專利名稱：一種用于體ct幾何校正的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于體CT幾何校正的裝置，屬于輻射成像或無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
隨著探測(cè)器技術(shù)，算法，計(jì)算機(jī)硬件條件的不斷改進(jìn)，CT系統(tǒng)正在從單層CT向多層CT，體CT的方向發(fā)展。體CT系統(tǒng)主要由X光源，被測(cè)物體，以及像素探測(cè)陣列組成(如圖1所示)。
體CT成像系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)遇到各種偽影的影響，這些偽影嚴(yán)重影響了體CT系統(tǒng)的重建圖像質(zhì)量。產(chǎn)生偽影的原因有多種，其中CT機(jī)械系統(tǒng)的幾何誤差是一種重要因素，對(duì)重建圖像質(zhì)量有很大影響。在真實(shí)體CT系統(tǒng)中，算法要求X光源，被測(cè)物體中心以及像素探測(cè)陣列的中心位于一條直線，但是由于機(jī)械精度等問題，X光源，探測(cè)器，被測(cè)物體的位置無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的幾何關(guān)系，如果不進(jìn)行校正，會(huì)在重建圖像中引起環(huán)狀偽影，帶狀偽影等，降低重建精度。因此，CT系統(tǒng)必須進(jìn)行幾何校正，提高CT圖像質(zhì)量。體CT系統(tǒng)的幾何校正是體CT校正中重要的部分，對(duì)圖像質(zhì)量有很大影響。目前的體CT幾何校正方法一般基于校正模型裝置，模型一般在低密度材料的基礎(chǔ)上加上鋼珠等高密度材料，根據(jù)投影圖像中高密度物質(zhì)的位置計(jì)算系統(tǒng)幾何誤差。發(fā)明名稱為一種錐束X射線CT系統(tǒng)的定標(biāo)模板的中國(guó)專利200510045796. 3中， 提出一種基于平板上四個(gè)角上鑲嵌4顆鋼珠的裝置，在有機(jī)玻璃板上鑲嵌4個(gè)點(diǎn)狀金屬球使其分別位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，垂直于投影方向放置有機(jī)玻璃板，投影圖像中會(huì)出現(xiàn)4 顆鋼珠的信息。校正方法是首先找到每顆鋼珠的中心位置，然后根據(jù)該位置關(guān)系計(jì)算出系統(tǒng)的幾何誤差參數(shù)。這種方法校正裝置比較簡(jiǎn)單，并且針對(duì)一個(gè)投影角度下(和有機(jī)玻璃板放置位置垂直的投影角度)可以得到很好的效果，但是并不適用于所有的投影角度。例如當(dāng)投影角度和有機(jī)玻璃板平行時(shí)，則投影圖像中會(huì)出現(xiàn)4個(gè)鋼珠的位置在一條直線上， 不再是多邊形，其中的很多幾何關(guān)系都不再適用，無(wú)法獲得幾何誤差參數(shù)。文獻(xiàn) Analytic method based on identification of ellipse parameters for scanner calibration in cone-beam tomography[Frederic Noo, ect. Phys. Med. Biol. 45(2000)]中提出一種基于有機(jī)玻璃板上對(duì)角線位置鑲嵌兩顆鋼珠的裝置，垂直放置該有機(jī)玻璃板，以有機(jī)玻璃的橫向中心軸位置為旋轉(zhuǎn)軸，在一周旋轉(zhuǎn)過程中的等角度的采集12幅投影圖像(投影角度間隔30度)，將這12幅投影圖像疊加，則得到了一幅包含24顆鋼珠影像的投影圖像。這24顆鋼珠位置組成了兩個(gè)類似橢圓的形狀，提取出每個(gè)位置上鋼珠投影的中心，根據(jù)這些鋼珠的中心位置關(guān)系計(jì)算出CT系統(tǒng)的幾何誤差。該方法認(rèn)為在掃描過程中系統(tǒng)機(jī)械誤差不變，基于一周的掃描圖像，計(jì)算出一組幾何誤差，然后用這組幾何誤差參數(shù)對(duì)所有的投影圖像進(jìn)行校正。但是在實(shí)際情況下，CT機(jī)械系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)過程中不可能保證機(jī)械誤差不變，在每個(gè)投影角度下的系統(tǒng)機(jī)械誤差都會(huì)不同，這種計(jì)算存在誤差。文獻(xiàn)A geometric calibration method for cone beam CT[Kai Yang，Alexander L. C. Kwan, ect. Med. Phys. 33 (6)，June 2006.]中采用了相似的裝置，在低密度有機(jī)玻璃的對(duì)角線位置上鑲嵌兩顆鋼珠，垂直放置該有機(jī)玻璃，以有機(jī)玻璃的縱向中心軸位置為旋轉(zhuǎn)軸。僅僅采集 O度，90度，180度，270度，4個(gè)方向鋼珠的投影(共8個(gè)鋼珠位置)，在提取出鋼珠中心位置的基礎(chǔ)上，計(jì)算CT系統(tǒng)機(jī)械誤差。這種方法也忽略了各個(gè)投影方向系統(tǒng)機(jī)械幾何誤差的差異性，得到的結(jié)果是4個(gè)投影方向的平均誤差，并不準(zhǔn)確。在文獻(xiàn) Accur ate technique for complete geometric calibration of cone-beam computed tomography system[Youngbin Cho, Douglas J. Moseley, Med. Phys. 32(4), April2005]提出了一種在低密度材料上鑲嵌兩圈鋼珠的裝置用于CT幾何校正，利用這種裝置可以計(jì)算出在所有的投影角度下的幾何誤差參數(shù)。該裝置的具體形狀是在圓柱體的低密度材料上鑲嵌平行兩圈鋼珠，每圈12個(gè)鋼珠，12個(gè)鋼珠均勻排布在360度上，上下兩圈鋼珠的角度分布一致，每圈鋼珠的直徑為10cm，兩圈鋼珠之間的距離為16cm。 將這個(gè)幾何校正裝置垂直放置在X光源和探測(cè)器之間，兩圈鋼珠在軸向方向上平行，保證該幾何校正裝置完全在FOV內(nèi)。這樣在每個(gè)投影角度下都能得到一幅包含24個(gè)鋼珠投影位置的圖像，在投影圖像中提取出鋼珠中心點(diǎn)位置，根據(jù)這24顆鋼珠投影中心位置，可以計(jì)算出在每個(gè)投影角度下的CT系統(tǒng)機(jī)械幾何誤差。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于，與真實(shí)情況一致。在真實(shí)情況下，CT機(jī)械系統(tǒng)在每個(gè)投影角度下的幾何誤差都會(huì)不同，這種方法在每個(gè)投影角度下都可以單獨(dú)的計(jì)算出機(jī)械誤差，更加準(zhǔn)確。在利用這種方法計(jì)算幾何參數(shù)誤差的過程中，很多因素都會(huì)影響最終的計(jì)算精度。這些因素包括幾何校正裝置的加工精度， 計(jì)算方法本身的誤差等等。本實(shí)用新型主要針對(duì)上述誤差問題，對(duì)用于該種幾何校正的裝置進(jìn)行修改，利用修改后的幾何校正裝置可以得到更加準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述誤差問題，提供一種用于體 CT幾何校正的裝置，以得到更加準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)。在CT成像系統(tǒng)中，由于幾何誤差的存在，在重建圖像中會(huì)出現(xiàn)偽像。進(jìn)行機(jī)械誤差的校正可以提高重建圖像的質(zhì)量。CT系統(tǒng)的機(jī)械誤差主要分為平移和旋轉(zhuǎn)兩種，平移誤差參數(shù)為ΔΧ、Ay、Δ Z，旋轉(zhuǎn)角度誤差參數(shù)為φ、θ、η (如圖2所示)，利用模型裝置中特征點(diǎn)在投影圖像上的位置計(jì)算幾何誤差參數(shù)是目前CT幾何校正的主要方法。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于包括柱形體，所述柱形體的側(cè)壁上鑲嵌有上、下兩圈圓珠；每圈圓珠的個(gè)數(shù)不限，且兩圈圓珠的總個(gè)數(shù)> 6 ；所述柱形體上還設(shè)有定位圓珠。進(jìn)一步的，所述定位圓珠設(shè)于所述上、下兩圈圓珠所形成的平面中間且位于柱形體的中心軸上。本實(shí)用新型在上、下兩圈圓珠的軸向以及橫向中心位置增加一顆定位圓珠后，可以從投影圖像上直接準(zhǔn)確獲得整個(gè)系統(tǒng)在橫向和軸向的偏移量ΔΧ，Δζ，而以往的方法往往是從其他圓珠的投影位置計(jì)算出系統(tǒng)的橫向和軸向偏移量。在上、下兩圈圓珠的中心位置增加一顆定位圓珠后，不僅可以減少計(jì)算過程，也避免了原來(lái)方法在計(jì)算過程中的誤差， 同時(shí)具備了準(zhǔn)確和簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的，所述定位圓珠設(shè)于任意一組或多組距離最近的上圈圓珠和下圈圓珠的連線的任意位置上。所述定位圓珠可以是一顆或多顆，可位于上下兩圈圓珠之間或任意一側(cè)。本實(shí)用新型在上、下兩圈圓珠任意一列兩顆圓珠連線的任意位置增加一顆或多顆定位圓珠，可以增加對(duì)每顆圓珠位置的標(biāo)識(shí)。原始的只有兩圈圓珠的幾何校正模型，沒有對(duì)圓珠位置的標(biāo)識(shí)，從投影圖像中無(wú)法定位出相應(yīng)模型中對(duì)應(yīng)的圓珠位置，對(duì)數(shù)據(jù)處理帶來(lái)不便。增加一顆定位圓珠后就可以明確投影圖像和具體幾何模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在加工幾何校正裝置存在機(jī)械誤差的情況下，通過后期的測(cè)量手段得到校正裝置的加工誤差，在明確投影圖像中定位圓珠和實(shí)際裝置中圓珠對(duì)應(yīng)關(guān)系后 ，就可以在計(jì)算幾何誤差時(shí)帶入測(cè)量加工誤差參數(shù)，計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)更加準(zhǔn)確。進(jìn)一步的，所述定位圓珠有兩組其中一組為一顆，設(shè)于所述上、下兩圈圓珠所形成的平面中間且位于柱形體的中心軸上；另一組有一顆或多顆，設(shè)于任意一列或多列距離最近的上圈圓珠和下圈圓珠的連線的任意位置上。該一顆或多顆定位圓珠可位于上下兩圈圓珠之間或任意一側(cè)。本實(shí)用新型在基于上、下兩圈圓珠的幾何校正裝置中同時(shí)增加上述兩組定位圓珠，不僅可以減少計(jì)算，同時(shí)可以提高計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)的準(zhǔn)確性。較佳的，在上述裝置中，所述上圈圓珠與下圈圓珠的個(gè)數(shù)相同，且上下兩圈圓珠在軸向上對(duì)稱分布。較佳的，在上述裝置中，所述上圈圓珠與下圈圓珠的個(gè)數(shù)相同且均勻分布；上下兩圈圓珠在軸向上對(duì)稱分布。較佳的，在上述裝置中，所述上圈圓珠位于同一平面上或大致位于同一平面上；所述下圈圓珠位于同一平面上或大致位于同一平面上。所述大致位于同一平面上是指，一圈圓珠中可以有若干個(gè)圓珠偏離該平面。較佳的，在上述裝置中，所述柱形體為空心圓筒、實(shí)心圓柱、空心橢圓筒、實(shí)心橢圓柱、多邊形空心筒或?qū)嵭亩噙呅沃w。當(dāng)所述柱形體為空心圓筒、空心橢圓筒或多邊形空心筒時(shí)，可在上下兩圈圓珠之間的中間位置增加一層中間層，在中間層的中心位置處設(shè)置一顆定位圓珠。較佳的，所述上下兩圈圓珠鑲嵌于柱形體的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁或者側(cè)壁內(nèi)。本實(shí)用新型所提供的上述裝置中，所述圓珠由高密度材料制成，如鎢珠、鋼珠、鎢鋼珠等。所述柱形體由低密度材料制成，如有機(jī)玻璃等。本實(shí)用新型所提供的上述用于體CT幾何校正的裝置，采用具有上下兩圈圓珠的模型，同時(shí)增加一顆或多顆定位圓珠，不僅可以減少計(jì)算，還可以提高計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)的準(zhǔn)確性，使模型可以達(dá)到更好的幾何校正效果。

圖1為體CT系統(tǒng)的主要組成部分；圖中1為X光源，2為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，3為像素探測(cè)陣列。圖2a_f為幾種幾何誤差情況；圖中1為X光源，2為中心射線，3為探測(cè)器行，4為理想探測(cè)器行，5為探測(cè)器列， 6為理想探測(cè)器列，7為探測(cè)像素陣列，8為理想探測(cè)像素陣列。[0028]圖3A-3C為現(xiàn)有的體CT幾何校正裝置示意圖；其中，圖3B為圖3A的A-A向剖視圖，圖3C為立體圖。圖4A-4C為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的體CT幾何校正裝置示意圖；其中，圖4B為圖4A的A-A向剖視圖，圖4C為立體圖。圖5A-5C為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的體CT幾何校正裝置示意圖；其中，圖5B 為圖5A的A-A向剖視圖，圖5C為立體圖。圖6A-6C為本實(shí)用新型 另一種實(shí)施方式的體CT幾何校正裝置示意圖；其中，圖6B 為圖6A的A-A向剖視圖，圖6C為立體圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型在如圖3A-3B所示的具有上下兩圈圓珠31、32的模型結(jié)構(gòu)中增加一顆或多顆定位圓珠，具體的模型結(jié)構(gòu)描述如下本實(shí)用新型所提供的一種用于體CT幾何校正的裝置，包括柱形體30，柱形體30的側(cè)壁上鑲嵌有上、下兩圈圓珠31、32。柱形體30由低密度材料制成，可以是空心圓筒、實(shí)心圓柱、空心橢圓筒、實(shí)心橢圓柱、多邊形空心筒或?qū)嵭亩噙呅沃w；上、下兩圈圓珠31、32可以鑲嵌于柱形體的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁或者側(cè)壁內(nèi)，從而每圈圓珠形成圓形、橢圓形或類似于圓形等形狀排布，且其直徑、大小相同。同時(shí)，這些排布成圓形、橢圓形或類似于圓形等形狀的圓珠可以位于同一平面上，或大致位于同一平面上(即其中可以有若干個(gè)圓珠稍微偏離該平面)。進(jìn)一步的，上圈圓珠31與下圈圓珠32所形成的平面平行。每圈圓珠的個(gè)數(shù)不限， 但兩圈圓珠的總個(gè)數(shù)> 6。上、下兩圈圓珠31、32所具有的圓珠數(shù)目可以相同也可以不同， 上、下兩圈圓珠31、32所具有的圓珠可均勻分布也可不均勻分布。優(yōu)選的是，上、下兩圈圓珠31、32所具有的圓珠個(gè)數(shù)相同、均勻分布，且上下兩圈圓珠31、32在軸向上對(duì)稱分布(即上下兩圈圓珠31、32在軸向上對(duì)齊)。本實(shí)用新型在上述裝置中，增加了定位圓珠，該定位圓珠位于柱形體30上。下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的三種優(yōu)選實(shí)施方式如圖4A-4B所示柱形體30為用低密度材料制作的內(nèi)徑為80mm，高度為IOOmm的空心圓筒，圓筒壁厚2-3mm，在圓筒內(nèi)壁軸向不同高度上鑲嵌兩圈直徑為Imm的圓珠，上下兩圈圓珠31、32都包含12顆圓珠，并且均勻分布在360度圓周上，上下兩圈圓珠31、32組成的兩個(gè)圓形直徑一致，并且在軸向上每一列圓珠對(duì)齊。在上下兩圈圓珠31、32的中間位置(軸向位于兩圈圓珠31、32的軸向中心)增加一層低密度材料制成的中間層33，同時(shí)在中間層33的中心(橫向位于兩圈圓珠組成圓形的中心位置)增加一顆定位圓珠25。該實(shí)施方式在中心位置增加一顆定位圓珠25可以帶來(lái)很大的優(yōu)勢(shì)。中心位置增加的一顆定位圓珠25在投影圖像帶來(lái)了更多的系統(tǒng)幾何誤差的信息。由于這顆定位圓珠 25位置的特殊性，位于兩圈圓珠的橫向和軸向的中心位置，是整個(gè)校正裝置的中心，所以這顆定位圓珠對(duì)應(yīng)的投影位置就是幾何誤差中平移變量ΔΧ，Δ ζ的值，這兩個(gè)參數(shù)是對(duì)重建質(zhì)量影響較大的參數(shù)。在沒有中心這顆定位圓珠25的如圖3所示的幾何校正裝置中，計(jì)算 Δχ, Δ ζ的方法是基于上下兩圈共24顆圓珠位置的數(shù)學(xué)運(yùn)算。假設(shè)在提取每顆圓珠中心位置存在Δ(1的誤差，在如圖3所示的校正裝置情況下對(duì)Δχ，Δζ的誤差為24倍的Ad, 而增加了這顆定位圓珠25后ΔΧ，Δζ的值可以直接從中心圓珠的投影位置讀取，誤差僅為 Ad。同時(shí)直接讀取不需要額外的計(jì)算，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。所以在中心位置增加了一顆定位圓珠25后省去了兩個(gè)誤差參數(shù)ΔΧ，Δζ的計(jì)算時(shí)間，并且也減小了計(jì)算誤差，提高了計(jì)算精度。然后利用其他圓珠投影位置的信息，計(jì)算出其他幾何誤差參數(shù)。最后將計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)用于校正投影圖像。利用該裝置進(jìn)行幾何校正過程如下1.將幾何校正裝置垂直 放置在X光源與探測(cè)器像素陣列之間，確保幾何校正裝置中的所有圓珠位置都在FOV內(nèi)；2.數(shù)據(jù)采集，在每個(gè)投影角度下得到一幅包含幾何校正裝置投影的圖像；3.針對(duì)每個(gè)角度下的投影圖像，根據(jù)中心圓珠的投影位置得到ΔΧ，Δζ的值；4.針對(duì)每個(gè)角度下的投影圖像，根據(jù)其他圓珠的投影位置，得到其他的幾何誤差參數(shù) Ay，φ、θ、η。5.將計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)校正投影圖像，得到理想的投影圖像，用于重建。如圖5Α-5Β所示柱形體30為用低密度材料制作的內(nèi)徑為80mm，高度為IOOmm的空心圓筒，圓筒壁厚2-3mm，在圓筒內(nèi)壁軸向不同高度上鑲嵌兩圈直徑為Imm的圓珠，上下兩圈圓珠31、32都包含12顆圓珠，并且均勻分布在360度圓周上，上下兩圈圓珠31、32組成的兩個(gè)圓形直徑一致，并且在軸向上每一列圓珠對(duì)齊。在其中任意一列(對(duì)齊的上下兩圈圓珠連線)的軸向任意位置增加一顆定位圓珠26，增加的定位圓珠26位置可以位于一列兩顆圓珠的中間或者任意一側(cè)，如圖5B中的定位圓珠26’。由于幾何裝置的精度會(huì)影響運(yùn)算的準(zhǔn)確性。在任意一列圓珠的任意位置增加一顆定位圓珠26也會(huì)帶來(lái)很大的優(yōu)勢(shì)。在任意一列圓珠的任意位置(包括兩顆圓珠的中間，上段，以及下段)增加的這顆定位圓珠26破壞了如圖3所示的校正模型的對(duì)稱性，對(duì)如圖3所示的校正模型中每顆圓珠都增加了標(biāo)識(shí)。對(duì)采集到的投影圖像而言，在如圖3所示的裝置情況下，僅僅可以觀察到上下兩圈共24顆圓珠，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置移開后并不能再獲得投影圖像中的圓珠位置和真實(shí)幾何校正裝置中的圓珠的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但是在增加了這顆定位圓珠26之后，投影圖像中的圓珠投影位置和真實(shí)校正裝置中的圓珠的對(duì)應(yīng)關(guān)系即使在實(shí)驗(yàn)結(jié)束，裝置移開或者移動(dòng)后，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系依然非常清楚。明確這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的好處在于可以將幾何校正裝置加工過程中的誤差反校正到計(jì)算幾何參數(shù)過程中，使得計(jì)算的幾何誤差參數(shù)更加準(zhǔn)確。在加工幾何校正裝置的過程中多少會(huì)有些誤差，可能存在圓珠沒有均勻分布，上下兩圈圓珠之間的距離不固定，或者某顆圓珠的位置與設(shè)計(jì)位置差異等多種情況。 在無(wú)法保證加工精度的情況下，通過后期的測(cè)量手段，在計(jì)算幾何誤差的過程補(bǔ)償可以獲得更加準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)。但是在僅僅包含兩圈圓珠的如圖3所示的幾何裝置中，即使后期測(cè)量，由于裝置形狀的對(duì)稱性，無(wú)法得到測(cè)量裝置中圓珠數(shù)據(jù)和投影圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 只能忽略機(jī)械加工幾何校正裝置過程中引入的誤差，從而計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)準(zhǔn)確性受到影響。所以在任意一列圓珠的任意位置增加一顆定位圓珠后，對(duì)幾何校正裝置增加了標(biāo)識(shí)，可以從投影圖像中比較容易的找到投影中的圓珠和幾何校正模型中圓珠的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 在校正方法中帶入幾何校正裝置的加工誤差，可以得到更加準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)。同時(shí)如果在投影圖像或者計(jì)算幾何參數(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)異常，都可以找到對(duì)應(yīng)的圓珠編號(hào)，方便查找問題和解決問題。從整個(gè)裝置存在加工誤差的角度延伸，當(dāng)誤差達(dá)到一定程度(不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上下兩圈圓珠數(shù)目不同，甚至圓珠不均勻分布的情況等等)都可以通過后期測(cè)量的手段補(bǔ)償， 獲得準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)。利用該裝置進(jìn)行幾何校正過程如下
1.對(duì)幾何校正裝置中圓珠之間的距離測(cè)量并記錄；2.將幾何校正裝置垂直放置在X光源與探測(cè)器像素陣列之間，確保幾何校正裝置中的所有圓珠位置都在FOV內(nèi)；3.數(shù)據(jù)采集，在每個(gè)投影角度下得到一幅包含幾何校正裝置投影的圖像；4.針對(duì)每個(gè)角度下的投影圖像，根據(jù)圓珠的投影位置并且?guī)霚y(cè)量的幾何校正裝置圓珠位置參數(shù)，得到幾何誤差參數(shù)ΔΧ，Δζ，Ay，φ、θ、η。5.將計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)校正投影圖像，得到理想的投影圖像，用于重建。如圖6Α-6Β所示柱形體30為用低密度材料制作的內(nèi)徑為80mm，高度為IOOmm的空心圓筒，圓筒壁厚2-3mm，在圓筒內(nèi)壁軸向不同高度上鑲嵌兩圈直徑為Imm的圓珠，上下兩圈圓珠31、32都包含12顆圓珠，并且均勻分布在360度圓周上，上下兩圈圓珠31、32組成的兩個(gè)圓形直徑一致，并且在軸向上每一列圓珠對(duì)齊。在上下兩圈圓珠31、32的中間位置(軸向位于兩圈圓珠31、32的軸向中心)增加一層低密度材料制成的中間層33，在中間層33的中心(橫向位于兩圈圓珠組成圓形的中心位置)增加一顆定位圓珠25。同時(shí)，在其中任意一列(對(duì)齊的上下兩圈圓珠連線)的軸向任意位置增加一顆定位圓珠26，增加的定位圓珠26位置可以位于一列兩顆圓珠的中間或者任意一側(cè)，如圖6B中的定位圓珠26’。在幾何校正裝置中同時(shí)增加上述兩顆定位圓珠可以達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算，并且可以得到更加準(zhǔn)確的幾何誤差參數(shù)的目的，上述增加兩顆定位圓珠的優(yōu)點(diǎn)在新的裝置中可以同時(shí)體現(xiàn)。利用新的裝置進(jìn)行幾何校正過程如下1.對(duì)幾何校正裝置中圓珠之間的距離測(cè)量并記錄；2.將幾何校正裝置垂直放置在X光源與探測(cè)器像素陣列之間，確保幾何校正裝置中的所有圓珠位置都在FOV內(nèi)；3.數(shù)據(jù)采集，在每個(gè)投影角度下得到一幅包含幾何校正裝置投影的圖像；4.針對(duì)每個(gè)角度下的投影圖像，根據(jù)中心圓珠的投影位置得到ΔΧ，Δζ的值；5.針對(duì)每個(gè)角度下的投影圖像，根據(jù)其他圓珠的投影位置并且?guī)霚y(cè)量的幾何校正裝置圓珠位置參數(shù)，得到其他的幾何誤差參數(shù)Ay，φ、θ、η。6.將計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)校正投影圖像，得到理想的投影圖像，用于重建。
權(quán)利要求1.一種用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于包括柱形體，所述柱形體的側(cè)壁上鑲嵌有上、下兩圈圓珠，每圈圓珠的個(gè)數(shù)不限，且兩圈圓珠的總個(gè)數(shù)> 6 ；所述柱形體上還設(shè)有定位圓珠。
2.如權(quán)利要求1所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述定位圓珠設(shè)于所述上、下兩圈圓珠所形成的平面中間且位于柱形體的中心軸上。
3.如權(quán)利要求1所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述定位圓珠設(shè)于任意一列或多列距離最近的上圈圓珠和下圈圓珠的連線的任意位置上，該定位圓珠有一顆或多顆。
4.如權(quán)利要求1所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述定位圓珠有兩組其中一組為一顆，設(shè)于所述上、下兩圈圓珠所形成的平面中間且位于柱形體的中心軸上；另一組有一顆或多顆，設(shè)于任意一列或多列距離最近的上圈圓珠和下圈圓珠的連線的任意位置上。
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述上圈圓珠與下圈圓珠的個(gè)數(shù)相同，且上下兩圈圓珠在軸向上對(duì)稱分布。
6.如權(quán)利要求1-4中任一所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述上圈圓珠與下圈圓珠的個(gè)數(shù)相同且均勻分布；上下兩圈圓珠在軸向上對(duì)稱分布。
7.如權(quán)利要求1-4中任一所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述上圈圓珠位于同一平面上或大致位于同一平面上；所述下圈圓珠位于同一平面上或大致位于同一平面上。
8.如權(quán)利要求1-4中任一所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述柱形體為空心圓筒、實(shí)心圓柱、空心橢圓筒、實(shí)心橢圓柱、多邊形空心筒或?qū)嵭亩噙呅沃w。
9.如權(quán)利要求8所述的用于體CT幾何校正的裝置，其特征在于所述上下兩圈圓珠鑲嵌于柱形體的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁或者側(cè)壁內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于體CT幾何校正的裝置，包括柱形體，所述柱形體的側(cè)壁上鑲嵌有上、下兩圈圓珠，每圈圓珠的個(gè)數(shù)不限，且兩圈圓珠的總個(gè)數(shù)≥6；所述柱形體上還設(shè)有定位圓珠。本實(shí)用新型在現(xiàn)有的具有上下兩圈圓珠的模型中，同時(shí)增加一顆或多顆定位圓珠，不僅可以減少計(jì)算，還可以提高計(jì)算出的幾何誤差參數(shù)的準(zhǔn)確性，使模型可以達(dá)到更好的幾何校正效果。
文檔編號(hào)A61B6/03GK202104929SQ20112014745
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者丁春榮, 張蔚, 李弋可, 謝舒平, 金慧君 申請(qǐng)人:上海生物醫(yī)學(xué)工程研究中心