一種初步校正錐束ct系統(tǒng)的單孔準直裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種初步校正錐束CT系統(tǒng)的單孔準直裝置。本實用新型的單孔準直裝置包括通孔板，通孔板具有通孔，通孔的孔徑可變；其中，通孔板由多片旋轉葉片組成，多片旋轉葉片的中心形成通孔；通孔板安裝在支撐體上；或者，通孔板具有多個孔徑不同的通孔；單孔準直裝置位于探測器之前；通孔的中心軸垂直于探測器的成像平面。本實用新型調節(jié)探測器的位移偏差時通過對投影的解析計算獲得中心射線的投影點坐標，可實現(xiàn)像素級別精度；調節(jié)探測器的面外角度偏差時只需觀察投影形狀即可估計偏差的大小和方向，而不必進行投影圖像處理；本實用新型的調節(jié)方法簡單，易于實現(xiàn)，且精度較高，可同時適用于機架式和立式的錐束CT系統(tǒng)。
【專利說明】一種初步校正錐束CT系統(tǒng)的單孔準直裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物醫(yī)學成像領域，具體涉及一種用于錐束CT系統(tǒng)初步幾何位置校正的變孔徑的單孔準直裝置。
【背景技術】
[0002]錐束CT系統(tǒng)采用錐形束X射線和平板探測器對物體進行掃描成像，通常有機架式和立式兩種結構，如圖1所示。機架式系統(tǒng)掃描方式為X射線源和探測器相對安裝在旋轉機架上，物品旋轉軸與機架旋轉軸重合，掃描過程中物品不動，機架旋轉使X射線源和探測器同時繞物品旋轉；立式系統(tǒng)掃描方式為X射線源和探測器不動，轉臺旋轉使物品繞轉臺旋轉軸旋轉進行掃描。錐束CT系統(tǒng)一般使用FDK算法進行三維重建，可實現(xiàn)極高的空間分辨率。但FDK算法要求錐束CT系統(tǒng)的幾何結構滿足:X射線源中心射線垂直落在探測器成像區(qū)域中心，且對于機架式結構的錐束CT系統(tǒng)，要求中心射線與機架旋轉軸垂直相交，對于立式結構的錐束CT系統(tǒng)，要求中心射線與轉臺旋轉軸垂直相交。但由于機械加工及安裝精度等問題，X射線源、探測器、旋轉軸的位置無法滿足算法要求的理想幾何關系。系統(tǒng)的幾何偏差會引起重建圖像中產生環(huán)狀或帶狀偽影、模糊等，降低圖像空間分辨率。因此，必須對錐束CT系統(tǒng)進行幾何校正。
[0003]現(xiàn)有方法中，采用單孔準直的方法對錐束CT系統(tǒng)的探測器的位置進行校正。將具有通孔的裝置放置在探測器和X射線源之間，通孔的軸垂直于探測器的平面且過探測器的成像區(qū)域中心，對通孔成像，根據(jù)通孔的投影斑形狀判斷探測器是否存在位移、角度偏差，并作出相應的調節(jié)，當且僅當X射線源中心射線沿通孔的軸向入射時，能夠得到孔的投影，且孔的投影無形變，如圓孔的投影斑為正圓形。為實現(xiàn)較高的調節(jié)精度，通常采取小孔徑或軸向較長的通孔，但由于高精度對孔成像的條件要求更為苛刻，往往導致初步調節(jié)時無法迅速判斷需調節(jié)的偏差方向、大小，從而導致大量盲目調節(jié)，致使調節(jié)效率降低。
實用新型內容
[0004]本實用新型針對錐束CT系統(tǒng)的初步校正，提出一種能夠快速準確校正X射線源和探測器相對幾何關系的單孔準直裝置，該裝置能夠同時適用于機架式和立式結構的錐束CT系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的目的在于提供一種初步校正錐束CT系統(tǒng)的單孔準直裝置。
[0006]本實用新型的初步校正錐束CT系統(tǒng)的單孔準直裝置包括通孔板，通孔板具有通孔，通孔的孔徑可變；單孔準直裝置位于錐束CT系統(tǒng)的探測器之前；通孔的中心軸垂直于探測器的成像平面；其中，通孔板由多片旋轉葉片組成，多片旋轉葉片的中心形成通孔；通孔板安裝在支撐體上；或者，通孔板具有多個孔徑不同的通孔。
[0007]錐束CT系統(tǒng)包括機架式錐束CT系統(tǒng)和立式錐束CT系統(tǒng)。
[0008]本實用新型采用旋轉葉片組成的通孔板，可通過旋轉葉片的旋轉改變通孔的孔徑大小。支撐體可采用套筒，通孔板放置在套筒內，套筒的中心軸平行于通孔的中心軸。支撐體的主要作用是支撐通孔板，并方便調節(jié)通孔的大小，只須滿足能夠輔助使通孔位于探測器前，通孔的中心軸垂直于探測器的成像平面，且通孔與探測器的成像平面之間無任何阻隔。支撐體具有一定的剛度，以保證通孔中心軸垂直。
[0009]通孔板需要具有一定的厚度，且為衰減系數(shù)較大的材料制成，如鉛、鋼、鐵和銅等，以滿足對通孔板進行投影時能夠得到通孔的投影，即在投影上能夠清晰分辨出通孔的投影斑的邊緣。通孔板的厚度與通孔的孔徑成正比，而通孔板的線性衰減系數(shù)與通孔板的厚度成反比。通孔板的厚度一般為5mm以上,通孔的最小孔徑在Imm以下,最大孔徑3mm,即可滿足調節(jié)需要。通孔的最小孔徑在0.5~Imm之間。
[0010]組成通孔板的旋轉葉片的旋轉方式可以是側置旋鈕式調節(jié)(類似閥門)，也可以是旋轉式調節(jié)(類似相機光圈)。
[0011]改變通孔的孔徑不僅可以通過旋轉葉片實現(xiàn)，還可以通過依次替換不同孔徑的通孔實現(xiàn)。
[0012]本實用新型要實現(xiàn)的效果是單孔準直:將通孔板放置在探測器的成像面前，使通孔的中心軸垂直于探測器的成像面且與探測器的成像區(qū)域中心相交，通過調節(jié)旋轉葉片旋轉改變通孔的孔徑大??；通孔的孔徑d由通過X射線的臨界傾斜角度a決定，臨界傾斜角度a與孔徑d和通孔板的厚度I的滿足關系:
【權利要求】
1.一種初步校正錐束CT系統(tǒng)的單孔準直裝置，其特征在于，所述單孔準直裝置包括通孔板(I)，通孔板(I)具有通孔(3 )，通孔(3 )的孔徑可變；所述單孔準直裝置位于錐束CT系統(tǒng)的探測器之前；所述通孔(3)的中心軸垂直于探測器的成像平面；所述通孔板(I)安裝在支撐體(2)上；所述通孔板(I)由多片旋轉葉片(4)組成，多片旋轉葉片(4)的中心形成通孔(3 );或者，所述通孔板(I)具有多個孔徑不同的通孔(3 )。
2.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述支撐體(2)采用套筒，通孔板(I)放置在套筒內，套筒的中心軸平行于通孔(3)的中心軸。
3.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述通孔板(I)的材料采用鉛、鋼、鐵和銅中的一種。
4.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述通孔板(I)的厚度與通孔(3)的孔徑成正比，通孔板(I)的線性衰減系數(shù)與通孔板(I)的厚度成反比。
5.如權利要求4所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述通孔板(I)的厚度為5mm以上，所述通孔(3)的最小孔徑在Imm以下,最大孔徑3mm。
6.如權利要求4所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述通孔的最小孔徑在0.5~1_之間。
7.如權利要求 4所述的單孔準直裝置，其特征在于，臨界傾斜角度α與通孔的孔徑d和通孔板的厚度I的滿足關系:
d
tan a = J 臨界傾斜角度α < 5°。
8.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，組成通孔板(I)的旋轉葉片(4)為側置旋鈕式，或者旋轉式。
9.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，進一步包括多個通孔板(I)，多個通孔板沿著通孔(3 )的中心軸排列，每個通孔板上相對應的通孔尺寸一致。
10.如權利要求1所述的單孔準直裝置，其特征在于，所述錐束CT系統(tǒng)包括機架式錐束CT系統(tǒng)和立式錐束CT系統(tǒng)。
【文檔編號】A61B6/03GK203749433SQ201420101116
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】楊昆, 李 真, 曾海寧, 呂江超 申請人:北京銳視康科技發(fā)展有限公司