探测器模块，并通过校正探测器模块的位置，进行图像校准，去除伪影。本发明是在软件上的算法来处理数据。在现有产品影像的基础上处理数据，来改善图像质量。本发明涉及的模体简单成本低，校准方法操作容易，校准时间快。

附图说明

图1是本发明中ct探测器位置校准方法较佳实施例的流程图。

图2是探测器误差产生的条纹伪影的示意图。

图3是探测器误差校准后的示意图。

图4是本发明中ct探测器位置校准系统较佳实施例的功能原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1-图3，本发明提供了一种ct探测器位置校准方法的一些实施例。

如图1所示，本发明的ct探测器位置校准方法，包括以下步骤：

步骤s100、将采集的体模的投影数据进行重建得到重建图像。

首先，对体模进行扫描得到体模的投影数据，本实施例中采用的体模可以选用病床、螺丝刀、随机配备的水膜等，不需要制作一个精确的标定体模，从而降低了体模的制作成本。本实施例中的扫描可以是螺旋扫描或步进扫描。

然后，采用原有模型进行重建得到重建图像，由于探测器模块的安装位置存在几何误差(可以是横向几何误差，也可以是纵向几何误差)，即实际的探测器模块与理想的探测器模块存在位置偏移，因此，如图2所示，重建图像具有伪影，伪影通常是呈条状或带状，下面以条状伪影为例进行说明。

具体地，本实施例中采用圆柱体的体模，

步骤s200、提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值。

所述步骤s200具体包括：

步骤s210、采用标准差作为伪影强度的指标。

本实施例中采用标准差表示伪影强度，在另一较佳的实施例中可以采用梯度表示伪影强度。

步骤s220、提取重建图像中的伪影，并获得伪影区域。

提取图像中的伪影，图像中标准差大于正常数值(例如，10hu，hu是指ct值的单位)的区域为伪影区域，这里伪影呈条状，可以逐条伪影来提取，在选定目标伪影后，该伪影区域也即感兴趣区域(roi，regionofinterest)，在后续的校准过程中，都以该伪影区域为基础，计算伪影区域内的标准差，当感兴趣区域内的标准差小于阈值时，校准结束。

具体地，所述标准差采用如下公式计算：

其中，std表示标准差，f表示重建图像，m和n分别为感兴趣区域的长度和宽度，i和j为正整数，u为区域均值。

步骤s230、计算伪影区域的标准差，并判断标准差是否小于阈值。

当然，在第一次获得伪影区域时，其标准差大于10hu，也必然大于阈值，也就是说，阈值可以根据需要进行设置，且阈值小于10hu。

步骤s300、当伪影强度大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像。即当标准差大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像

所述步骤s300具体包括：

步骤s310、根据伪影与体模的相切点确定伪影对应的探测器模块。

伪影是由于探测器模块的几何偏差造成的，每个伪影有对应的探测器模块，要校正探测器的位置，首先要找到伪影对应的探测器模块。本实施例采用圆柱状体模，如图2所示，重建图像中，白色区域为体模的横截面，白色区域呈圆形，体模的圆与探测器模块所在的圆是同心圆，因此，条状伪影与体模相切于某一点，通过该点在体模的圆的位置，可以推知伪影对应的探测器模块在探测器所在的圆的位置，也就是说，圆心、相切点以及伪影对应的探测器模块是在一条直线上。

步骤s320、当标准差大于阈值时，通过搜索算法修正伪影对应的探测器模块的几何位置。

本发明中仅进行一次扫描，再对原有模型的重建方法中探测器模块的几何偏差进行修正，利用搜索算法来通过估计修正探测器模块的几何位置来减小伪影区域的伪影强度或标准差，搜索算法比如可以采用固定步长(比如5um)的搜索。当然也可以采用迭代类方法，比如，梯度下降，二分法搜索方法等，还可以采用解析类方法，比如最小二乘法等。

初始的探测器模块的几何位置的系统误差设置为0，可以在均匀分布的基础上加上系统误差为修正后的探测器。

步骤s330、采用插值方法对投影数据进行校准。

具体地，根据探测器模块的几何位置做插值，修正探测器模块的几何偏差，然后合成投影数据，即得到校准后的投影数据。所述插值方法为线性插值、非线性插值或高阶插值。

步骤s340、对校准的投影数据继续重建得到重建图像。

也就是返回到步骤s100，对校准的投影数据继续进行重建得到重建图像，然后进入步骤s200。

步骤s400、当伪影强度小于阈值时，校准结束。

即当标准差小于阈值时，校准结束，校准结束即可输出最终图像，如图3所示，在最终图像中，伪影消失了。

值得说明的是，由于采用伪影确定对应的探测器模块，并通过校正探测器模块的位置，进行图像校准，去除伪影。本发明是在软件上的算法来处理数据。在现有产品影像的基础上处理数据，来改善图像质量。本发明涉及的模体简单成本低，校准方法操作容易，校准时间快。

发明可以用在第三代计算机断层成像系统包括扇束，多层和锥束系统，同时该方法也适用于其他几代的计算机断层成像系统。

本发明还提供了一种ct探测器位置校准系统的较佳实施例：

请如图4所示，本发明实施例的ct探测器位置校准系统，包括：处理器10，以及与所述处理器10连接的存储器20，

所述存储器20存储有ct探测器位置校准程序，所述ct探测器位置校准程序被所述处理器10执行时实现以下步骤：

将采集的体模的投影数据进行重建得到重建图像；

提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值；

当伪影强度大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像；

当伪影强度小于阈值时，校准结束，具体如上所述。

所述ct探测器位置校准程序被所述处理器10执行时，还实现以下步骤：

采用标准差作为伪影强度的指标；

提取重建图像中的伪影，并获得伪影区域；

计算伪影区域的标准差，并判断标准差是否小于阈值；

本实施例中，所述标准差采用如下公式计算：

其中，std表示标准差，f表示重建图像，m和n分别为感兴趣区域的长度和宽度，i和j为正整数，u为区域均值，具体如上所述。

所述ct探测器位置校准程序被所述处理器10执行时，还实现以下步骤：

当标准差大于阈值时，通过搜索算法修正伪影对应的探测器模块的几何位置；

采用插值方法对投影数据进行校准；

对校准的投影数据继续重建得到重建图像，具体如上所述。

所述ct探测器位置校准程序被所述处理器10执行时，还实现以下步骤：

根据伪影与体模的相切点确定伪影对应的探测器模块，具体如上所述。

本实施例中，所述插值方法为线性插值、非线性插值或高阶插值，具体如上所述。

综上所述，本发明所提供的一种ct探测器位置校准方法及其系统，所述方法包括步骤：将采集的体模的投影数据进行重建得到重建图像；提取重建图像的伪影并判断伪影区域的伪影强度是否小于阈值；当伪影强度大于阈值时，校正探测器的位置并继续重建得到重建图像；当伪影强度小于阈值时，校准结束。由于采用伪影确定对应的探测器模块，并通过校正探测器模块的位置，进行图像校准，去除伪影。本发明是在软件上的算法来处理数据。在现有产品影像的基础上处理数据，来改善图像质量。本发明涉及的模体简单成本低，校准方法操作容易，校准时间快。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。