CN103784159A - z向位置调整方法及计算机断层扫描设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种z向位置调整方法及计算机断层扫描设备。根据本发明的第一方面，提供一种z向位置调整方法，包括：在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置；存储所述z向位置的指示；根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。从上述方案中可以看出，由于本发明预存了旋转时准直、球管电压、旋转时间的各组合的最佳z向位置，因此可以根据该最佳z向位置以及将要采用的扫描协议直接将准直器调整到最佳的z向位置，从而改善图像的质量。

Description

z向位置调整方法及计算机断层扫描设备

技术领域

本发明涉及医学影像领域，特别涉及一种z向位置调整方法及计算机断层扫描设备。

背景技术

在计算机断层扫描设备中，为保证X射线束以最大的信号击中探测器以及保证边缘切片具有基本相等的信号分布，准直缝与探测器在z向上的对准是至关重要的。

图1为现有技术的计算机断层扫描设备的X射线系统100的示意图。X射线系统100包括一X射线管102、一准直器104和一探测器106。在X射线管102中，电子束108击中阳极110，从而使阳极110的表面产生X射线束112。X射线束112经过准直器104的准直缝114到达探测器106。探测器106将X射线转变为电信号，生成原始数据，这些原始数据经重建而形成图像。X射线系统100可在x-y平面内旋转，并可沿z方向移动。

计算机断层扫描设备在扫描时，多种因素会导致焦点位置偏移和/或焦点长度变化。这些因素例如热焦点偏移，离心力引起的阳极110在y向的偏移，以及不同的球管电压引起的电子束108的偏移。其中，在旋转一周之后，热焦点偏移就变得很小，因此，z向控制机制可以根据每次旋转获取的数据而一步步地调整准直器104的z向位置。但是，当采用一个改变了准直、球管电压或旋转时间的新扫描协议时，最佳的准直器z向位置则会变化许多。由于在新扫描协议的第一次扫描时直接使用相对于上一扫描协议的最后一次扫描时测到的z向位置的增量，因此，采用新扫描协议扫描获取的图像质量会受到影响，尤其是第一次扫描。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种z向位置调整方法及计算机断层扫描设备，用以进一步提高图像质量。

根据本发明的第一方面，提供一种z向位置调整方法，包括：在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置；存储所述z向位置的指示；根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

优选地，在上述方法中，所述在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置的步骤包括：对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例；确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。

优选地，在上述方法中，所述z向位置的指示是所述z向位置的实际值。

优选地，在上述方法中，所述存储所述z向位置的指示的步骤包括：对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合；存储所述基准组合对应的z向位置的实际值；存储包含所述预定准直的、所述基准组合以外的组合对应的z向位置相对于所述实际值的偏移。

优选地，在上述方法中，当更换探测器、X射线管或准直器时，所述方法还包括：在X射线管旋转时获取各基准组合对应的准直器的z向位置；更新各基准组合对应的准直器的z向位置的指示。

优选地，在上述方法中，所述方法还包括：在根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断所述指示的有效性。

根据本发明的第二方面，提供一种计算机断层扫描设备，包括：一位置获取装置，其用于在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置；一位置存储装置，其用于存储所述z向位置的指示；一第一位置调整装置，其用于根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

优选地，在上述计算机断层扫描设备中，所述位置获取装置包括：一第二位置调整装置，其用于对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例；一位置确定装置，其用于确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。

优选地，在上述计算机断层扫描设备中，所述z向位置的指示是所述z向位置的实际值。

优选地，在上述计算机断层扫描设备中，所述位置存储装置包括：一基准组合确定装置，其用于对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合；一基准位置存储装置，其用于存储所述基准组合对应的z向位置的实际值；一偏移存储装置，其用于存储包含所述预定准直的、所述基准组合以外的组合对应的z向位置相对于所述实际值的偏移。

优选地，在上述计算机断层扫描设备中，当更换探测器、X射线管或准直器时：所述位置获取装置还用于在X射线管旋转时获取各基准组合对应的准直器的z向位置；所述位置存储装置还用于更新各基准组合对应的准直器的z向位置的指示。

优选地，在上述计算机断层扫描设备中，所述计算机断层扫描设备还包括一有效性判断装置，其用于在所述第一位置调整装置根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断所述指示的有效性。

从上述方案中可以看出，由于本发明预存了旋转时准直、球管电压、旋转时间的各组合的最佳z向位置，因此可以根据该最佳z向位置以及将要采用的扫描协议直接将准直器调整到最佳的z向位置，从而改善图像的质量。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，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为现有技术的计算机断层扫描设备的X射线系统的示意图。

图2为根据本发明的一实施例的z向位置调整方法的流程示意图。

图3为根据本发明的另一实施例的计算机断层扫描设备的示意图。

图4为根据本发明的再一实施例的计算机断层扫描设备的示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

100     X射线系统       300、400         计算机断层扫描设备

102     X射线管         302、402         位置获取装置

104     准直器          304、404         位置存储装置

106     探测器          306、406         第一位置调整装置

108     电子束          308、408         第二位置调整装置

110     阳极            310、410         位置确定装置

112     X射线束         312、412         有效性判断装置

114     准直缝          414              基准组合确定装置

200     方法            416              基准位置存储装置

S202、S204、S206        步骤       418       偏移存储装置

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图2为根据本发明的一实施例的z向位置调整方法200的流程示意图。

在步骤S202中，在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置。在本实施例中，准直包括64×0.6mm、32×0.6mm、12×0.6mm、4×0.6mm、32×1.2mm、2×5mm，球管电压包括130kV、110kV、80kV，旋转时间包括1.5s、1.0s、0.8s、0.6s、0.48s。具体而言，步骤S202包括：

步骤S208：对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例。

步骤S210：确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。

这样就获得表1：

表1 各组合的准直器的实际的最佳z向位置

在步骤S204中，存储z向位置的指示。这一指示可以是z向位置的实际值，从而存储为表1。但在本实施例中，部分组合对应的准直器的z向位置的指示是一个相对值。因此，步骤S204可包括：

步骤S214：对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合。例如对于准直64×0.6mm，可确定其与球管电压130kV和旋转时间1.0s的组合为准直64×0.6mm的基准组合。其他准直也有相应的基准组合。

步骤S216：存储基准组合对应的z向位置的实际值。对于上文所述的例子，即存储基准组合（准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间1.0s）对应的z向位置-25968mm。

步骤S218：存储包含预定准直的、基准组合以外的组合对应的z向位置相对于实际值的偏移。对于上文所述的例子，即存储以下组合的z向位置相对于基准组合的z向位置-25968mm的偏移：准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间1.5s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.8s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.6s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.48s。

这样就生成表2：

表2 各组合的准直器的最佳z向位置的指示

在步骤S206中，根据z向位置的指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

在现有技术中，若以准直64×0.6mm、球管电压110kV、旋转时间0.6s进行扫描，首先读取预存的静态时测得的64×0.6mm、球管电压130kV对应的z向位置（对于某一准直，仅预存了静态时测得球管电压130kV对应的z向位置），然后将准直器移动到该位置，再以准直64×0.6mm、球管电压130kV、旋转时间0.6s进行扫描，同时根据探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号，调整准直器的z向位置，直至两端的信号满足一定比例。在这种情况下，前面的几次扫描获得的图像会因为准直器不在最佳位置而出现伪影。

在本发明中，由于预存了旋转时准直、球管电压、旋转时间的各组合的最佳z向位置，因此可以根据该最佳z向位置以及将要采用的扫描协议直接将准直器调整到最佳的z向位置，从而改善图像的质量。

若在存储z向位置的指示的步骤中确定了基准组合，那么在更换探测器、X射线管或准直器时，本发明的z向位置调整方法200还可包括：

在X射线管旋转时获取各基准组合对应的准直器的z向位置；

更新各基准组合对应的准直器的z向位置的指示。

之所以仅仅更新基准组合对应的准直器的z向位置，是因为对于特定探测器、X射线管或准直器，具有同一准直的各组合对应的准直器的z向位置具有固定的相对偏移。

优选地，z向位置调整方法200还包括在步骤S206前，执行步骤S212。在步骤S212中，判断指示的有效性。通过判断指示的有效性，可以识别球管的故障、机械或对准问题。在本实施例中，为同一准直的各组合对应的z向位置之间的偏差设定两个门限：T1=200μm；T2=300μm。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差在T1与T2之间，则发出警告消息并显示在用户界面上。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差超过T2，则发出错误消息，造表过程中止。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述的z向位置调整方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机（或CPU或MPU）读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

本发明还提供了一种计算机断层扫描设备。图3为根据本发明的另一实施例的计算机断层扫描设备300的示意图。如图3所示，计算机断层扫描设备300包括一位置获取装置302、一位置存储装置304和一第一位置调整装置306。

位置获取装置302用于在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置。在本实施例中，准直包括64×0.6mm、32×0.6mm、12×0.6mm、4×0.6mm、32×1.2mm、2×5mm，球管电压包括130kV、110kV、80kV，旋转时间包括1.5s、1.0s、0.8s、0.6s、0.48s。具体而言，位置获取装置302可包括一第二位置调整装置308和一位置确定装置310。第二位置调整装置308用于对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例。位置确定装置310用于确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。这样就获得表3：

表3 各组合的准直器的实际的最佳z向位置

位置存储装置304用于存储z向位置的指示。在本实施例中，z向位置的指示是z向位置的实际值，从而存储为表3。

第一位置调整装置306用于根据z向位置的指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

在现有技术中，若以准直64×0.6mm、球管电压110kV、旋转时间0.6s进行扫描，首先读取预存的静态时测得的64×0.6mm、球管电压130kV对应的z向位置（对于某一准直，仅预存了静态时测得球管电压130kV对应的z向位置），然后将准直器移动到该位置，再以准直64×0.6mm、球管电压130kV、旋转时间0.6s进行扫描，同时根据探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号，调整准直器的z向位置，直至两端的信号满足一定比例。在这种情况下，前面的几次扫描获得的图像会因为准直器不在最佳位置而出现伪影。

在本发明中，由于预存了旋转时准直、球管电压、旋转时间的各组合的最佳z向位置，因此可以根据该最佳z向位置以及将要采用的扫描协议直接将准直器调整到最佳的z向位置，从而改善图像的质量。

优选地，计算机断层扫描设备300还包括一有效性判断装置312，其用于在第一位置调整装置306根据指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断指示的有效性。通过判断指示的有效性，可以识别球管的故障、机械或对准问题。在本实施例中，为同一准直的各组合对应的z向位置之间的偏差设定两个门限：T1=200μm；T2=300μm。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差在T1与T2之间，则发出警告消息并显示在用户界面上。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差超过T2，则发出错误消息，造表过程中止。

图4为根据本发明的再一实施例的计算机断层扫描设备400的示意图。如图4所示，计算机断层扫描设备400包括一位置获取装置402、一位置存储装置404和一第一位置调整装置406。

位置获取装置402用于在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置。在本实施例中，准直包括64×0.6mm、32×0.6mm、12×0.6mm、4×0.6mm、32×1.2mm、2×5mm，球管电压包括130kV、110kV、80kV，旋转时间包括1.5s、1.0s、0.8s、0.6s、0.48s。具体而言，位置获取装置402可包括一第二位置调整装置408和一位置确定装置410。第二位置调整装置408用于对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例。位置确定装置410用于确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。这样就获得表4：

表4 各组合的准直器的实际的最佳z向位置

位置存储装置404用于存储z向位置的指示。在本实施例中，部分组合对应的准直器的z向位置的指示是一个相对值。因此，位置存储装置404可包括一基准组合确定装置414、一基准位置存储装置416和一偏移存储装置418。

基准组合确定装置414用于对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合。例如对于准直64×0.6mm，可确定其与球管电压130kV和旋转时间1.0s的组合为准直64×0.6mm的基准组合。其他准直也有相应的基准组合。

基准位置存储装置416用于存储基准组合对应的z向位置的实际值。对于上文所述的例子，即存储基准组合（准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间1.0s）对应的z向位置-25968mm。

偏移存储装置418用于存储包含预定准直的、基准组合以外的组合对应的z向位置相对于实际值的偏移。对于上文所述的例子，即存储以下组合的z向位置相对于基准组合的z向位置-25968mm的偏移：准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间1.5s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.8s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.6s；准直64×0.6mm，球管电压130kV，旋转时间0.48s。

这样就生成表5：

表5 各组合的准直器的最佳z向位置的指示

第一位置调整装置406用于根据z向位置的指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

在现有技术中，若以准直64×0.6mm、球管电压110kV、旋转时间0.6s进行扫描，首先读取预存的静态时测得的64×0.6mm、球管电压130kV对应的z向位置（对于某一准直，仅预存了静态时测得球管电压130kV对应的z向位置），然后将准直器移动到该位置，再以准直64×0.6mm、球管电压130kV、旋转时间0.6s进行扫描，同时根据探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号，调整准直器的z向位置，直至两端的信号满足一定比例。在这种情况下，前面的几次扫描获得的图像会因为准直器不在最佳位置而出现伪影。

在本发明中，由于预存了旋转时准直、球管电压、旋转时间的各组合的最佳z向位置，因此可以根据该最佳z向位置以及将要采用的扫描协议直接将准直器调整到最佳的z向位置，从而改善图像的质量。

优选地，计算机断层扫描设备400还包括一有效性判断装置412，其用于在第一位置调整装置406根据指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断指示的有效性。通过判断指示的有效性，可以识别球管的故障、机械或对准问题。在本实施例中，为同一准直的各组合对应的z向位置之间的偏差设定两个门限：T1=200μm；T2=300μm。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差在T1与T2之间，则发出警告消息并显示在用户界面上。若同一准直的某两个组合对应的z向位置之间的偏差超过T2，则发出错误消息，造表过程中止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种z向位置调整方法，包括：

在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置；

存储所述z向位置的指示；

根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置的步骤包括：

对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例；

确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述z向位置的指示是所述z向位置的实际值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述存储所述z向位置的指示的步骤包括：

对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合；

存储所述基准组合对应的z向位置的实际值；

存储包含所述预定准直的、所述基准组合以外的组合对应的z向位置相对于所述实际值的偏移。

5.如权利要求4所述的方法，其特征是，当更换探测器、X射线管或准直器时，所述方法还包括：

在X射线管旋转时获取各基准组合对应的准直器的z向位置；

更新各基准组合对应的准直器的z向位置的指示。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征是，所述方法还包括：

在根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断所述指示的有效性。

7.一种计算机断层扫描设备，包括：

一位置获取装置，其用于在X射线管旋转时获取准直、球管电压和旋转时间的各组合对应的准直器的z向位置；

一位置存储装置，其用于存储所述z向位置的指示；

一第一位置调整装置，其用于根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置。

8.如权利要求7所述的计算机断层扫描设备，其特征是，所述位置获取装置包括：

一第二位置调整装置，其用于对于准直、球管电压和旋转时间的各组合，调整准直器的z向位置，直至探测器上接收到X射线的区域沿z向的两端的信号满足一定比例；

一位置确定装置，其用于确定满足所述比例时的z向位置为各组合对应的准直器的z向位置。

9.如权利要求7所述的计算机断层扫描设备，其特征是，所述z向位置的指示是所述z向位置的实际值。

10.如权利要求7所述的计算机断层扫描设备，其特征是，所述位置存储装置包括：

一基准组合确定装置，其用于对于一预定准直，确定其与一预定球管电压和一预定旋转时间的组合为所述预定准直的基准组合；

一基准位置存储装置，其用于存储所述基准组合对应的z向位置的实际值；

一偏移存储装置，其用于存储包含所述预定准直的、所述基准组合以外的组合对应的z向位置相对于所述实际值的偏移。

11.如权利要求10所述的计算机断层扫描设备，其特征是，当更换探测器、X射线管或准直器时：所述位置获取装置还用于在X射线管旋转时获取各基准组合对应的准直器的z向位置；所述位置存储装置还用于更新各基准组合对应的准直器的z向位置的指示。

12.如权利要求7至11中任一项所述的计算机断层扫描设备，其特征是，所述计算机断层扫描设备还包括一有效性判断装置，其用于在所述第一位置调整装置根据所述指示以及将要采用的扫描协议调整准直器的z向位置之前，判断所述指示的有效性。

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