一种用于体CT几何校正的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于体CT几何校正的装置，包括柱形体，所述柱形体的侧壁上镶嵌有上、下两圈圆珠，每圈圆珠的个数不限，且两圈圆珠的总个数≥6；所述柱形体上还设有定位圆珠。本实用新型专利技术在现有的具有上下两圈圆珠的模型中，同时增加一颗或多颗定位圆珠，不仅可以减少计算，还可以提高计算出的几何误差参数的准确性，使模型可以达到更好的几何校正效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于体CT几何校正的装置，属于辐射成像或无损检测

技术介绍
随着探测器技术，算法，计算机硬件条件的不断改进，CT系统正在从单层CT向多层CT，体CT的方向发展。体CT系统主要由X光源，被测物体，以及像素探测阵列组成(如图1所示)。体CT成像系统中经常会遇到各种伪影的影响，这些伪影严重影响了体CT系统的重建图像质量。产生伪影的原因有多种，其中CT机械系统的几何误差是一种重要因素，对重建图像质量有很大影响。在真实体CT系统中，算法要求X光源，被测物体中心以及像素探测阵列的中心位于一条直线，但是由于机械精度等问题，X光源，探测器，被测物体的位置无法实现理想的几何关系，如果不进行校正，会在重建图像中引起环状伪影，带状伪影等，降低重建精度。因此，CT系统必须进行几何校正，提高CT图像质量。体CT系统的几何校正是体CT校正中重要的部分，对图像质量有很大影响。目前的体CT几何校正方法一般基于校正模型装置，模型一般在低密度材料的基础上加上钢珠等高密度材料，根据投影图像中高密度物质的位置计算系统几何误差。专利技术名称为一种锥束X射线CT系统的定标模板的中国专利200510045796. 3中， 提出一种基于平板上四个角上镶嵌4颗钢珠的装置，在有机玻璃板上镶嵌4个点状金属球使其分别位于正方形的四个顶点上，垂直于投影方向放置有机玻璃板，投影图像中会出现4 颗钢珠的信息。校正方法是首先找到每颗钢珠的中心位置，然后根据该位置关系计算出系统的几何误差参数。这种方法校正装置比较简单，并且针对一个投影角度下(和有机玻璃板放置位置垂直的投影角度)可以得到很好的效果，但是并不适用于所有的投影角度。例如当投影角度和有机玻璃板平行时，则投影图像中会出现4个钢珠的位置在一条直线上， 不再是多边形，其中的很多几何关系都不再适用，无法获得几何误差参数。文献 Analytic method based on identification of ellipse parameters for scanner calibration in cone-beam tomography[Frederic Noo, ect. Phys. Med. Biol. 45(2000)]中提出一种基于有机玻璃板上对角线位置镶嵌两颗钢珠的装置，垂直放置该有机玻璃板，以有机玻璃的横向中心轴位置为旋转轴，在一周旋转过程中的等角度的采集12幅投影图像(投影角度间隔30度)，将这12幅投影图像叠加，则得到了一幅包含24颗钢珠影像的投影图像。这24颗钢珠位置组成了两个类似椭圆的形状，提取出每个位置上钢珠投影的中心，根据这些钢珠的中心位置关系计算出CT系统的几何误差。该方法认为在扫描过程中系统机械误差不变，基于一周的扫描图像，计算出一组几何误差，然后用这组几何误差参数对所有的投影图像进行校正。但是在实际情况下，CT机械系统在旋转过程中不可能保证机械误差不变，在每个投影角度下的系统机械误差都会不同，这种计算存在误差。文献A geometric calibration method for cone beam CT[Kai Yang，Alexander L. C. Kwan, ect. Med. Phys. 33 (6)，June 2006.]中采用了相似的装置，在低密度有机玻璃的对角线位置上镶嵌两颗钢珠，垂直放置该有机玻璃，以有机玻璃的纵向中心轴位置为旋转轴。仅仅采集 O度，90度，180度，270度，4个方向钢珠的投影(共8个钢珠位置)，在提取出钢珠中心位置的基础上，计算CT系统机械误差。这种方法也忽略了各个投影方向系统机械几何误差的差异性，得到的结果是4个投影方向的平均误差，并不准确。在文献 Accur ate technique for complete geometric calibration of cone-beam computed tomography system[Youngbin Cho, Douglas J. Moseley, Med. Phys. 32(4), April2005]提出了一种在低密度材料上镶嵌两圈钢珠的装置用于CT几何校正，利用这种装置可以计算出在所有的投影角度下的几何误差参数。该装置的具体形状是在圆柱体的低密度材料上镶嵌平行两圈钢珠，每圈12个钢珠，12个钢珠均勻排布在360度上，上下两圈钢珠的角度分布一致，每圈钢珠的直径为10cm，两圈钢珠之间的距离为16cm。 将这个几何校正装置垂直放置在X光源和探测器之间，两圈钢珠在轴向方向上平行，保证该几何校正装置完全在FOV内。这样在每个投影角度下都能得到一幅包含24个钢珠投影位置的图像，在投影图像中提取出钢珠中心点位置，根据这24颗钢珠投影中心位置，可以计算出在每个投影角度下的CT系统机械几何误差。这种方法最大的优点在于，与真实情况一致。在真实情况下，CT机械系统在每个投影角度下的几何误差都会不同，这种方法在每个投影角度下都可以单独的计算出机械误差，更加准确。在利用这种方法计算几何参数误差的过程中，很多因素都会影响最终的计算精度。这些因素包括几何校正装置的加工精度， 计算方法本身的误差等等。本技术主要针对上述误差问题，对用于该种几何校正的装置进行修改，利用修改后的几何校正装置可以得到更加准确的几何误差参数。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中所存在的上述误差问题，提供一种用于体 CT几何校正的装置，以得到更加准确的几何误差参数。在CT成像系统中，由于几何误差的存在，在重建图像中会出现伪像。进行机械误差的校正可以提高重建图像的质量。CT系统的机械误差主要分为平移和旋转两种，平移误差参数为ΔΧ、Ay、Δ Z，旋转角度误差参数为φ、θ、η (如图2所示)，利用模型装置中特征点在投影图像上的位置计算几何误差参数是目前CT几何校正的主要方法。本技术采用以下技术方案一种用于体CT几何校正的装置，其特征在于包括柱形体，所述柱形体的侧壁上镶嵌有上、下两圈圆珠；每圈圆珠的个数不限，且两圈圆珠的总个数> 6 ；所述柱形体上还设有定位圆珠。进一步的，所述定位圆珠设于所述上、下两圈圆珠所形成的平面中间且位于柱形体的中心轴上。本技术在上、下两圈圆珠的轴向以及横向中心位置增加一颗定位圆珠后，可以从投影图像上直接准确获得整个系统在横向和轴向的偏移量ΔΧ，Δζ，而以往的方法往往是从其他圆珠的投影位置计算出系统的横向和轴向偏移量。在上、下两圈圆珠的中心位置增加一颗定位圆珠后，不仅可以减少计算过程，也避免了原来方法在计算过程中的误差， 同时具备了准确和简易的优点。进一步的，所述定位圆珠设于任意一组或多组距离最近的上圈圆珠和下圈圆珠的连线的任意位置上。所述定位圆珠可以是一颗或多颗，可位于上下两圈圆珠之间或任意一侧。本技术在上、下两圈圆珠任意一列两颗圆珠连线的任意位置增加一颗或多颗定位圆珠，可以增加对每颗圆珠位置的标识。原始的只有两圈圆珠的几何校正模型，没有对圆珠位置的标识，从投影图像中无法定位出相应模型中对应的圆珠位置，对数据处理带来不便。增加一颗定位圆珠后就可以明确投影图像和具体几何模型之间的对应关系。在加工几何校正装置存在机械误差的情况下，通过后期的测量手本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于体ＣＴ几何校正的装置，其特征在于：包括柱形体，所述柱形体的侧壁上镶嵌有上、下两圈圆珠，每圈圆珠的个数不限，且两圈圆珠的总个数≥６；所述柱形体上还设有定位圆珠。

【技术特征摘要】
1.一种用于体CT几何校正的装置，其特征在于包括柱形体，所述柱形体的侧壁上镶嵌有上、下两圈圆珠，每圈圆珠的个数不限，且两圈圆珠的总个数> 6 ；所述柱形体上还设有定位圆珠。2.如权利要求1所述的用于体CT几何校正的装置，其特征在于所述定位圆珠设于所述上、下两圈圆珠所形成的平面中间且位于柱形体的中心轴上。3.如权利要求1所述的用于体CT几何校正的装置，其特征在于所述定位圆珠设于任意一列或多列距离最近的上圈圆珠和下圈圆珠的连线的任意位置上，该定位圆珠有一颗或多颗。4.如权利要求1所述的用于体CT几何校正的装置，其特征在于所述定位圆珠有两组其中一组为一颗，设于所述上、下两圈圆珠所形成的平面中间且位于柱形体的中心轴上；另一组有一颗或多颗，设于任意一列或多列距离最近的上圈圆珠和下圈圆珠的连线的任意位置上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蔚，金慧君，丁春荣，李弋可，谢舒平，
申请(专利权)人：上海生物医学工程研究中心，
类型：实用新型
国别省市：31