CN101496726B - 图像重构中的投影角获取方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像重构中的投影角获取方法及装置。本发明根据旋转机架的角速度、以及各预设投影位置所处角度，确定各预设投影位置所对应的触发时间；由于球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与预设投影位置存在偏差，因此，本发明再根据触发时间及其对应的旋转机架角速度计算投影角，因而能够避免实际投影位置与预设投影位置的偏差所导致的投影角偏差。相比于现有的时间触发方式，本发明获取到的投影角更加准确；相比于现有的位置触发方式，本发明无需设置传感器即可准确获得每个实际投影位置的投影角，降低了CT机的成本，同时，本发明还能够不受传感器数量的限制而无限制地增加投影位置，从而进一步提高图像重构得到的图像质量。

Description

图像重构中的投影角获取方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机X射线断层扫描(Computed Tomography，CT)图像重构技术，特别涉及一种图像重构中的投影角获取方法、一种用于图像重构的投影角获取装置、一种CT机、以及一种图像重构中的时间触发控制方法。

背景技术

在图像重构过程中，一般可以先从多个角度采集目标对象的信息，再根据从多个角度采集到的信息进行目标对象的图像重构。

图像重构已广泛应用于各技术领域中，例如CT。图1为现有CT机的结构示意图。如图1所示，现有CT机至少包括：旋转机架101、支架102、检查床103、控制装置104以及图像重构装置105。

旋转机架101通常为环形结构，安装在支架102上，且旋转机架101能够绕其轴线Z旋转。

检查床103与轴线Z平行，且能够沿轴线Z方向穿过旋转机架101进行直线运动。

在旋转机架101上安装有球管111，球管111作为球管在垂直于轴线Z的方向上发射X射线，在旋转机架101上与球管111相对的位置安装有用于接收X射线的检测器112。

控制装置104可以基于时间触发或位置触发两种方式，控制旋转机架101带动球管111和检测器112绕轴线Z旋转，并控制球管111在旋转过程中发射X射线。其中，球管111发射X射线以实现投影的位置通常称为投影位置；球管111每旋转一周并发射X射线的过程称为一个扫描周期。

如果基于时间触发方式，则控制装置104控制旋转机架101进而带动球管111和检测器112绕轴线Z旋转的过程中，控制球管111周期性地发射X射线。

如果基于位置触发方式，则需要先在旋转机架101外围的各投影位置安装若干个传感器，并由控制装置104控制旋转机架101带动球管111绕轴线Z旋转，每当球管111旋转至一个传感器所在位置时，控制装置104控制球管111发射X射线。

不论控制装置104采用何种控制方式，检测器112接收到X射线并转换为图像信号后，均将对应的图像信号输出给与其相连的图像重构装置105，图像重构装置即可根据球管111在每个扫描周期中发射X射线的投影位置相对于水平轴线X的夹角、及检测器112反馈的该圈扫描周期中得到的与所有投影位置对应的图像信号进行图像重构。其中，球管111发射X射线的位置相对于水平轴线X正方向的夹角通常称为投影角。

上述CT机虽然能够实现图像重构，但会存在以下问题：

1、如果控制装置104基于时间触发方式控制球管111发射X射线，则由于环境或装置传动结构调整等各种因素的影响，旋转机架101的旋转速度会不均匀，即球管111的运动速度也不均匀，但每次触发球管111发射X射线的时间间隔是等长的，从而使得所有投影位置并不是等角度均匀分布的。但图像重构装置105却按照等角度均匀分布的投影位置来计算每个投影位置对应的投影角，并根据计算得到的投影角进行图像重构。因此，图像重构装置105计算得到的投影角与投影角的实际取值存在一定的误差，使得图像重构得到的图像质量不高。

2、如果控制装置104基于位置触发方式控制球管111发射X射线，则需要设置大量的传感器。通常情况下，由于球管111需要在每一扫描周期中至少发射上千次X射线，需要针对所有投影位置设置数量相等的上千个传感器，使得CT机的成本非常高。而且，传感器数量也受到旋转机架101的几何尺寸限制，因此，基于位置触发方式的投影位置数量不能无限制地增加，从而无法进一步提高图像重构的质量。

可见，现有CT图像重构中，无法在较低的成本下获得准确的投影角，从而使得图像重构得到的图像质量不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种图像重构中的投影角获取方法、一种用于图像重构的投影角获取装置、一种CT机、一种图像重构中的时间触发控制方法、一种用于图像重构的时间触发控制装置，能够在较低成本的前提下，提高获取的投影角的精确度。

本发明提供的一种图像重构中的投影角获取方法，包括：

根据测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置；

根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

各预设投影位置所对应的触发时间的确定，是在一个扫描周期内执行的。

在前一个预设投影位置所对应的触发时间到来时，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

所述测量得到的旋转机架角速度为：旋转机架在当前预设投影位置所对应的触发时间的角速度。

在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

所述测量得到的旋转机架角速度为：开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置时测量到的角速度、或开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置之前测量到的角速度。

所述计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角：

从初始预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该预设投影位置对应的触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与所述前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和，得到每一个预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

所述计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该预设投影位置对应的触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角与所述乘积的和表示为如下公式：

${\mathrm{\α}}_i={\mathrm{\α}}_0+\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_j\·\mathrm{\Δ}{t}_j;$

其中，α_i表示第i个预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；α₀表示初始预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；Δt_j表示第j个预设投影位置对应的触发时间、与前一个预设投影位置对应的触发时间之间的间隔；ω_j表示用于确定第j个预设投影位置对应的触发时间的旋转机架角速度。

在所述扫描周期结束后，执行所述从第一个预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角与所述乘积的和。

从第一个预设投影位置开始，依次在每一次确定当前预设投影位置所对应的触发时间后，计算当前预设投影位置对应的触发时间、与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角、与所述乘积的和。

本发明提供的一种用于图像重构的投影角获取装置，包括：角速度测量单元、触发时间确定单元和投影角计算单元，其中，

所述角速度测量单元用于测量旋转机架的角速度；

所述触发时间确定单元用于根据所述角速度测量单元测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；

所述投影角计算单元用于根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

本发明提供的一种CT机，包括：旋转机架、支架、检查床、控制装置、图像重构装置、以及设置于旋转机架的球管，其特征在于，所述CT机还包括：

角速度测量单元用于测量所述旋转机架的角速度；

所述控制装置用于根据所述角速度测量单元测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置；

所述图像重构装置用于根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

本发明提供的一种图像重构中的时间触发控制方法，包括：

根据测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置。

各预设投影位置所对应的触发时间的确定，是在一个扫描周期内执行的。

在前一个预设投影位置所对应的触发时间到来时，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

所述测量得到的旋转机架角速度为：旋转机架在当前预设投影位置所对应的触发时间的角速度。

在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

所述测量得到的旋转机架角速度为：开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置时测量到的角速度、或开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置之前测量到的角速度。

本发明提供的一种用于图像重构的时间触发控制装置，包括：角速度测量单元、触发时间确定单元，其中，

所述角速度测量单元用于测量旋转机架的角速度；

所述触发时间确定单元用于根据所述角速度测量单元测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

本发明提供的另一种CT机，包括：旋转机架、支架、检查床、控制装置、以及图像重构装置，其特征在于，所述CT机还包括：

角速度测量单元用于测量所述旋转机架的角速度；

所述控制装置用于根据所述角速度测量单元测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

由上述技术方案可见，本发明根据旋转机架的角速度、以及各预设投影位置所处角度，确定各预设投影位置所对应的触发时间；由于球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与预设投影位置存在偏差，因此，本发明再根据触发时间及其对应的旋转机架角速度计算投影角，而不是直接按照等角度均匀分布的方式确定投影角，因而能够避免实际投影位置与预设投影位置的偏差所导致的投影角偏差。

因此，相比于现有的时间触发方式，本发明获取到的投影角更加准确，从而提高图像重构得到的图像质量。而且，本发明无需设置传感器即可准确获得每个实际投影位置的投影角，相比于现有的位置触发方式，降低了CT机的成本，同时，本发明还能够不受传感器数量的限制而无限制地增加投影位置，从而进一步提高图像重构得到的图像质量。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为现有CT机的结构示意图；

图2为本发明中投影角获取方法的示例性流程图；

图3为本发明一实例中各预设投影位置及其对应的实际投影位置的分布示意图；

图4为本发明中投影角获取装置的示例性结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

在采用时间触发的方式控制球管发射X射线时，由于旋转机架的旋转速度不均匀，但每次触发球管发射X射线之间的时间间隔是等长的，从而导致所有投影位置并不是等角度均匀分布。

因此，本发明根据旋转机架的角速度、以及各预设投影位置所处角度，确定每个预设投影位置所对应的触发时间，以尽可能地保证球管在每次触发时间的实际投影位置与预设投影位置完全重合。

较佳地，可以设置各预设投影位置等角度分布，即每两个预设投影位置间的夹角均相同。

但在实际运行过程中，球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与对应的预设投影位置存在偏差，因此，本发明再根据旋转机架的角速度、以及确定的各触发时间，计算出各实际投影位置的投影角，用于图像重构。

这样，本发明根据旋转机架的角速度和触发时间计算投影角，而不是直接按照等角度均匀分布的方式确定投影角，因而能够避免实际投影位置与预设投影位置的偏差所导致的投影角偏差，相比于现有的时间触发方式，本发明获取到的投影角更加准确，从而提高图像重构得到的图像质量。

而且，本发明无需设置传感器即可准确获得每个实际投影位置的投影角，相比于现有的位置触发方式，降低了CT机的成本，同时，本发明还能够不受传感器数量的限制而无限制地增加投影位置，从而进一步提高图像重构得到的图像质量。

图2为本发明中的投影角获取方法的示例性流程图。如图2所示，在每一个扫描周期内，本发明中的投影角获取方法包括：

步骤201，根据测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

其中，本发明所述的当前预设投影位置是指：即球管即将到达的预设投影位置，或者说，当前需要确定的触发时间所对应的预设投影位置。

在本步骤之后，即可在所确定的当前预设投影位置所对应的触发时间触发球管发射X射线，其中，球管在该触发时间发射X射线的位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置。

本步骤是在一个扫描周期内循环执行的处理过程，即每一次确定触发时间均执行一次步骤201，也就是说，在一个扫描周期内执行步骤201的次数与预设投影位置个数相同。

具体的确定方式包括：

方式一、计算当前预设投影位置与前一个预设投影位置的夹角，然后计算该夹角与测量得到的旋转机架角速度的商，从而得到当前预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔。其中，通过方式一得到的时间间隔即为当前预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的相对触发时间；通过方式一得到的时间间隔与前一个预设投影位置对应的绝对触发时间的和即为当前预设投影位置对应的绝对触发时间，所述的绝对触发时间是指相对于系统启动时的时间。

方式二、计算当前预设投影位置与系统启动时球管所处位置间的夹角，也就是计算当前预设投影位置与球管初始位置间的夹角，然后计算该夹角与测量得到的旋转机架角速度的商，从而得到预设投影位置对应的触发时间相比于系统启动时的时间间隔，该时间间隔即为当前预设投影位置对应的绝对触发时间。

不论采用上述两种方式中的哪一种，初始预设投影位置所对应的触发时间可以是预先设置的。例如，如果初始预设投影位置为CT机启动时球管所处位置，则初始预设投影位置对应的触发时间为CT机的启动时间。

实际应用中，可以实时测量旋转机架角速度。但为了保证有足够的时间确定当前预设投影位置所对应的触发时间，可以在前一个预设投影位置所对应的触发时间，即在前一个预设投影位置所对应的实际投影位置触发球管发射X射线的同时，开始确定当前预设投影位置所对应的触发时间。这样，用于确定当前预设投影位置所对应的触发时间的旋转机架角速度，可以是在前一个预设投影位置所对应的触发时间测量得到的角速度。

当然，只要保证有足够的时间确定当前预设投影位置所对应的触发时间，可以在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，开始确定当前预设投影位置所对应的触发时间。这样，用于确定当前预设投影位置所对应的触发时间的旋转机架角速度，也可以是在开始确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置的同时时或之前测量到的角速度。

相比之下，如果在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后再开始确定当前预设投影位置所对应的触发时间，则球管在触发时间发射X射线的实际投影位置能够更加接近预设投影位置。

步骤202，根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

具体来说，本步骤中的处理过程包括：从初始预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算该乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和，从而得到各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

本步骤中的具体处理过程可以表示为如下公式：

${\mathrm{\α}}_i={\mathrm{\α}}_0+\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_j\·\mathrm{\Δ}{t}_j;$

其中，α_i表示第i个预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；α₀表示初始预设投影位置对应的实际投影位置的投影角，α₀通常为0，即初始预设投影位置为CT机启动时的球管初始位置；Δt_j表示第j个预设投影位置对应的触发时间与前一个预设投影位置对应的触发时间之间的间隔；ω_j表示用于确定第j个预设投影位置对应的触发时间的旋转机架角速度。

如前所述，步骤201是在一个扫描周期内循环执行的处理过程。因此，可以循环执行步骤201结束后再执行本步骤，即在扫描周期结束后，从第一个预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和。

当然，本步骤也可以按照步骤201的循环过程拆分为多个处理过程，从第一个预设投影位置开始，依次在每一次确定当前预设投影位置所对应的触发时间后，即在每一次执行了步骤201之后，计算当前预设投影位置对应的触发时间、与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和。

这样，在循环结束时即可得到各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

至此，本流程结束。

可见，在上述流程中，先根据旋转机架的角速度、以及各预设投影位置所处角度，确定各预设投影位置所对应的触发时间；由于球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与预设投影位置存在偏差，因此，再根据触发时间及其对应的旋转机架角速度计算投影角，而不是直接按照等角度均匀分布的方式确定投影角，因而能够避免实际投影位置与预设投影位置的偏差所导致的投影角偏差。

因此，相比于现有的时间触发方式，上述流程获取到的投影角更加准确，从而提高图像重构得到的图像质量。而且，基于上述流程，无需设置传感器即可准确获得每个实际投影位置的投影角，相比于现有的位置触发方式，降低了CT机的成本，同时还能够不受传感器数量的限制而无限制地增加投影位置，从而进一步提高图像重构得到的图像质量。

下面，结合一具体实例，对上述流程进行更进一步地说明。

图3为本发明一实例中各预设投影位置及其对应的实际投影位置的分布示意图。如图3所示，以8个预设投影位置为例，预设投影位置0至7依次对应图3中实线与圆的交点0至7，而分别与每个预设投影位置对应的实际投影位置0’至7’依次对应图3中虚线与圆的交点0’至7’。其中，预设投影位置0与其对应的实际投影位置0相重合。

基于如图3所示预设投影位置及其对应的实际投影位置的分布方式，依次确定每一预设投影位置对应的触发时间、并触发球管发射X射线的过程大致如下：

a、假设初始预设投影位置0为CT机启动时球管所处位置，则初始预设投影位置对应的触发时间0即可确定为CT机的启动时间，并在触发时间0触发球管发射X射线，此时球管的位置即为实际投影位置0’。

b、当前预设投影位置为预设投影位置1，根据测量得到的旋转机架角速度、以及预设投影位置1所处角度，确定预设投影位置1所对应的触发时间1，并在触发时间1触发球管发射X射线，此时球管的位置即为实际投影位置1’。

其中，本步骤中测量得到的旋转机架角速度可以是在球管在实际投影位置0时测量得到的，也可以是球管在实际投影位置0与实际投影位置1之间的任意位置测量得到的。

在步骤b中，计算预设投影位置1与预设投影位置0的夹角，然后计算该夹角与测量得到的旋转机架角速度的商，从而得到预设投影位置1对应的触发时间1。

c、当前预设投影位置为预设投影位置2，根据测量得到的旋转机架角速度、以及预设投影位置2所处角度，确定预设投影位置2所对应的触发时间2，并在触发时间2触发球管发射X射线，此时球管的位置即为实际投影位置2’。

其中，本步骤中测量得到的旋转机架角速度可以是在球管在实际投影位置1时测量得到的，也可以是球管在实际投影位置1与实际投影位置2之间的任意位置测量得到的。

在步骤c中，可以计算预设投影位置2与预设投影位置1的夹角，然后计算该夹角与测量得到的旋转机架角速度的商，从而得到预设投影位置2对应的相对触发时间2；或者，计算预设投影位置2与预设投影位置0的夹角，然后计算该夹角与测量得到的旋转机架角速度的商，从而得到预设投影位置2对应的绝对触发时间2。相对触发时间2与绝对触发时间2均可作为触发时间2，具体采用哪一种可根据CT机的计时规则来确定。

同理，在步骤c之后，依次确定预设投影位置3至7分别对应的触发时间3至7，并分别在触发时间3至7触发球管发射X射线，在此不再一一赘述。

如前所述，根据旋转机架的角速度、以及确定的各触发时间，计算出各实际投影位置的投影角，只是为了消除在实际运行过程中，球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与预设投影位置存在的偏差。

因此，如果仅仅通过步骤201所述的处理过程来实现时间触发控制，并直接根据各预设投影位置的角度确定的投影角，而不执行步骤202，则相比于现有技术，仍能够提高投影角的精确度，且也不需要设置传感器。

以上是对本发明中投影角获取方法的说明，下面，再对本发明中投影角获取装置进行详细说明。

图4为本发明中投影角获取装置的示例性结构图。如图4所示，该装置包括：角速度测量单元401、触发时间确定单元402和投影角计算单元403。

角速度测量单元401，用于测量如图1所示的旋转机架101的角速度。

触发时间确定单元402，根据角速度测量单元401测量得到的旋转机架101角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间，以尽可能地保证球管在每次触发时间的实际投影位置与对应的预设投影位置完全重合。

其中，如图1所示的球管111在该触发时间所处的位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置。

这样，如果直接根据各预设投影位置的角度确定的投影角，则相比于现有技术，即可提高投影角的精确度，且不需要设置传感器，即降低成本。

但由于球管在每次触发时间的实际投影位置仍可能与预设投影位置存在偏差，因此，为了进一步提高投影角的精度，本发明由投影角计算单元403根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架101角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

具体来说，投影角计算单元403可以从初始预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该预设投影位置对应的触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算该乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和，从而得到各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

投影角计算单元403可以在触发时间确定单元402确定一个扫描周期内所有预设投影位置对应的触发时间之后，再开始计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；也可以在触发时间确定单元402每确定一个预设投影位置对应的触发时间之后，即开始计算该预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

实际应用中，角速度测量单元401可以实时测量旋转机架角速度。

为了保证有足够的时间确定当前预设投影位置所对应的触发时间，触发时间确定单元402可以在前一个预设投影位置所对应的触发时间时，即在前一个预设投影位置所对应的实际投影位置触发球管发射X射线的同时，开始确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

这样，用于触发时间确定单元402确定当前预设投影位置所对应的触发时间的旋转机架角速度，可以是角速度测量单元401在前一个预设投影位置所对应的触发时间测量得到的角速度。

当然，只要保证有足够的时间确定当前预设投影位置所对应的触发时间，触发时间确定单元402也可以在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，开始确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

这样，用于触发时间确定单元402确定当前预设投影位置所对应的触发时间的旋转机架角速度，也可以是角速度测量单元401在触发时间确定单元402开始确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置的同时时或之前测量到的角速度。这种情况下，球管在触发时间发射X射线的实际投影位置能够更加接近预设投影位置。

不论采用上述两种方式中的哪一种，初始预设投影位置所对应的触发时间可以是预先设置的。例如，如果初始预设投影位置为CT机启动时的球管初始位置，则初始预设投影位置对应的触发时间为CT机的启动时间。

由上述技术方案可见，相比于现有的时间触发方式，本发明获取到的投影角更加准确，从而提高图像重构得到的图像质量。而且，本发明无需设置传感器即可准确获得每个实际投影位置的投影角，相比于现有的位置触发方式，降低了CT机的成本，同时，本发明还能够不受传感器数量的限制而无限制地增加投影位置，从而进一步提高图像重构得到的图像质量。

实际应用中，上述装置的角度测量单元401可设置于CT机中的旋转机架101外侧、旋转机架101的转轴处，从而实现旋转机架101角速度的测量；触发时间确定单元402则可设置于CT机的控制装置104内，从而对球管111实现基于时间触发方式的控制；投影角计算单元403则可以设置于CT机的图像重构装置105中，从而基于计算出的投影角实现高质量的图像重构。

当然，如果仅将触发时间确定单元402设置于CT机的控制装置104内，且由图像重构装置105直接根据各预设投影位置的角度确定各预设投影位置的投影角，则相比于现有技术，也能够提高投影角的精确度，且不需要设置传感器，即降低成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种图像重构中的投影角获取方法，其特征在于，包括：

根据测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置；

根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

2.如权利要求1所述的投影角获取方法，其特征在于，各预设投影位置所对应的触发时间的确定，是在一个扫描周期内执行的。

3.如权利要求2所述的投影角获取方法，其特征在于，在前一个预设投影位置所对应的触发时间到来时，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

4.如权利要求3所述的投影角获取方法，其特征在于，所述测量得到的旋转机架角速度为：旋转机架在当前预设投影位置所对应的触发时间的角速度。

5.如权利要求2所述的投影角获取方法，其特征在于，在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

6.如权利要求5所述的投影角获取方法，其特征在于，所述测量得到的旋转机架角速度为：开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置时测量到的角速度、或开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置之前测量到的角速度。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的投影角获取方法，其特征在于，所述计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角：

从初始预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该预设投影位置对应的触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与所述前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和，得到每一个预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

8.如权利要求7所述的投影角获取方法，其特征在于，从初始预设投影位置开始，计算每一个预设投影位置对应的触发时间相比于前一个预设投影位置对应的触发时间的时间间隔、与确定该预设投影位置对应的触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和表示为如下公式：

${\mathrm{\α}}_i={\mathrm{\α}}_0+\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_j\·\mathrm{\Δ}{t}_j;$

其中，α_i表示第i个预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；α₀表示初始预设投影位置对应的实际投影位置的投影角；Δt_j表示第j个预设投影位置对应的触发时间、与前一个预设投影位置对应的触发时间之间的间隔；ω_j表示用于确定第j个预设投影位置对应的触发时间的旋转机架角速度。

9.如权利要求7所述的投影角获取方法，其特征在于，在扫描周期结束后，执行所述从第一个预设投影位置开始，依次计算每一个预设投影位置对应的触发时间、与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和。

10.如权利要求7所述的投影角获取方法，其特征在于，从第一个预设投影位置开始，依次在每一次确定当前预设投影位置所对应的触发时间后，计算当前预设投影位置对应的触发时间、与确定该触发时间所使用的旋转机架角速度的乘积，并计算所述乘积与前一个预设投影位置所对应的实际投影位置的投影角的和。

11.一种用于图像重构的投影角获取装置，其特征在于，包括：角速度测量单元(401)、触发时间确定单元(402)和投影角计算单元(403)，其中，

所述角速度测量单元(401)用于测量旋转机架(101)的角速度；

所述触发时间确定单元(402)用于根据所述角速度测量单元(401)测量得到的旋转机架(101)角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；

所述投影角计算单元(403)用于根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架(101)角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

12.一种计算机X射线断层扫描机，包括：旋转机架(101)、支架(102)、检查床(103)、控制装置(104)、图像重构装置(105)、以及设置于旋转机架(101)的球管(111)，其特征在于，所述计算机X射线断层扫描机还包括：

角速度测量单元(401)用于测量所述旋转机架(101)的角速度；

所述控制装置(104)用于根据所述角速度测量单元(401)测量得到的旋转机架(101)角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管(111)在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置；

所述图像重构装置(105)用于根据各预设投影位置对应的触发时间、以及用于确定该触发时间的旋转机架(101)角速度，计算各预设投影位置对应的实际投影位置的投影角。

13.一种图像重构中的时间触发控制方法，其特征在于，包括：

根据测量得到的旋转机架角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间；其中，球管在该触发时间所处位置为当前预设投影位置所对应的实际投影位置。

14.如权利要求13所述的时间触发控制方法，其特征在于，各预设投影位置所对应的触发时间的确定，是在一个扫描周期内执行的。

15.如权利要求14所述的时间触发控制方法，其特征在于，在前一个预设投影位置所对应的触发时间到来时，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

16.如权利要求15所述的时间触发控制方法，其特征在于，所述测量得到的旋转机架角速度为：旋转机架在当前预设投影位置所对应的触发时间的角速度。

17.如权利要求14所述的时间触发控制方法，其特征在于，在前一个预设投影位置所对应的触发时间之后，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

18.如权利要求17所述的时间触发控制方法，其特征在于，所述测量得到的旋转机架角速度为：开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置时测量到的角速度、或开始执行所述确定当前预设投影位置所对应的实际投影位置之前测量到的角速度。

19.一种用于图像重构的时间触发控制装置，其特征在于，包括：角速度测量单元(401)、触发时间确定单元(402)，其中，

所述角速度测量单元(401)用于测量旋转机架(101)的角速度；

所述触发时间确定单元(402)用于根据所述角速度测量单元(401)测量得到的旋转机架(101)角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

20.一种计算机X射线断层扫描机，包括：旋转机架(101)、支架(102)、检查床(103)、控制装置(104)、以及图像重构装置(105)，其特征在于，所述计算机X射线断层扫描机还包括：

角速度测量单元(401)用于测量所述旋转机架(101)的角速度；

所述控制装置(104)用于根据所述角速度测量单元(401)测量得到的旋转机架(101)角速度、以及当前预设投影位置所处角度，确定当前预设投影位置所对应的触发时间。

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