CT机的扫描触发控制方法、装置及CT机制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种CT机的扫描触发控制方法、装置及CT机。其中，将一个扫描周期的旋转角度划分为M个角度段；并预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量；进行CT扫描时，从第一个角度段开始，对每个角度段，在接收到该角度段开始端的传感信号时，开始本角度段当前旋转时长的计时，并延迟若干个采样所对应的采样时间后，开始本角度段对应的采样，在接收到该角度段结束端的传感信号时，得到该角度段的当前旋转时长；计算该角度段当前旋转时长和基准旋转时长之间的差值，将所述差值通过该角度段所对应的剩余采样数量中的若干个采样所对应的采样时间进行补偿。本发明专利技术技术方案能够对旋转机架的速度误差进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
CT机的扫描触发控制方法、装置及CT机
[0001 ] 本专利技术涉及医疗设备领域，特别是一种计算机X射线断层成像(computedtomography, CT)机的扫描触发控制方法、装置及CT机。
技术介绍
CT机作为一种医疗设备广泛应用于医疗卫生领域以协助医生进行诊断。图1中示出了目前的一种CT机的结构示意图。如图1所示，该CT机包括:一个底部支撑部件11、一个旋转机架(gantry) 12、一个X光球管13、一个X光探测器14、一个控制装置15和一个图像重建装置16。 其中，旋转机架(gantry) 12通常为环形结构，且安装在底部支撑部件11上，能够绕自身的轴线旋转。通常情况下，将与旋转机架12的轴线平行的方向称为Z方向，将与Z方向垂直的水平方向称为X方向，并将分别与X方向和Z方向相垂直的方向称为Y方向。 X光球管13安装在旋转机架12上，能够在垂直于Z方向的方向上发射X射线。 X光探测器14安装在旋转机架12上与X光球管13相对的位置，用于接收X光球管发射的X射线，并将其转换为图像信息输出给图像重建装置16。 在进行CT扫描时， 对于每个扫描切面，一般可以先从多个角度采集目标对象的信息，再根据从多个角度采集到的信息进行目标对象的图像重建。 为了获取目标对象多个角度的信息，通常由控制装置15控制旋转机架12带动X光球管13和X光探测器14绕旋转机架12的轴线旋转，并在旋转过程中，基于时间触发或位置触发方式控制X光球管发射X射线以及X光探测器14对X光球管13发射的X射线进行采集接收，实现多角度的扫描触发控制。X光球管13每旋转一周并发射X射线的过程称为一个扫描周期。实际应用中，预设零点可以为X正方向的位置。 图像重建装置16用于接收X光探测器14输出的图像信息，并根据每个扫描周期中所有投影位置对应的图像信息及其投影角的信息进行图像重建。 传统的基于时间触发方式的扫描控制，是在旋转机架12的旋转过程中，基于等角度均匀分布的原则周期性的触发X光探测器14对X光球管13发射的X射线进行采集接收。这种方式中，如果由于环境或装置传动结构调整等各种因素的影响，万一造成旋转机架12的旋转速度不均匀，即X光球管13的运动速度不均匀，那么在按照等时间间隔来采集X光球管13发射的X射线时，所获得的图像信息对应的投影位置并不是等角度均匀分布的，此时图像重建装置16在基于等角度均匀分布的原则利用各投影位置的图像信息进行图像重建时，所获得的重建图像的质量便会受到影响。 传统的基于位置触发方式的扫描控制，是在旋转机架12外围的各投影位置安装若干个传感器，在旋转机架12的旋转过程中，每当X光球管13旋转至一个传感器的位置时，便触发X光探测器14对X光球管13发射的X射线进行采集接收。这种方式中，由于每个扫描周期中需要对X射线进行大量的采集接收，因此需要设置大量的传感器，一方面会增加CT机的成本，一方面由于受旋转机架12的尺寸限制，传感器的数量也无法设置太多，因此限制了重建图像的质量提升。 为了在较低成本的前提下，进一步提升重建图像的质量。目前提出了一些改进的方案。 例如，图2a和图2b不出了一种改进的基于时间和位置触发方式的CT机扫描触发控制方法。如图2a所示，该方案中，在旋转机架12的周围均匀分布M个传感元件，如小金属块等，图中以分布20个小金属块为例(实际应用中，还可以分布24个或其它个数的传感元件)，从而将一个扫描周期的旋转角度划分为M个片段，如图中所示的20个片段，这样相邻两个小金属块之间的角度(如A、B之间的角度)便是α =360° /20=18°。在旋转机架12的旋转过程中，通过设置的传感器来探测这20个小金属块，并通过对各部分的角度进行累加，便可得到当前小金属块所对应的旋转机架12的旋转角度。由于实际应用中，CT扫描需要更小的角度分辨率，因此，如图2b所示，该方案在每个片段内，如每个18°的区间内，设置一些等分的虚拟角度。该方案假定在每个18°的区间内旋转机架12的旋转速度是固定的，因此将每个18°的区间在时域内划分N等分，这样每个虚拟角度为α ' =18° /N。这样通过在每个18°的区间内进行时域的累加，可以得到每个18°的区间内的旋转角度。之后通过确定当前旋转角度是否满足各预设投影位置的投影角，来触发X光探测器14进行X射线的采集接收。 上述图2a和图2b所示的方案描述的是一种理想状态下的方案。实际应用中，由于旋转机架12的旋转速度在不同的扫描周期内可能是不同的，甚至旋转机架12的旋转速度在同一个扫描周期内也可能不是固定的，这样，在采用对应虚拟角度α ' =360° /MN的采样时间进行采样时，通常会存在误差，因此有必要针对这些误差进行补偿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一方面提出了一种CT机的扫描触发控制方法，另一方面提出了一种CT机的扫描触发控制装置及CT机，用以对旋转机架的速度误差进行补偿。 本专利技术公开的CT机的扫描触发控制方法，通过均匀分布在旋转机架上的M个传感元件，将一个扫描周期的旋转角度划分为M个角度段；该方法包括:预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量；进行CT扫描时，从设定的第一个角度段开始，对每个角度段，在接收到所述角度段开始端的传感信号时，开始本角度段的当前旋转时长的计时，并延迟Xi个采样所对应的采样时间后，按照基准采样周期开始本角度段对应的采样，在接收到所述角度段结束端的传感信号时，得到所述角度段的当前旋转时长；计算所述角度段当前旋转时长和基准旋转时长之间的差值Ai，将所述差值通过所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样所对应的采样时间进行补偿，对所述Yi个采样按照补偿后的采样周期进行采样；其中，i=l, 2，…，M。 在本专利技术的其它实施方式中，所述预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量包括:在旋转机架的当前设定转速下，预先测量一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长；根据所述整个扫描周期的基准旋转时长及设定的整个扫描周期的采样数量，确定CT扫描的基准采样周期；根据所述基准采样周期及每个角度段所对应的基准旋转时长，计算每个角度段内所包含的采样数量值；在保证整个扫描周期的采样数量不变的情况下，对计算得到的每个角度段内所包含的采样数量值进行圆整，得到每个角度段对应的基准采样数量。 在本专利技术的其它实施方式中，所述预先测量一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长包括:预先进行至少两次测量，对至少两次测量得到的一个扫描周期内各个角度段所对应的旋转时长及整个扫描周期的旋转时长分别进行平均，得到一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长。 在本专利技术的其它实施方式中，所述将所述差值Λ i通过所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样所对应的采样时间进行补偿，对所述Yi个采样按照补偿后的采样周期进行采样包括:对所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样按照补偿后的采样周期=基准采样周期+ △ i/Yi进行采样。 本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CT机的扫描触发控制方法，通过均匀分布在旋转机架上的M个传感元件，将一个扫描周期的旋转角度划分为M个角度段；该方法包括：预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量；进行CT扫描时，从设定的第一个角度段开始，对每个角度段，在接收到所述角度段开始端的传感信号时，开始本角度段的当前旋转时长的计时，并延迟Xi个采样所对应的采样时间后，按照基准采样周期开始本角度段对应的采样，在接收到所述角度段结束端的传感信号时，得到所述角度段的当前旋转时长；计算所述角度段当前旋转时长和基准旋转时长之间的差值Δi，将所述差值Δi通过所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样所对应的采样时间进行补偿，对所述Yi个采样按照补偿后的采样周期进行采样；其中，i=1,2,…,M。

【技术特征摘要】
1.一种CT机的扫描触发控制方法,通过均匀分布在旋转机架上的M个传感兀件,将一个扫描周期的旋转角度划分为M个角度段；该方法包括: 预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量； 进行CT扫描时，从设定的第一个角度段开始，对每个角度段，在接收到所述角度段开始端的传感信号时，开始本角度段的当前旋转时长的计时，并延迟Xi个采样所对应的采样时间后，按照基准采样周期开始本角度段对应的采样，在接收到所述角度段结束端的传感信号时，得到所述角度段的当前旋转时长；计算所述角度段当前旋转时长和基准旋转时长之间的差值Ai，将所述差值通过所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样所对应的采样时间进行补偿，对所述Yi个采样按照补偿后的采样周期进行采样；其中，i=l,2,…，M。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先确定基准采样周期，以及每个角度段所对应的基准旋转时长和基准采样数量包括: 在旋转机架的当前设定转速下，预先测量一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长； 根据所述整个扫描周期的基准旋转时长及设定的整个扫描周期的采样数量，确定CT扫描的基准采样周期； 根据所述基准采 样周期及每个角度段所对应的基准旋转时长，计算每个角度段内所包含的采样数量值； 在保证整个扫描周期的采样数量不变的情况下，对计算得到的每个角度段内所包含的采样数量值进行圆整，得到每个角度段对应的基准采样数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先测量一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长包括: 预先进行至少两次测量，对至少两次测量得到的一个扫描周期内各个角度段所对应的旋转时长及整个扫描周期的旋转时长分别进行平均，得到一个扫描周期内各个角度段所对应的基准旋转时长及整个扫描周期的基准旋转时长。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述差值Ai通过所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样所对应的采样时间进行补偿，对所述Yi个采样按照补偿后的采样周期进行采样包括: 对所述角度段所对应的基准采样数量中剩余的采样数量中的Yi个采样按照补偿后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文刚，
申请(专利权)人：上海西门子医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31