一種ct系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法，該CT系統(tǒng)帶有射線源、工作轉(zhuǎn)臺(tái)和面陣探測(cè)器；通過在面陣探測(cè)器和射線源之間設(shè)置兩根相互平行的金屬絲，通過金屬絲在平行于工作轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)中心軸線和垂直于工作轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的兩個(gè)位置上的投影的間距，來調(diào)整面陣探測(cè)器的空間姿態(tài)，直至面陣探測(cè)器的成像面垂直于射線源焦點(diǎn)與回轉(zhuǎn)中心軸線所在的平面。
【專利說明】一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法。該方法可用作CT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量的前置方法，可用于CT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的獲取和CT系統(tǒng)調(diào)校，有助于提高CT
圖像重建質(zhì)量。

【背景技術(shù)】
[0002]CT (Computed Tomography)是醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域常用的福射成像無損檢測(cè)技術(shù)。無論是采用線陣探測(cè)器的斷層CT成像，還是采用面陣探測(cè)器的錐束CT成像，要精確重建被測(cè)物體的斷層CT圖像或三維CT圖像，都需要獲得準(zhǔn)確的CT系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中CT旋轉(zhuǎn)中心位置、重建坐標(biāo)原點(diǎn)的位置、射線源至探測(cè)器的距離、射線源至旋轉(zhuǎn)中心的距離、面陣探測(cè)器扭轉(zhuǎn)角等都是非常重要的參數(shù)。由于射線源有害人體，射線源焦點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)中心、探測(cè)器成像面的精確空間位置無法直接測(cè)量，從而無法得到這些參數(shù)的精確值，影響了重建圖像質(zhì)量。
[0003]尤其是在采用面陣探測(cè)器的錐束CT系統(tǒng)中，在獲得這些重要參數(shù)前需要調(diào)整面陣探測(cè)器的空間姿態(tài)，使面陣探測(cè)器的成像面垂直于射線源與工作轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心軸線構(gòu)成的平面。在CT系統(tǒng)中如何精確確定面陣探測(cè)器的空間姿態(tài)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法，所述CT系統(tǒng)帶有射線源、工作轉(zhuǎn)臺(tái)和面陣探測(cè)器；具體步驟為:
1)在所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲，使兩根金屬絲相互平行并相互間隔開，且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線平行；
2)用射線源照射步驟I)中的所述兩根金屬絲，繞垂直于所述回轉(zhuǎn)中心軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)面陣探測(cè)器，直至該兩根金屬絲在面陣探測(cè)器成像面上的兩根投影線平行；
3)在所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲，使兩根金屬絲相互平行并相互間隔開，且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線垂直；
4)用射線源照射步驟3)中的所述兩根金屬絲，繞平行于所述回轉(zhuǎn)中心軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)面陣探測(cè)器，直至該兩根金屬絲在面陣探測(cè)器成像面上的兩根投影線平行，完成面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整。
[0006]進(jìn)一步，所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置有兩根金屬絲，該兩根金屬絲作為步驟I)中的兩根金屬絲使用，轉(zhuǎn)動(dòng)90°后作為步驟3)中的兩根金屬絲使用。
[0007]進(jìn)一步，所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置有四根絲，其中兩根金屬絲作為步驟I)中的兩根金屬絲，另外兩根金屬絲作為步驟2)中的兩根金屬絲。
[0008]進(jìn)一步，步驟I)和步驟3)中的所述兩根金屬絲的材質(zhì)為金、銀、鑰、鎢或銅材質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的方法根據(jù)兩根平行絲在面陣探測(cè)器的成像面的投影間距來調(diào)整面陣探測(cè)器的空間姿態(tài)，先調(diào)整俯仰角度再調(diào)整橫向扭轉(zhuǎn)角度，通過兩個(gè)方向的調(diào)整來確定面陣探測(cè)器的成像面垂直于射線源焦點(diǎn)與回轉(zhuǎn)中心軸線所在的平面，具有調(diào)整精度高、操作便捷等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明中調(diào)整面陣探測(cè)器的俯仰角度的示意圖；
圖2為圖1中面陣探測(cè)器成像面中兩根金屬絲的投影；
圖3為本發(fā)明中調(diào)整面陣探測(cè)器的橫向扭轉(zhuǎn)角度的示意圖；
圖4為圖3中面陣探測(cè)器成像面中兩根金屬絲的投影；
圖5為在確定面陣探測(cè)器空間姿態(tài)后，利用雙絲模型測(cè)量CT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的具體實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的具體實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0012]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等描述相對(duì)空間關(guān)系的術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說明可相應(yīng)地解釋。
[0013]如圖1、圖2、圖3和圖4所示為本發(fā)明CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法的具體實(shí)施例，該實(shí)施例的具體方案如下:
從圖1中可以看出CT系統(tǒng)帶有射線源、工作轉(zhuǎn)臺(tái)3和面陣探測(cè)器，射線源焦點(diǎn)為S，面陣探測(cè)器的成像面為山工作轉(zhuǎn)臺(tái)3具備一固定的回轉(zhuǎn)中心軸線O ;
步驟I):在射線源與面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲1、2相互間隔且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線O平行；
步驟2):利用射線源照射這兩根金屬絲1、2，在面陣探測(cè)器的成像面d上呈兩個(gè)不相重合的投影，見圖2 ;根據(jù)這兩根金屬絲1、2的投影的間距調(diào)整面陣探測(cè)器的俯仰角度，直至這兩個(gè)投影平行；圖2中虛線指代的是調(diào)整后的投影，此時(shí)面陣探測(cè)器的成像面d與回轉(zhuǎn)中心軸線O平行；圖1中虛線部分指代的是調(diào)整后的面陣探測(cè)器成像面d ；
步驟3):在射線源與面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲4、5，其相互平行并相互間隔且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線O垂直，見圖3 ；
步驟4):利用射線源照射這兩根金屬絲4、5，在面陣探測(cè)器的成像面d上呈現(xiàn)出兩個(gè)不相重合的投影，見圖4，根據(jù)這兩根金屬絲4、5的投影的間距調(diào)整面陣探測(cè)器的橫向扭轉(zhuǎn)角度，直至這兩個(gè)投影平行，圖4中虛線表示調(diào)整后的投影，此時(shí)面陣探測(cè)器的成像面d垂直于射線源焦點(diǎn)s與回轉(zhuǎn)中心軸線O所在的平面，圖3中虛線部分表示調(diào)整后的面陣探測(cè)器成像面d。
[0014]在步驟I)和步驟3)中的金屬絲1、2和金屬絲4、5為相同的兩根金屬絲轉(zhuǎn)動(dòng)90°--? 。
[0015]或者，在步驟I)和步驟3)中的金屬絲1、2、4、5由四根不同的金屬絲構(gòu)成，在步驟O中的兩根金屬絲1、2與步驟3)中的兩根金屬絲4、5成90°夾角，在調(diào)整面陣探測(cè)器空間姿態(tài)時(shí)根據(jù)步驟要求選取對(duì)應(yīng)的一對(duì)金屬絲。
[0016]優(yōu)選的，金屬絲1、2、4、5的材質(zhì)為金、銀、鑰、鎢或銅材質(zhì)。
[0017]下面介紹在確定了面陣探測(cè)器的空間姿態(tài)后如何測(cè)量CT系統(tǒng)參數(shù)，以便說明其重要性。
[0018]如圖5所示，CT系統(tǒng)中帶有射線源、工作轉(zhuǎn)臺(tái)、面陣探測(cè)器，工作轉(zhuǎn)臺(tái)位于射線源和面陣探測(cè)器之間，工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線O與面陣探測(cè)器的成像面d平行，射線源焦點(diǎn)s和回轉(zhuǎn)中心軸線O所在平面與面陣探測(cè)器的成像面d垂直；雙絲模型上設(shè)置有兩根相互間隔且相互平行的金屬絲A、B ;測(cè)量步驟為:
1)將雙絲模型安裝在CT系統(tǒng)中的工作轉(zhuǎn)臺(tái)上，使雙絲模型上的兩根金屬絲A、B與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線O平行，并使回轉(zhuǎn)中心軸線O位于兩根金屬絲A、B所在平面之外；
2)旋轉(zhuǎn)CT系統(tǒng)中的工作轉(zhuǎn)臺(tái)，使兩根金屬絲A、B在360°范圍內(nèi)圍繞回轉(zhuǎn)中心軸線O旋轉(zhuǎn)，期間必然存在兩個(gè)位置，這兩個(gè)位置的兩根金屬絲A和B與射線源焦點(diǎn)s處于同一平面上，其中一個(gè)位置B在A與s之間，而另一個(gè)位置A在B與s之間。旋轉(zhuǎn)到這兩個(gè)位置時(shí)，A、B在探測(cè)器的投影面d上的投影重合，兩根金屬絲A和B在探測(cè)器的投影面d上的投影分別為Pl和P2，能夠從中獲知P1、P2兩條投影的距離P1P2，PO是P1P2的中點(diǎn)，記錄這兩次投影重合位置的回轉(zhuǎn)夾角a。在安裝雙絲模型時(shí)，容易獲知兩根金屬絲A、B所在平面距回轉(zhuǎn)中心軸線O的距離r?；剞D(zhuǎn)中心軸線O與射線源焦點(diǎn)s的間距DS0=r/C0S(a/2);探測(cè)器的成像面d與射線源焦點(diǎn)s的間距Dsd=P0Pl/COs ( α /2)。
【權(quán)利要求】
1.一種CT系統(tǒng)中面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整方法，所述CT系統(tǒng)包含射線源、工作轉(zhuǎn)臺(tái)和面陣探測(cè)器；其特征在于，本方法的步驟為: 1)在所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲，使兩根金屬絲相互平行并相互間隔開，且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線平行； 2)用射線源照射步驟I)中的所述兩根金屬絲，繞垂直于所述回轉(zhuǎn)中心軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)面陣探測(cè)器，直至該兩根金屬絲在面陣探測(cè)器成像面上的兩根投影線平行； 3)在所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置兩根金屬絲，使兩根金屬絲相互平行并相互間隔開，且與工作轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心軸線垂直； 4)用射線源照射步驟3)中的所述兩根金屬絲，繞平行于所述回轉(zhuǎn)中心軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)面陣探測(cè)器，直至該兩根金屬絲在面陣探測(cè)器成像面上的兩根投影線平行，完成面陣探測(cè)器空間姿態(tài)的調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整方法，其特征在于，所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置有兩根金屬絲，該兩根金屬絲作為步驟I)中的兩根金屬絲使用，轉(zhuǎn)動(dòng)90°后作為步驟3)中的兩根金屬絲使用。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整方法，其特征在于，所述射線源與所述面陣探測(cè)器之間設(shè)置有四根絲，其中兩根金屬絲作為步驟I)中的兩根金屬絲，另外兩根金屬絲作為步驟2)中的兩根金屬絲。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的調(diào)整方法，其特征在于，步驟I)和步驟3)中的所述兩根金屬絲的材質(zhì)為金、銀、鑰、鎢或銅材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK104298256SQ201410599503
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】劉錫明, 吳志芳, 苗積臣, 叢鵬, 童建民 申請(qǐng)人:清華大學(xué)