準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差確定方法及計算機化斷層成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及計算機化斷層成像(CT)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種CT系統(tǒng)及其準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在多層計算機化斷層成像(CT)系統(tǒng)中，X光源朝向目標(biāo)對象(例如，接受診斷的用戶)發(fā)射扇形的X射線。X射線探測器模塊接收從X光源發(fā)射的X射線，并將接收的X射線轉(zhuǎn)換為用于產(chǎn)生圖像的電信號。準(zhǔn)直器設(shè)置在X光源和X射線探測器之間的光路上。因此，準(zhǔn)直器是否與X光源對準(zhǔn)成為了顯著影響CT系統(tǒng)的成像質(zhì)量的重要因素之一。
[0003]因此，需要一種可以準(zhǔn)確地確定準(zhǔn)直器對準(zhǔn)誤差的CT系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的示例性實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述的和/或其他的問題。因此，本發(fā)明的示例性實施例提供了一種準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差確定方法及計算機化斷層成像系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)示例性實施例，一種計算機化斷層成像系統(tǒng)包括-X射線產(chǎn)生器，被構(gòu)造為產(chǎn)生X射線；χ射線探測器，布置在沿第一方向排列的多個行中，X射線探測器被構(gòu)造為檢測從X射線產(chǎn)生器發(fā)射的X射線，其中，每一行中的X射線探測器被劃分為沿與第一方向垂直的第二方向排列的多個通道；多個準(zhǔn)直器，設(shè)置在X射線產(chǎn)生器和X射線探測器之間的光路上，并沿第二方向延伸；驅(qū)動單元，被構(gòu)造為從X射線產(chǎn)生器的初始位置開始，沿第一方向移動X射線產(chǎn)生器，以改變從X射線產(chǎn)生器發(fā)射的X射線相對于準(zhǔn)直器的偏斜角度，從而對應(yīng)于不同的偏斜角度，通過X射線探測器檢測每個通道的增益值；代表偏斜角度確定單元，被構(gòu)造為從檢測的每個通道的與不同的偏斜角度對應(yīng)的增益值中確定該通道的代表偏斜角度；對準(zhǔn)偏差計算單元，被構(gòu)造為根據(jù)由代表偏斜角度確定單元確定的代表偏斜角度來計算每一行中的準(zhǔn)直器的在與該行中的各個通道對應(yīng)的位置處的對準(zhǔn)偏差。
[0006]根據(jù)示例性實施例，一種確定計算機化斷層成像系統(tǒng)的準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差的方法包括:從X射線產(chǎn)生器的初始位置開始，沿第一方向移動X射線產(chǎn)生器，以改變從X射線產(chǎn)生器發(fā)射的X射線相對于準(zhǔn)直器的偏斜角度；對應(yīng)于不同的偏斜角度，通過X射線探測器檢測每個通道的增益值；從檢測的每個通道的與不同的偏斜角度對應(yīng)的增益值中確定該通道的代表偏斜角度；根據(jù)確定的代表偏斜角度來計算每一行中的準(zhǔn)直器的在與該行中的各個通道對應(yīng)的位置處的對準(zhǔn)偏差。
[0007]通過下面的詳細(xì)描述、附圖以及權(quán)利要求，其他特征和方面會變得清楚。
【附圖說明】
[0008]通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的示例性實施例進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0009]圖1是示出根據(jù)示例性實施例的計算機化斷層成像(CT)系統(tǒng)的示意圖；
[0010]圖2是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)中包括的X射線產(chǎn)生器、X射線探測器和準(zhǔn)直器的示意圖；
[0011]圖3是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的準(zhǔn)直器與X射線產(chǎn)生器對準(zhǔn)的狀態(tài)和準(zhǔn)直器沒有與X射線產(chǎn)生器對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖；
[0012]圖4是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的X射線探測器的增益值與準(zhǔn)直器的偏斜角度之間的關(guān)系的曲線圖；
[0013]圖5是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的X射線產(chǎn)生器的位移與偏斜角度之間的關(guān)系的不意圖；
[0014]圖6是示出根據(jù)示例性實施例的代表偏斜角度的仿真示圖；
[0015]圖7是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差與偏斜角度之間的關(guān)系的不意圖；
[0016]圖8是示出根據(jù)示例性實施例的確定CT系統(tǒng)的準(zhǔn)直器對準(zhǔn)偏差的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將描述本發(fā)明的【具體實施方式】，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設(shè)計項目的過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復(fù)雜并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行的一些設(shè)計，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本公開的內(nèi)容不充分。
[0018]除非另作定義，權(quán)利要求書和說明書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。
[0019]圖1是示出根據(jù)示例性實施例的計算機化斷層成像(CT)系統(tǒng)的示意圖，圖2是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)中包括的X射線產(chǎn)生器、X射線探測器和準(zhǔn)直器的示意圖。如圖1和圖2中所示，根據(jù)示例性實施例的計算機化斷層成像(CT)系統(tǒng)可以包括X射線產(chǎn)生器10、X射線探測器20和準(zhǔn)直器30。
[0020]X射線產(chǎn)生器10可以產(chǎn)生X射線。例如，X射線產(chǎn)生器10可以是發(fā)射X射線的X光源。
[0021 ] X射線探測器20可以布置在沿X方向排列的多個行中。X射線探測器20可以檢測從X射線產(chǎn)生器10產(chǎn)生的(例如，穿過諸如接受診斷的用戶的目標(biāo)對象)的X射線。然后，X射線探測器20可以將接收的X射線轉(zhuǎn)換為用于形成圖像的電信號，并將這樣的電信號發(fā)送到控制裝置(50、60)。這里，雖然在附圖中沒有示出，但是控制裝置(50、60)可以包括用于處理從X射線探測器20接收的信號的圖像處理單元和用于顯示經(jīng)處理的圖像的監(jiān)視器。
[0022]如圖2中所示，準(zhǔn)直器30可以設(shè)置在X射線產(chǎn)生器10和X射線探測器20之間的光路上。準(zhǔn)直器30可以對入射到X射線探測器20的X射線進行準(zhǔn)直，因此可以提高CT系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
[0023]為了得到最優(yōu)化的圖像，要求準(zhǔn)直器30與X射線產(chǎn)生器10彼此對準(zhǔn)。圖3是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的準(zhǔn)直器與X射線產(chǎn)生器對準(zhǔn)的狀態(tài)和準(zhǔn)直器沒有與X射線產(chǎn)生器對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖。如圖3中所示，如果準(zhǔn)直器和X射線產(chǎn)生器彼此沒有對準(zhǔn)，即，準(zhǔn)直器和X射線產(chǎn)生器之間存在對準(zhǔn)偏差，則從X射線產(chǎn)生器發(fā)射的X射線將與準(zhǔn)直器形成一定的角度。這里，將因?qū)?zhǔn)偏差而導(dǎo)致的從X射線產(chǎn)生器發(fā)射的X射線與準(zhǔn)直器形成的角稱為偏斜角。
[0024]圖4是示出根據(jù)示例性實施例的CT系統(tǒng)的X射線探測器的增益值與準(zhǔn)直器的偏斜角度之間的關(guān)系的曲線圖。如圖4中所示，當(dāng)準(zhǔn)直器和X射線產(chǎn)生器完全對準(zhǔn)(B卩，偏斜角度為O)時，與該準(zhǔn)直器對應(yīng)X射線探測器檢測得到的增益值可以是最大的。當(dāng)準(zhǔn)直器和X射線產(chǎn)生器沒有對準(zhǔn)時，與該準(zhǔn)直器對應(yīng)的X射線探測器檢測得到的增益值可以隨著偏斜角度的增加而減小。
[0025]因此，需要測量這樣的對準(zhǔn)偏差，從而可以根據(jù)不同的對準(zhǔn)偏差對不同的準(zhǔn)直器相對于X射線產(chǎn)生器的位置進行不同的調(diào)節(jié)，和/或可以根據(jù)不同的對準(zhǔn)偏差調(diào)節(jié)與不同的準(zhǔn)直器對應(yīng)的通道中的X射線探測器的控制和驅(qū)動。此外，當(dāng)對準(zhǔn)偏差大于預(yù)定值時，可以判斷出該準(zhǔn)直器的沒有被正確地安裝或者該準(zhǔn)直器出現(xiàn)諸如彎曲等的變形，從而可以調(diào)節(jié)或重新安裝準(zhǔn)直器或者更換變形的準(zhǔn)直器。然而，對準(zhǔn)偏差通常僅為幾微米，因此，難以通過現(xiàn)有的手段或方法來測量這樣小的對準(zhǔn)偏差。
[0026]根據(jù)示例性實施例，CT系統(tǒng)還可以包括用于使X射線產(chǎn)生器10移位的驅(qū)動單元40、確定代表偏斜角度的代表偏斜角度確定單元50、以及根據(jù)代表偏斜角度來計算對準(zhǔn)偏差的對準(zhǔn)偏差計算單元60。
[0027]驅(qū)動單元40可以連接到X射線產(chǎn)生器10，從而X射線產(chǎn)生器10可以在驅(qū)動單元40的驅(qū)動下進行移位。例如，驅(qū)動單元40可以使X射線產(chǎn)生器從其初始位置開始沿X方向移動。因此，隨著X射線產(chǎn)生器10的移動，可以改變從X射線產(chǎn)生器10發(fā)射的X射線相對于準(zhǔn)直器30的偏斜角度。
[0028]因此，對應(yīng)于X射線產(chǎn)生器10的不同位置，即，對應(yīng)于不同的偏斜角度，從X射線產(chǎn)生器10發(fā)射的X射線相對于準(zhǔn)直器的偏斜角度可彼此不同。因此，當(dāng)X射線產(chǎn)生器10處于不同位置時，X射線探測器20檢測得到的增益值也不同。因此，可以通過驅(qū)動單元40使X射線產(chǎn)生器10位移，使得X射線探測器20得到與不同的偏斜角度對應(yīng)的增益值。
[0029]如圖5中所示，X射線產(chǎn)生器10的位移M與偏斜角度a之間的關(guān)系可以由下面的式I來表示，
[0030]a=arctan(M/SD) (I)
[0031]在式I中，M是X射線產(chǎn)生器的當(dāng)前位置與初始位置之間的距離，SD是位于初始位置的X射線產(chǎn)生器與X射線探測器之間的距離。這里，X射線產(chǎn)生器的初始位置可以是X射線產(chǎn)生器的初始安裝位置。
[0032]在一個示例性實施例中，可以控制驅(qū)動單元40，從而以各種角度為步長(例如，以2’的角度為步長)來移動X射線產(chǎn)生器10，以改變X射線產(chǎn)生器10相對于準(zhǔn)直器30的偏斜角度。例如，可以在從-12’至4’的范圍內(nèi)改變偏斜角度。這里，當(dāng)以2’的角度為步長來移動X射線產(chǎn)生器10時，可以確定大于或等于大約8微米的對準(zhǔn)偏差。
[0033]然后，X射線探測器20可以將檢測到的增益值發(fā)送到控制裝置(50、60)，例如，可以將檢測到的增益值發(fā)送到代表偏斜角度確定單元50。代表偏斜角度確定單元50可以根據(jù)檢測到的增益值來確定代表偏斜角度，這將在下面進行更具體地描述。
[0034]圖6是示出根據(jù)示例性實施例的代表偏斜角度的仿真示圖。
[0035]CT系統(tǒng)可以包括布置在沿Z方向排列的多排X射線探測器。在每一排中，X射線探測器還可以被劃分為沿X方向排列的多個通道，每個通道可以包括至少一個X射線探測器。CT系統(tǒng)可以在X方向布置27個X射線探測器，每個準(zhǔn)直器在X方向能夠覆蓋16個X射線探測器，在Z向覆蓋32排探測器通道，圖6中示出了 27個準(zhǔn)直器在Z方向上各排探測器增益峰值所出現(xiàn)的角度，其中每一排的增益峰值是該排16個探測器的平均值。然而，示例性實施例不限于此，CT系統(tǒng)的準(zhǔn)直器數(shù)量、排數(shù)、每排通道數(shù)