CN104173072B - 获取计算机断层扫描图像重建参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，通过机架控制系统间隔时间发送包含该时刻球管角度、床位等信息的Realtime数据包至数据重建系统，并通过所述Realtime数据包插值计算出放线时刻球管旋转的角度和/或病床的位置。通过本发明提供的技术方案获取或者计算到的放线时刻球管旋转角度参数和/或病床位置参数的精度得到了较大地提高。

Description

获取计算机断层扫描图像重建参数的方法

技术领域

本发明涉及计算机断层扫描领域，尤其涉及一种获取计算机断层描图像重建参数的方法。

背景技术

计算机断层扫描系统中，需要测量每次放线时刻球管的旋转角度以及检查床的位置，球管的旋转角度以及检查床的位置对生产的图像质量有很大的影响，因此必须提高这两个参数的精度。如专利《图像重构中的投射角度获取方法和装置》(专利号CN101327127)提到的方法，在CT机架旋转机架周围设置少于放线个数的速度测量位置，在每一个预设速度测量位置测量球管的运行速度，并根据所述测量得到的球管运行速度确定每个放线位置对应的球管运行速度，根据所确定的每个投射位置对应的球管运行速度，获取每次放线时，球管的投射角度。但是，在实际运行中，球管旋转一圈的放线频率很高(可以达到一圈2000-5000次)，而该方案假设两个速度测量位置之间球管的速度不变，然后球管的速度在此之间不可能是完全匀速的状态，因此计算出的放线时刻球管的位置。检查床的位置计算也存在同样的问题位置信息位置信息。

发明内容

为了解决计算机断层扫描图像重建中，获取的参数球管旋转角度和/或床位精度不高的问题，本发明提供了一种获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，包括：

机架控制系统每隔一段时间Δt发送一个Realtime数据包至数据重建系统，所述发送至数据重建系统的若干个Realtime数据包形成一个Realtime数据集，根据机架控制系统发送的时间为每个Realtime数据包设置时间戳；

放线时间t落在两个相邻的Realtime数据包的时间戳之间，获取所述两个Realtime数据包，并从所述两个Realtime数据包中获取时间戳t1、t2，床位位置c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2；

根据所述时间戳t1、t2，床位c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2，以及放线时间t，插值出放线时间的床位c和/或旋转角度r。

优选地，获取所述两个Realtime数据包的具体步骤为：

获取原点Realtime数据包，时间戳为t0，所述原点Realtime数据包为在第一次放线之前最接近第一次放线的Realtime数据包，所述放线时间t落在两个相邻的Realtime数据包的时间戳之间，计算所述两个Realtime数据包的位置信息Pos1、Pos2；

根据所述位置信息Pos1以及Pos2，从所述Realtime数据集中获取到所述两个Realtime数据包，包括Realtime1数据包以及Realtime2数据包。

优选地，获取所述两个Realtime数据包的具体步骤为：

若所述放线时间t落在原点Realtime数据包的时间戳t0与第一放线之后最接近第一次放线时间的Realtime数据包时间戳之间，则只需要计算第一次放线之后最接近第一次放线时间的Realtime数据包的位置信息Pos1；

根据所述位置信息Pos1从Realtime数据集中获取Realtime1数据包，所述两个Realtime数据包分别为原点Realtime数据包、Realtime1数据包。

优选地，所述位置信息Pos1＝floor((t-t0)/Δt)，所述位置信息 $\mathrm{Pos}2=\mathrm{floor}\left(\frac{t-t0+\mathrm{\Δt}}{\mathrm{\Δt}}\right),$ 所述floor是指将的值以及的值沿绝对值减小的方向含入获取整数。

优选地，根据所述时间t1、t2，床位c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2，以及放线时间t，插值出放线时间的床位c和/或者旋转角度r的步骤还包括：

计算插值系数α、β，所述插值系数α＝(t2-t)/(t2-t1)，所述插值系数β＝1-α。

优选地，所述床位c＝α*c1+β*c2和/或所述球管旋转角度r＝α*r1+β*r2。

优选地，所述时间间隔Δt＝10ms。

优选地，所述Realtime数据集存储于数据重建系统的Blackbox中。

优选地，从数据采集系统发送给数据重建系统的Raw Date中获取所述放线时间t，所述Rawdate存储于数据重建系统的Rawdate storage中。

优选地，获取原点Realtime数据包，时间戳为t0，所述原点Realtime数据包为在第一次放线之前最接近第一次放线的Realtime数据包；若Realtime数据包的位置信息的值为整数，则所述放线时间t与Realtime数据包的时间戳重合，根据所述位置信息Pos获取Realtime数据包，并从所述Realtime数据包中直接获取放线时间的床位c和/或球管旋转角度r。

本发明提供的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，通过机架控制系统间隔时间发送包含该时刻球管角度、床位等信息的Realtime数据包至数据重建系统，并通过所述Realtime数据包插值计算出放线时刻球管旋转的角度和/或病床的位置。通过本发明提供的技术方案计算得到的放线时刻球管旋转角度参数和/或病床位置参数的精度得到了较大地提高。

附图说明

图1为本发明提供的获取计算机断层扫描图像重建参数方法的流程示意图；

图2为本发明中数据传输过程示意图；

图3为本发明中数据采集过程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

一种获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，包括：

步骤S10，机架控制系统每隔一段时间Δt发送一个Realtime(实时)数据包至数据重建系统，所述发送至数据重建系统的若干个Realtime数据包形成一个Realtime数据集。

步骤S20，放线时间t落在两个相邻的Realtime数据包的时间戳之间，获取所述两个Realtime数据包，并从所述两个Realtime数据包中获取时间戳t1、t2，床位位置c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2。

步骤S30，根据所述时间t1、t2，床位c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2，以及放线时间t，插值出放线时间的床位c和/或旋转角度r。

下面结合具体实施方式详细介绍计算机断层扫描图像重建参数的计算方法。

如图1所示，执行步骤S10，机架控制系统每隔一段时间Δt发送一个Realtime数据包至数据重建系统，所述发送至数据重建系统的若干个Realtime数据包形成一个Realtime数据集，根据机架控制系统发送的时间为每个Realtime数据包设置时间戳。

Realtime数据包中包含机架实时状态信息的数据，实际上，如图2所示，机架控制系统每隔一段时间Δt发送到数据重建系统中的Realtime数据包，形成Reatime数据集，并全部保存于数据重建系统中Blackbox(机器运行状态数据存储盒)，当数据重建系统需要机架实时数据信息时，即可从Blackbox中获取。

如图3所示，所述Blackbox除了包括Realtime数据包，还有包括shot begin(开始曝光，放线与曝光是CT中的常用术语，意思相同)、shot end(曝光结束)、series begin(曝光序列开始)、series end(曝光序列结束)等数据信息。而放线采集的过程都是在shot begin和shot end之间进行。为了使获取的图像能够用于诊断，对于放线采集次数都有一个最低的要求，因此一个shot间包含多次放线采集的信息，也就是说在一个shot间，控制系统进行多次放线，数据采集系统也随之采集多次数据。可以将一个shot间所采集的数据称为一组放线采集数据集合，数量应该大于等于这个最低要求，在一个series中可以包括多个shot，也可以只含有一个shot。

执行步骤S20，放线时间t落在两个相邻的Realtime数据包的时间戳之间(包括与时间戳重合)，获取所述两个Realtime数据包，并从所述两个Realtime数据包中获取时间戳t1、t2，床位位置c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2。

如图2所示，从数据采集系统发送给数据重建系统的RawData中获取所述放线时间t；所述Rawdata存储于数据重建系统的Rawdata Storage(生数据存储系统)中。

从所述Realtime数据集中获取原点Realtime数据包、所述原点Realtime数据包的时间戳为t0。设定在第一次放线之前最接近第一次放线的Realtime数据包为原点Realtime数据包，所述原点Realtime数据包的时间戳t0在第一次放线之前最接近第一次放线时间。如图3所示，所述原点Realtime数据包为落在shot begin之前最靠近shot begin的一个Realtime数据包。原点Realtime数据包可以直接从Realtime数据集中获取得到。

所述放线时间t落在两个相邻的Realtime数据包的时间戳之间(包括与时间戳重合)，计算所述两个Realtime数据包的位置信息Pos1、Pos2；根据所述位置信息Pos1以及Pos2，从所述Realtime数据集中获取到所述两个Realtime数据包，包括Realtime1数据包、Realtime2数据包。

所述位置信息Pos1＝floor((t-t0)/Δt)，所述位置信息Pos2＝floor是指将(t-t0)/Δt的值以及的值沿绝对值减小的方向含入获取整数。

若所述放线时间t落在原点Realtime数据包的时间戳t0与第一放线之后最接近第一次放线时间的Realtime数据包时间戳之间，即放线时间t落在原点Realtime数据包的时间戳与第一放线之后最接近第一次放线时间的Realtime数据包的时间戳之间，则只需要计算第一放线之后最接近第一次放线时间的Realtime数据包的位置信息Pos1。

需要说明的是，如果Realtime数据包的时间戳与第一次放线时间重合，除了可以设定在第一次放线之前最接近第一次放线的Realtime数据包为原点Realtime数据包之外，此时与第一次放线重合的Realtime数据包也可以被设定为原点Realtime数据包，第一次放线时的球管旋转角度以及床位可以直接从原点Realtime数据包中获取；即使还设定在第一次放线之前最接近第一次放线的Realtime数据包为原点Realtime数据包，也可以计算出第一次放线的位置信息Pos，根据通过Pos获取的Realtime数据包以及原点Realtime数据包获取所述时间戳t1、t2，床位c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2。

执行步骤S30，根据所述时间戳t1、t2，床位c1、c2和/或球管旋转角度r1、r2，以及放线时间t，插值出放线时间的床位c和/或旋转角度r。

首先根据所述时间t1、t2以及放线时间t，计算插值系数α、β，所述插值系数α＝(t2-t)/(t2-t1)，所述插值系数β＝1-α。

然后根据插值系数α、β计算出所述床位c＝α*c1+β*c2；和/或所述球管旋转角度r＝α*r1+β*r2。在一个实施例中，优选地，所述时间间隔Δt＝10ms。

如果放线时间与Realtime数据包的时间戳重合，则插值系数α、β其中的一个肯定为零，即时间戳与放线时间不重合的Realtime数据包对于放线时间球管旋转角度以及床位的计算影响因子为零。因此不管放线时间与Realtime数据包的时间戳是否重合，都可以使用上述方法计算获取得到放线时间球管的旋转角度以及床的位置。

在另一个实施例中，放线时间t与Realtime数据包的时间戳重合，获取所述Realtime数据包，并从所述Realtime数据包中获取放线时间的床位c和/或球管旋转角度r。

具体过程为：获取原点Realtime数据包，时间戳为t0，若Realtime数据包的位置信息的值为整数，则所述放线时间t与Realtime数据包的时间戳重合，根据所述位置信息Pos获取Realtime数据包，并从所述Realtime数据包中获取放线时间的床位c和/或球管旋转角度r。

但是上述过程需要判断不经过floor计算，的值是否为整数，在具体实现的过程中每次计算都需要经过判断，没有直接通过插值获取简单方便，且放线时间与Realtime时间戳重合的出现的概率也比较低，所以在实际操作中，不管线时间与Realtime时间戳重合与否，优选地，选择全部通过插值计算获取放线时间球管旋转角度和/或检查床的位置的方法。

本发明提供的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，通过机架控制系统间隔时间发送包含该时刻球管旋转角度、床位位置等信息的Realtime数据包至数据重建系统，并通过所述Realtime数据包插值计算出放线时刻球管旋转的角度和/或病床的位置信息。通过本发明提供的技术方案计算得到的放线时刻球管旋转角度参数和/或病床位置参数的精度得到了较大地提高。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，包括：

机架控制系统每隔一段时间△t发送一个实时数据包至数据重建系统，所述发送至数据重建系统的若干个实时数据包形成一个实时数据集，根据机架控制系统发送的时间为每个实时数据包设置时间戳；

放线时间t落在两个相邻的实时数据包的时间戳之间或者放线时间t与所述两个相邻的实时数据包的时间戳重合时，获取所述两个实时数据包，并从所述两个实时数据包中获取时间戳t1、t2及床位c1、c2，和/或获取时间戳t1、t2及球管旋转角度r1、r2；

根据所述时间戳t1、t2，床位c1、c2以及放线时间t，插值出放线时间的床位c，和/或根据所述时间戳t1、t2，球管旋转角度r1、r2以及放线时间t，插值出放线时间的球管旋转角度r。

2.如权利要求1所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，获取所述两个实时数据包的具体步骤为：

获取原点实时数据包，时间戳为t0，所述原点实时数据包为在第一次放线之前最接近第一次放线的实时数据包，所述放线时间t落在两个相邻的实时数据包的时间戳之间或者所述放线时间t与所述两个相邻的实时数据包的时间戳重合时，计算所述两个实时数据包的位置信息Pos1、Pos2；

根据所述位置信息Pos1以及Pos2，从所述实时数据集中获取到所述两个实时数据包，包括实时数据包1以及实时数据包1。

3.如权利要求2所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，获取所述两个实时数据包的具体步骤为：

若所述放线时间t落在原点实时数据包的时间戳t0与第一放线之后最接近第一次放线时间的实时数据包时间戳之间，则只需要计算第一次放线之后最接近第一次放线时间的实时数据包的位置信息Pos1；

根据所述位置信息Pos1从实时数据集中获取实时数据包1，所述两个实时数据包分别为原点实时数据包、实时数据包1。

4.如权利要求2所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，所述位置信息 $\mathrm{Pos}1=\mathrm{floor}\left(\frac{t-t0}{\mathrm{\Δt}}\right),$ 所述位置信息 $\mathrm{Pos}2=\mathrm{floor}\left(\frac{t-t0+\mathrm{\Δt}}{\mathrm{\Δt}}\right),$ 所述floor是指将的值以及的值沿绝对值减小的方向舍入获取整数。

5.如权利要求1所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，根据所述时间t1、t2，床位c1、c2以及放线时间t，插值出放线时间的床位c，和/或根据所述时间t1、t2，球管旋转角度r1、r2以及放线时间t插值出放线时间的旋转角度r的步骤还包括：

计算插值系数α、β，所述插值系数α＝(t2-t)/(t2-t1)，所述插值系数β＝1-α。

6.如权利要求5所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，所述床位c＝α*c1+β*c2和/或所述球管旋转角度r＝α*r1+β*r2。

7.如权利要求1所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，所述时间△t＝10ms。

8.如权利要求1所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，所述实时数据集存储于数据重建系统的机器运行状态数据存储盒中。

9.如权利要求2所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，从数据采集系统发送给数据重建系统的生数据中获取所述放线时间t，所述生数据存储于数据重建系统的生数据存储系统中。

10.如权利要求1所述的获取计算机断层扫描图像重建参数的方法，其特征在于，获取原点实时数据包，时间戳为t0，所述原点实时数据包为在第一次放线之前最接近第一次放线的实时数据包；若实时数据包的位置信息的值为整数，则所述放线时间t与实时数据包的时间戳重合，根据所述位置信息Pos获取实时数据包，并从所述实时数据包中直接获取放线时间的床位c和/或球管旋转角度r。