一种确定CT机有效切片宽度的方法技术

一种确定ＣＴ机有效切片宽度的方法，包括以下步骤：建立初始化坐标系，确定在Ｚ轴上能够接受Ｘ射线的有效区域范围；计算出Ｚ轴接受Ｘ射线区域的始末点坐标，进一步计算Ｚ轴上每个点能够接受Ｘ射线的宽度范围；绘制出理论切片感光剖面曲线；校正理论切片感光剖面曲线，校正后曲线的半高宽度即为有效切片宽度，本发明专利技术方法操作简单，结果准确，为ＣＴ机上、下闸门开口宽度设计提供了依据，且能定量地计算有效Ｘ射线的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械
，特别涉及一种确定CT机有效切片宽度的方法。
技术介绍
有效切片宽度是CT机的一项重要性能指标，准确地控制有效切片宽度尺寸对于CT机的数据扫描来说是非常必要的。目前的CT机的有效切片宽度是通过调节机器的上下闸门开口宽度，再通过切片模体进行实际测量得到的，如果测量的有效切片宽度值没有符合设计要求，则需要重复进行上下闸门开口宽度的调节，以此来达到设计要求。这种人工调节的方法操作过程复杂，工作效率低。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种确定CT机有效切片宽度的方法。通过这种方法来确定上下闸门的尺寸设计。本专利技术方法根据光线的直线传播性质，定量地计算Z轴每个点能够接受到有效X射线的剂量，绘制出Z轴的X射线剂量分布曲线，再求出半高宽度即为有效切片宽度，通过与实际测量的有效切片宽度进行比较，验证了本方法的有效性，具有实际应用价值。本专利技术方法包括如下步骤(1)建立初始化坐标系以Z轴为横坐标、Y轴为纵坐标建立平面直角坐标系，X光源灯丝置于Y轴正向或负向任意位置，上闸门位于光源灯丝与Z轴之间任意位置，下闸门位于Y轴负向或正向任意位置，即上闸门分别位于Z轴两侧。(2)确定在Z轴上，能够接受X射线的有效区域范围。(3)通过步骤(2)计算出Z轴接受X射线区域的始末点坐标，进一步计算Z轴上每个点能够接受X射线的照射宽度范围。(4)以Z轴每个点的横坐标为横坐标，以Z轴上每个点能够接受X射线的照射宽度为纵坐标，绘制出理论SSP(切片感光剖面)曲线。(5)用点扩展函数卷积运算来校正SSP(切片感光剖面)曲线，校正后曲线的半高宽度就是有效切片宽度。所述Z轴位置与CT机检测器旋转中心轴位置相对应。所述点扩展函数的数据通过模体中用于测量空间分辨率的珠子图像计算得到。所述的有效切片宽度可通过AAPM模体(测量CT机各种性能模体)测量得到的实际切片宽度来进行验证，验证时需要采用方波函数对理论计算曲线进行卷积运算。本方法与现有的技术相比，操作简单；通过理论计算得到的有效切片宽度与实际测量的有效切片宽度进行比较，计算结果是准确的，具有实际应用价值；应用本专利技术方法通过搜索的方式可以设计出符合要求的上下闸门开口宽度尺寸；同时，应用本专利技术方法还能定量地确定有效X射线的利用率。附图说明图1为确定CT机有效切片宽度的流程图；图2为实施例中计算坐标示意图；其中，1灯丝，2上闸门开口区域，3下闸门开口区域；图3为实施例中Z12′≥Z12]]>时确定Z轴计算区间范围示意图；其中，1灯丝，2上闸门开口区域，3下闸门开口区域；图4为实施例中Z12′<Z12]]>时确定Z轴计算区间范围示意图；其中，1灯丝，2上闸门开口区域，3下闸门开口区域；图5为实施例中Z12′>Z12]]>时确定Z轴计算区间范围示意图；其中，1灯丝，2上闸门开口区域，3下闸门开口区域；图6为实施例中(Zi，0)点有效光宽度计算示意图；其中，1灯丝，2上闸门开口区域，3下闸门开口区域；图7为实施例中点扩展函数的计算示意图；图8为实施例中点扩展函数的曲线；(通过Catfan模体的珠子图像计算得到)图9为实施例1有效切片宽度与X利用率的结果图；其中，图9a为理论计算结果，图9b为实际测量结果；(AAPM模体中的切片模体，测量结果)图10为实施例2有效切片宽度与X射线利用率的结果图；其中，图10a为理论计算结果，图10b为实际测量结果；图11为实施例3有效切片宽度与X射线利用率的结果图； 其中，图11a为理论计算结果，图11b为实际测量结果。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明假设X光源灯丝的光强是均匀分布，灯丝、上闸门开口区域、Z轴、下闸门开口区域的几何分布决定了CT机的有效切片宽度。1)建立初始化计算坐标系(如图2所示)；以Z轴为横坐标(Z轴位置与CT机检测器旋转中心轴位置相对应)、Y轴为纵坐标建立平面直角坐标系，X光源灯丝置于Y轴正向任意位置且平行Z轴，上闸门位于光源灯丝与Z轴之间任意位置且与Z轴平行，下闸门位于Z轴下方任意位置且与Z轴平行；(Zik，Yik)分别为灯丝区域、上闸门开口区域、Z轴接受X光线区域、下闸门开口区域的首末点位置坐标。其中i＝1为起点坐标，i＝2为结束点坐标k＝1时为灯丝的坐标，k＝2为上闸门的坐标，k＝3为Z轴的坐标，k＝4为下闸门的坐标lk为几何体(包括灯丝区域、上闸门开口区域、Z轴接受光线区域、下闸门开口区域)长度，hk为到几何体到Z轴的距离；对首末点分别进行标注(Z1k，Y1k)的坐标为(lk/2，hk)，点(Z2k，Y2k)的坐标为(lk/2，hk)，在坐标(Zi3，Yi3)中，Yi3=0,Zi3]]>的值在步骤2中确定。2)确定在Z轴上，能够接受X射线的有效区间范围，也就是确定坐标值(Zi3，Yi3)，通过灯丝、上闸门、Z轴、下闸门的几何分布关系来计算；a、如图3所示，以(Z11，Y11)、(Z14，Y14)点为线段的首末点，建立直线L方程。计算直线L与上闸门、Z轴所在直线的交点(Z12′，Y12)、(Z13′，Y13)。如果Z12′≥Z12,]]>则(Z13′=Z13),]]>转到d；b、如图4所示，如果Z12′<Z12]]>，则以(Z12，Y12)、(Z14，Y14)为线段的首末点，建立直线L方程，计算直线L与焦点、Z轴所在直线的交点(Z11′，Y11)、(Z13′，Y13)。如果Z11′≤Z21,]]>则Z13=Z13′,]]>转到d；c、如图5所示，如果Z11′<Z21,]]>则以(Z21，Y21)、(Z12，Y12)为线段的首末点，建立直线L方程，计算直线L与Z轴所在直线的交点(Z13′，Y13)，Z13=Z13′,]]>转到d；d、以上为左侧坐标值的计算过程，右侧坐标值计算方法与此相同。3)通过步骤2计算出Z轴接受X光线区域的始末点坐标，进一步计算Z轴上每个点能够接受X光线的照射宽度范围。首先给定Z轴的计算点数，例如设定计算点数为1000点，(Zi，0)为第i个计算点(i＝0…999)，则(Zi，0)的坐标值为(Z13+(Z23-Z13)÷999×i,0).]]>计算任意一点(Zi，0)点接受X光线的照射宽度，如图6所示。a、先计算左侧角度α1=atan((Zi-Z11)/h1),]]>α2=atan((Zi-Z12)/h2),]]>α3=atan((Z24-Zi)/h4),h1,h2,h4]]>分别为灯丝、上闸门、下闸门到Z轴的距离，都为正值。α＝min{α1，α2，α3}。b、计算右侧角度β1=atan((Z21-Zi)/h1),]]>&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定ＣＴ机有效切片宽度的方法，其特征在于有以下步骤：（１）建立初始化坐标系；　以Ｚ轴为横坐标、Ｙ轴为纵坐标建立平面直角坐标系，Ｘ光源灯丝置于Ｙ轴正向或负向任意位置，即上闸门与下闸门分别位于Ｚ轴两侧；（２）确定在Ｚ 轴上，能够接受Ｘ射线的有效区域范围；（３）通过步骤（２）计算出Ｚ轴接受光线区域的始末点坐标，进一步计算Ｚ轴上每个点能够接受Ｘ射线的宽度范围；（４）以Ｚ轴每个点的横坐标为横坐标，以Ｚ轴上每个点能够接受灯丝的照射宽度为纵坐标，绘 制出理论切片感光剖面曲线；（５）用点扩展函数卷积运算来校正切片感光剖面曲线，校正后曲线的半高宽度就是有效切片宽度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀朋，楼珊珊，
申请(专利权)人：东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]