Ct機的掃描觸發(fā)控制方法、裝置及ct的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種CT機的掃描觸發(fā)控制方法、裝置及CT機。其中，將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個角度段；并預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量；進行CT掃描時，從第一個角度段開始，對每個角度段，在接收到該角度段開始端的傳感信號時，開始本角度段當前旋轉(zhuǎn)時長的計時，并延遲若干個采樣所對應的采樣時間后，開始本角度段對應的采樣，在接收到該角度段結(jié)束端的傳感信號時，得到該角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；計算該角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值，將所述差值通過該角度段所對應的剩余采樣數(shù)量中的若干個采樣所對應的采樣時間進行補償。本發(fā)明技術(shù)方案能夠?qū)πD(zhuǎn)機架的速度誤差進行補償。
【專利說明】CT機的掃描觸發(fā)控制方法、裝置及CT機
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及醫(yī)療設備領域，特別是一種計算機X射線斷層成像(computedtomography, CT)機的掃描觸發(fā)控制方法、裝置及CT機。
【背景技術(shù)】
[0002]CT機作為一種醫(yī)療設備廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生領域以協(xié)助醫(yī)生進行診斷。圖1中示出了目前的一種CT機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該CT機包括:一個底部支撐部件11、一個旋轉(zhuǎn)機架(gantry) 12、一個X光球管13、一個X光探測器14、一個控制裝置15和一個圖像重建裝置16。
[0003]其中，旋轉(zhuǎn)機架(gantry) 12通常為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且安裝在底部支撐部件11上，能夠繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)。通常情況下，將與旋轉(zhuǎn)機架12的軸線平行的方向稱為Z方向，將與Z方向垂直的水平方向稱為X方向，并將分別與X方向和Z方向相垂直的方向稱為Y方向。
[0004]X光球管13安裝在旋轉(zhuǎn)機架12上，能夠在垂直于Z方向的方向上發(fā)射X射線。
[0005]X光探測器14安裝在旋轉(zhuǎn)機架12上與X光球管13相對的位置，用于接收X光球管發(fā)射的X射線，并將其轉(zhuǎn)換為圖像信息輸出給圖像重建裝置16。
[0006]在進行CT掃描時， 對于每個掃描切面，一般可以先從多個角度采集目標對象的信息，再根據(jù)從多個角度采集到的信息進行目標對象的圖像重建。
[0007]為了獲取目標對象多個角度的信息，通常由控制裝置15控制旋轉(zhuǎn)機架12帶動X光球管13和X光探測器14繞旋轉(zhuǎn)機架12的軸線旋轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)過程中，基于時間觸發(fā)或位置觸發(fā)方式控制X光球管發(fā)射X射線以及X光探測器14對X光球管13發(fā)射的X射線進行采集接收，實現(xiàn)多角度的掃描觸發(fā)控制。X光球管13每旋轉(zhuǎn)一周并發(fā)射X射線的過程稱為一個掃描周期。實際應用中，預設零點可以為X正方向的位置。
[0008]圖像重建裝置16用于接收X光探測器14輸出的圖像信息，并根據(jù)每個掃描周期中所有投影位置對應的圖像信息及其投影角的信息進行圖像重建。
[0009]傳統(tǒng)的基于時間觸發(fā)方式的掃描控制，是在旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)過程中，基于等角度均勻分布的原則周期性的觸發(fā)X光探測器14對X光球管13發(fā)射的X射線進行采集接收。這種方式中，如果由于環(huán)境或裝置傳動結(jié)構(gòu)調(diào)整等各種因素的影響，萬一造成旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)速度不均勻，即X光球管13的運動速度不均勻，那么在按照等時間間隔來采集X光球管13發(fā)射的X射線時，所獲得的圖像信息對應的投影位置并不是等角度均勻分布的，此時圖像重建裝置16在基于等角度均勻分布的原則利用各投影位置的圖像信息進行圖像重建時，所獲得的重建圖像的質(zhì)量便會受到影響。
[0010]傳統(tǒng)的基于位置觸發(fā)方式的掃描控制，是在旋轉(zhuǎn)機架12外圍的各投影位置安裝若干個傳感器，在旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)過程中，每當X光球管13旋轉(zhuǎn)至一個傳感器的位置時，便觸發(fā)X光探測器14對X光球管13發(fā)射的X射線進行采集接收。這種方式中，由于每個掃描周期中需要對X射線進行大量的采集接收，因此需要設置大量的傳感器，一方面會增加CT機的成本，一方面由于受旋轉(zhuǎn)機架12的尺寸限制，傳感器的數(shù)量也無法設置太多，因此限制了重建圖像的質(zhì)量提升。
[0011]為了在較低成本的前提下，進一步提升重建圖像的質(zhì)量。目前提出了一些改進的方案。
[0012]例如，圖2a和圖2b不出了一種改進的基于時間和位置觸發(fā)方式的CT機掃描觸發(fā)控制方法。如圖2a所示，該方案中，在旋轉(zhuǎn)機架12的周圍均勻分布M個傳感元件，如小金屬塊等，圖中以分布20個小金屬塊為例(實際應用中，還可以分布24個或其它個數(shù)的傳感元件)，從而將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個片段，如圖中所示的20個片段，這樣相鄰兩個小金屬塊之間的角度(如A、B之間的角度)便是α =360° /20=18°。在旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)過程中，通過設置的傳感器來探測這20個小金屬塊，并通過對各部分的角度進行累加，便可得到當前小金屬塊所對應的旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)角度。由于實際應用中，CT掃描需要更小的角度分辨率，因此，如圖2b所示，該方案在每個片段內(nèi)，如每個18°的區(qū)間內(nèi)，設置一些等分的虛擬角度。該方案假定在每個18°的區(qū)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)速度是固定的，因此將每個18°的區(qū)間在時域內(nèi)劃分N等分，這樣每個虛擬角度為α ' =18° /N。這樣通過在每個18°的區(qū)間內(nèi)進行時域的累加，可以得到每個18°的區(qū)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度。之后通過確定當前旋轉(zhuǎn)角度是否滿足各預設投影位置的投影角，來觸發(fā)X光探測器14進行X射線的采集接收。
[0013]上述圖2a和圖2b所示的方案描述的是一種理想狀態(tài)下的方案。實際應用中，由于旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)速度在不同的掃描周期內(nèi)可能是不同的，甚至旋轉(zhuǎn)機架12的旋轉(zhuǎn)速度在同一個掃描周期內(nèi)也可能不是固定的，這樣，在采用對應虛擬角度α ' =360° /MN的采樣時間進行采樣時，通常會存在誤差，因此有必要針對這些誤差進行補償。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]有鑒于此，本發(fā)明一方面提出了一種CT機的掃描觸發(fā)控制方法，另一方面提出了一種CT機的掃描觸發(fā)控制裝置及CT機，用以對旋轉(zhuǎn)機架的速度誤差進行補償。
[0015]本發(fā)明公開的CT機的掃描觸發(fā)控制方法，通過均勻分布在旋轉(zhuǎn)機架上的M個傳感元件，將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個角度段；該方法包括:預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量；進行CT掃描時，從設定的第一個角度段開始，對每個角度段，在接收到所述角度段開始端的傳感信號時，開始本角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長的計時，并延遲Xi個采樣所對應的采樣時間后，按照基準采樣周期開始本角度段對應的采樣，在接收到所述角度段結(jié)束端的傳感信號時，得到所述角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；計算所述角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值Ai，將所述差值通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣；其中，i=l, 2，…，M。
[0016]在本發(fā)明的其它實施方式中，所述預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量包括:在旋轉(zhuǎn)機架的當前設定轉(zhuǎn)速下，預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長；根據(jù)所述整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長及設定的整個掃描周期的采樣數(shù)量，確定CT掃描的基準采樣周期；根據(jù)所述基準采樣周期及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長，計算每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值；在保證整個掃描周期的采樣數(shù)量不變的情況下，對計算得到的每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值進行圓整，得到每個角度段對應的基準采樣數(shù)量。
[0017]在本發(fā)明的其它實施方式中，所述預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長包括:預先進行至少兩次測量，對至少兩次測量得到的一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長分別進行平均，得到一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長。
[0018]在本發(fā)明的其它實施方式中，所述將所述差值Λ i通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣包括:對所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣按照補償后的采樣周期=基準采樣周期+ △ i/Yi進行采樣。
[0019]本發(fā)明提出的CT機的掃描觸發(fā)控制裝置，通過均勻分布在旋轉(zhuǎn)機架上的M個傳感元件，將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個角度段；該裝置包括:基準信息確定模塊，用于預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量；掃描器，用于對目標區(qū)域進行掃描采樣；和采集控制與補償計算模塊，用于在進行CT掃描時，從設定的第一個角度段開始，對每個角度段，在接收到所述角度段開始端的傳感信號時，開始本角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長的計時，并延遲Xi個采樣所對應的采樣時間后，按照基準采樣周期開始本角度段對應的采樣，在接收到所述角度段結(jié)束端的傳感信號時，得到所述角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；計算所述角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值Ai，將所述差值Λ i通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償 ，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣；其中，i=l，2，…,M0
[0020]在本發(fā)明的其它實施方式中，所述基準信息確定模塊包括:基準旋轉(zhuǎn)時長確定子模塊，用于在旋轉(zhuǎn)機架的當前設定轉(zhuǎn)速下，預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長；基準采樣周期確定子模塊，用于根據(jù)所述整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長及設定的整個掃描周期的采樣數(shù)量，確定CT掃描的基準采樣周期；和基準采樣數(shù)量確定子模塊，用于根據(jù)所述基準采樣周期及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長，計算每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值；并在保證整個掃描周期的采樣數(shù)量不變的情況下，對計算得到的每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值進行圓整，得到每個角度段對應的基準采樣數(shù)量。
[0021]在本發(fā)明的其它實施方式中，所述第一子模塊包括:測量子模塊，用于進行至少兩次測量，得到至少兩組一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長；和均值計算子模塊，用于對所述至少兩組一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長分別進行平均計算，得到一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長。
[0022]本發(fā)明提出的CT機，包括:上述任一具體實現(xiàn)形式的CT機的掃描觸發(fā)控制裝置。
[0023]從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明中對每個角度段，在接收到所述角度段開始端的傳感信號時，延遲若干個采樣所對應的采樣時間后，再按照基準采樣周期開始本角度段對應的采樣，從而在接收到該角度段結(jié)束端的傳感信號時，可以得到該角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；進而可以計算出該角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值，即本角度段的當前實際旋轉(zhuǎn)時長相對于基準值而言所產(chǎn)生的誤差，之后將所述差值通過本角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的若干個采樣所對應的采樣時間進行補償，即對所述若干個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣，從而使得每個角度段內(nèi)產(chǎn)生的誤差，即上述的差值，能夠被補償，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)機架的速度誤差的補償，從而不會產(chǎn)生采樣錯誤。并且通過在本角度段內(nèi)實現(xiàn)本角度段的誤差補償，從而不會造成誤差在其他角度段內(nèi)的累積。
[0024]此外，通過預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長，并根據(jù)所述整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長及設定的整個掃描周期的采樣數(shù)量，確定CT掃描的基準采樣周期，根據(jù)所述基準采樣周期及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長，計算每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值，并在保證整個掃描周期的采樣數(shù)量不變的情況下，對計算得到的每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值進行圓整，得到每個角度段對應的基準采樣數(shù)量，從而可以實現(xiàn)對傳感元件機械安裝誤差的補償，進一步提高采樣的精確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]下面將通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使本領域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中:
[0026]圖1為目前的一種CT機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2a和圖2b為一種基于時間和位置觸發(fā)方式的CT機掃描觸發(fā)控制方法不意圖。
[0028]圖3為本發(fā)明實施例中CT機的掃描觸發(fā)控制方法的示例性流程圖。
[0029]圖4為圖3所示步驟302的實現(xiàn)過程示意圖。
[0030]圖5為本發(fā)明實施例中CT機的掃描觸發(fā)控制裝置的示例性流程圖。
[0031] 圖6為圖5所示裝置中基準信息確定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖7為圖5所示裝置中基準信息確定模塊的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，附圖標記如下
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種CT機的掃描觸發(fā)控制方法,通過均勻分布在旋轉(zhuǎn)機架上的M個傳感兀件,將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個角度段；該方法包括: 預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量； 進行CT掃描時，從設定的第一個角度段開始，對每個角度段，在接收到所述角度段開始端的傳感信號時，開始本角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長的計時，并延遲Xi個采樣所對應的采樣時間后，按照基準采樣周期開始本角度段對應的采樣，在接收到所述角度段結(jié)束端的傳感信號時，得到所述角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；計算所述角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值Ai，將所述差值通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣；其中，i=l,2,…，M。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量包括: 在旋轉(zhuǎn)機架的當前設定轉(zhuǎn)速下，預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長； 根據(jù)所述整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長及設定的整個掃描周期的采樣數(shù)量，確定CT掃描的基準采樣周期； 根據(jù)所述基準采 樣周期及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長，計算每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值； 在保證整個掃描周期的采樣數(shù)量不變的情況下，對計算得到的每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值進行圓整，得到每個角度段對應的基準采樣數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長包括: 預先進行至少兩次測量，對至少兩次測量得到的一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長分別進行平均，得到一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述將所述差值Ai通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣包括: 對所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣按照補償后的采樣周期=基準采樣周期+ Δ i/Yi進行采樣。
5.—種CT機的掃描觸發(fā)控制裝置，通過均勻分布在旋轉(zhuǎn)機架上的M個傳感元件，將一個掃描周期的旋轉(zhuǎn)角度劃分為M個角度段；該裝置包括: 基準信息確定模塊，用于預先確定基準采樣周期，以及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長和基準采樣數(shù)量； 掃描器，用于對目標區(qū)域進行掃描采樣；和 采集控制與補償計算模塊，用于在進行CT掃描時，從設定的第一個角度段開始，對每個角度段，在接收到所述角度段開始端的傳感信號時，開始本角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長的計時，并延遲Xi個采樣所對應的采樣時間后，按照基準采樣周期開始本角度段對應的采樣，在接收到所述角度段結(jié)束端的傳感信號時，得到所述角度段的當前旋轉(zhuǎn)時長；計算所述角度段當前旋轉(zhuǎn)時長和基準旋轉(zhuǎn)時長之間的差值Ai，將所述差值通過所述角度段所對應的基準采樣數(shù)量中剩余的采樣數(shù)量中的Yi個采樣所對應的采樣時間進行補償，對所述Yi個采樣按照補償后的采樣周期進行采樣；其中，i=l, 2，…，M。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述基準信息確定模塊包括: 基準旋轉(zhuǎn)時長確定子模塊，用于在旋轉(zhuǎn)機架的當前設定轉(zhuǎn)速下，預先測量一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長； 基準采樣周期確定子模塊，用于根據(jù)所述整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長及設定的整個掃描周期的采樣數(shù)量，確定CT掃描的基準采樣周期；和 基準采樣數(shù)量確定子模塊，用于根據(jù)所述基準采樣周期及每個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長，計算每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值；并在保證整個掃描周期的采樣數(shù)量不變的情況下，對計算得到的每個角度段內(nèi)所包含的采樣數(shù)量值進行圓整，得到每個角度段對應的基準采樣數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一子模塊包括:測量子模塊，用于進行至少兩次測量，得到至少兩組一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長；和 均值計算子模塊，用于對所述至少兩組一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的旋轉(zhuǎn)時長分別進行平均計算，得到一個掃描周期內(nèi)各個角度段所對應的基準旋轉(zhuǎn)時長及整個掃描周期的基準旋轉(zhuǎn)時長。
8.—種CT機，包括 :如權(quán)利要求5至7中任一項所述的CT機的掃描觸發(fā)控制裝置。
【文檔編號】A61B6/03GK104068885SQ201310103251
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】呂文剛 申請人:上海西門子醫(yī)療器械有限公司