一种用于锥束制造技术

本发明专利技术公开了一种用于锥束

【技术实现步骤摘要】
一种用于锥束CT系统几何参数误差的校正方法及装置


[0001]本专利技术属于锥束
CT
系统
，具体涉及一种用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法及装置
。

技术介绍

[0002]锥束
CT
系统包括射线源，旋转台，待扫描物体和平板探测器四部分，工作原理为对获得的二维投影图像进行三维图像重建
。
在理想状态下，对旋转台上的待扫描物体进行投影，平板探测器上得到二维投影图像，如图1所示
。
然而，由于锥束
CT
系统的加工及安装误差的存在，致使以下条件无法保证精度：
1.
射线源中心和平板探测器中心的连线与旋转台转轴共面，
2.
射线源中心和平板探测器中心的连线垂直于平板探测器平面，
3.
旋转台转轴平行于平板探测器平面
。
因此，实际情况下得到的二维投影图像中图像尺寸
、
角度
、
形状等均可能存在误差，直接进行三维重建的结果精度较差，需要进行校正，以消除锥束
CT
系统几何误差带来的影响
。
[0003]基于锥束
CT
系统的工作原理，只要对锥束
CT
系统
、
二维投影图像以及三维图像重建过程中的任意环节进行校正，即可获得准确的重建结果
。
[0004]当前已有的方法主要是对锥束
CT
系统进行校正
。
如专利
CN212630783U
公开了一种锥束
CT
射束中心对准装置及校准系统，该系统通过在锥束
CT
系统中安装定位体和定位块，使得球管焦点
、
转台中心
、
平板探测器中心三点共线并垂直于平板探测器平面，从而校正系统的几何误差
。
该校正方法需要使用额外的定位装置辅助校正，安装的定位块对空间距离要求精度高，较难操作，此外需要不断调整装置位置以提高几何精度，耗费时间较长且几何精度提高效果难以保证
。
[0005]专利
CN108030501A
提出了一种静态锥束
CT
成像系统几何校准装置及方法，装置包括安装在支撑架上的若干个冷阴极
X
射线球管，将这些球管线型或弧形排列以形成多光束
X
射线源阵列，然后通过对每个冷阴极
X
射线球管在
X、Y
或
Z
轴的三个方向上的调节，实现对每个
X
射线源几何位置的精确校准
。
该方法校准精度高，但是需要不断调节球管
、
探测器和载物台位置，操作难度大，校正时间长
。
[0006]因此，针对以上现有技术存在的锥束
CT
系统进行几何校正方法的不足，如何通过简单
、
便捷
、
直观的方法，以实现具有普适性
、
易于复现的锥束
CT
系统几何参数误差的校正是本领域技术人员亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法及装置，根据各个锥束
CT
系统几何参数误差对投影图像的影响，分析并反推误差校正的计算公式，推导获得理想状态下的投影图像，从而消除系统几何误差对投影图像的影响，获得理想状态下的投影图像，从而提高图像重建的还原度
。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，具体包括
如下步骤：
[0009]采集投射在平板探测器上的投影图像；
[0010]获取锥束
CT
系统几何参数误差；
[0011]通过平板探测器所在平面的横向及纵向的平移误差，校正投影图像，得到第一校正图像；
[0012]对第一校正图像校正平板探测器所在平面的法向的旋转误差及平板探测器与射线源之间的距离误差，得到第二校正图像；
[0013]针对第二校正图像，分别校正沿平板探测器所在平面的横向及纵向的旋转误差，得到第三校正图像；
[0014]校正第三校正图像的旋转台与射线源的距离误差，得到几何参数误差校正的理想图像
。
[0015]进一步的，采集投射在平板探测器上的投影图像，具体包括如下步骤：
[0016]获取投射在平板探测器上的投影图像；
[0017]以平板探测器所在平面设定坐标系，给出投影图像各点的坐标，其中，平板探测器所在平面的横向为坐标系中的
x
轴方向，平板探测器所在平面的纵向为坐标系中的
y
轴方向，平板探测器的中心点为坐标系的原点，射线源中心
、
待扫描物体中心及平板探测器中心点共线，以共线方向为平板探测器所在平面的法向
。
[0018]进一步的，锥束
CT
系统几何参数误差具体包括：旋转台与射线源之间的距离误差
△
R、
平板探测器与射线源之间的距离误差
△
D、
平板探测器沿
x
轴的平移误差
△
x、
平板探测器沿
y
轴的平移误差
△
y、
平板探测器沿
y
轴的旋转误差
Φ
、
平板探测器沿
x
轴的旋转误差
θ
及平板探测器沿法向的旋转误差
η
。
[0019]进一步的，通过平板探测器所在平面的横向及纵向的平移误差，校正投影图像，得到第一校正图像，具体表示为：
[0020]x1＝
Δ
x+x
error
[0021]y1＝
Δ
y+y
error
[0022]其中，
x
error
、y
error
为投影图像中某点的横纵坐标值，
x1、y1为第一校正图像中对应
x
error
、y
error
点的横纵坐标值
。
[0023]进一步的，对第一校正图像校正平板探测器所在平面的法向的旋转误差及平板探测器与射线源之间的距离误差，得到第二校正图像，具体表示为：
[0024][0025][0026]其中，
x2、y2为第二校正图像中对应
x1、y1点的横纵坐标值，
D
为平板探测器与射线源之间的距离
。
[0027]进一步的，针对第二校正图像，分别校正沿平板探测器所在平面的横向及纵向的旋转误差，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，其特征在于，具体包括如下步骤：采集投射在平板探测器上的投影图像；获取锥束
CT
系统几何参数误差；通过平板探测器所在平面的横向及纵向的平移误差，校正投影图像，得到第一校正图像；对第一校正图像校正平板探测器所在平面的法向的旋转误差及平板探测器与射线源之间的距离误差，得到第二校正图像；针对第二校正图像，分别校正沿平板探测器所在平面的横向及纵向的旋转误差，得到第三校正图像；校正第三校正图像的旋转台与射线源的距离误差，得到几何参数误差校正的理想图像
。2.
如权利要求1所述用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，其特征在于，采集投射在平板探测器上的投影图像，具体包括如下步骤：获取投射在平板探测器上的投影图像；以平板探测器所在平面设定坐标系，给出投影图像各点的坐标，其中，平板探测器所在平面的横向为坐标系中的
x
轴方向，平板探测器所在平面的纵向为坐标系中的
y
轴方向，平板探测器的中心点为坐标系的原点，射线源中心
、
待扫描物体中心及平板探测器中心点共线，以共线方向为平板探测器所在平面的法向
。3.
如权利要求2所述用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，其特征在于，锥束
CT
系统几何参数误差具体包括：旋转台与射线源之间的距离误差
△
R、
平板探测器与射线源之间的距离误差
△
D、
平板探测器沿
x
轴的平移误差
△
x、
平板探测器沿
y
轴的平移误差
△
y、
平板探测器沿
y
轴的旋转误差
Φ
、
平板探测器沿
x
轴的旋转误差
θ
及平板探测器沿法向的旋转误差
η
。4.
如权利要求3所述用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，其特征在于，通过平板探测器所在平面的横向及纵向的平移误差，校正投影图像，得到第一校正图像，具体表示为：
x1＝
Δ
x+x
error
y1＝
Δ
y+y
error
其中，
x
error
、y
error
为投影图像中某点的横纵坐标值，
x1、y1为第一校正图像中对应
x
error
、y
error
点的横纵坐标值
。5.
如权利要求4所述用于锥束
CT
系统几何参数误差的校正方法，其特征在于，对第一校正图像校正平板探测器所在平面的法向的旋转误差及平板探测器与射线源之间的距离误差，得到第二校正图像，具体表示为：差，得到第二校正图像，具体表示为：其中，
x2、y2为第二校正图像中对应
x1、y1点的横纵坐标值，
D...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮永蔚，宋盛旭，陈文君，唐玉辉，秦邦昊，曹自拓，胡美琴，郑建，
申请(专利权)人：浙江双元科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：