CN104207799A - 一种ct扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，其特征在于，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括：判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。本发明还公开了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制装置。

Description

一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置。

背景技术

CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)设备包括球管、形状过滤器和探测器等部件，其中，球管、形状过滤器和探测器可以围绕旋转中心转动，旋转中心位置固定不变。参见图1所示的被扫描物体的摆位示意图之一，在CT常规扫描时，当被扫描物体即人体摆位不偏心时，人体中心就位于旋转中心，若没有形状过滤器，由于人体的断层面类似于椭圆，因此球管发射出的X射线穿过人体后的衰减不同，则重建后的图像噪声会不一致，因此在球管和人体之间增加形状过滤器，使X射线先通过形状过滤器再通过人体。在某个X射线投影角度下，若人体摆位不偏心，此时通过形状过滤器的扇形束中，各条射线的强度如图1中Fig.1所示，可见，由于中心射线i1在形状过滤器中通过的距离是最短的，所以中心射线i1穿过形状过滤器后强度最大的，而两旁的射线强度越来越小，因为他们穿过形状过滤器的距离越来越长，并且中心射线i1正好穿过人体的中心E，这样就使得扇形束射线中，强度最大的射线通过人体的路径也最长(对准人体中心)，而两旁强度较小的射线通过人体的路径也较小，这样在探测器端接收到的射线强度如图1中Fig2所示，会近似于水平线，使得人体不同部位的扫描剂量均匀，即人体断层面较宽的部位通过的射线强度较大，人体断层面较窄的部位通过的射线强度较小，这样便可降低总扫描剂量并提高患者各部位间的图像噪声一致性(噪声正比于探测器接收的X射线的强度)。

参见图2所示的被扫描物体的摆位示意图之二，当被扫描物体即人体摆位偏心时，人体中心从旋转中心E偏移到了F(垂直方向偏移)，此时，穿过人体中心的射线i2已经不是扇形射线束中强度最大的射线i1了(因为线段CD的长度不是最短的)，这样无法保证人体不同部位的扫描剂量均匀，从而导致扫描图像噪声会不一致。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置，使被扫描物体不同部位接受的扫描剂量更均匀，实现了提高扫描图像噪声一致性的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括：

判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；

若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；

在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；

控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

优选地，所述判断被扫描物体是否摆位偏心，包括：

对被扫描物体进行侧位片扫描；

根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；

判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

优选地，所述根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，包括：

采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}};$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

优选地，所述确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离具体为：确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；

所述确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离，包括：

根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

优选地，所述根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离，包括：

通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

优选地，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。

本发明实施例还提供了一种CT扫描设备中形状过滤器的控制装置，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述装置包括：

摆位偏心判断单元，用于判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；

第一距离确定单元，用于若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；

第二距离确定单元，用于在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；

平移操作控制单元，用于控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

优选地，所述摆位偏心判断单元，包括：

平片扫描模块，用于对被扫描物体进行侧位片扫描；

通道确定模块，用于根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；

偏心判断模块，用于判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

优选地，所述通道确定模块，包括：

数据采集子模块，用于采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

通道确定子模块，用于按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}};$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

优选地，所述第一距离确定单元，具体用于确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；具体根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

优选地，所述第二距离确定单元，具体用于通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

优选地，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。

本发明实施例提供的CT扫描设备中形状过滤器的控制方法及装置，在确定被扫描物体摆位偏心后，控制形状过滤器进行平移操作，可在平移后使通过形状过滤器后的最强射线穿过所述被扫描物体中心，从而使得被扫描物体不同部位的接受剂量更均匀，进而在有效降低总扫描剂量的同时，提高扫描图像的噪声一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例被扫描物体的摆位示意图之一；

图2为本发明实施例被扫描物体的摆位示意图之二；

图3为本发明实施例CT扫描设备中形状过滤器的控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例侧位片扫描示意图之一；

图5为本发明实施例侧位片扫描示意图之二；

图6为本发明实施例形状过滤器平移操作示意图；

图7为本发明实施例CT扫描设备中形状过滤器的控制装置的组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在CT扫描过程中，当被扫描物体摆位偏心时，如果形状过滤器的位置不随之改动，则被扫描物体(人体)不同部位接受的扫描剂量会不均匀，这样扫描图像噪声也会不一致。针对此缺陷，本发明实施例在被扫描物体出现摆位偏心时，根据被扫描物体偏离的情况来控制移动形状过滤器，以使得穿过形状过滤器后的最强射线穿过被扫描物体中心，从而使得被扫描物体不同部位的接受剂量更均匀，进而在有效降低总扫描剂量的同时，提高扫描图像的噪声一致性。

参见图3，为本发明实施例提供的CT扫描设备中形状过滤器的控制方法的流程示意图，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，该方法包括以下步骤：

步骤101：判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心。

在本步骤中，按照以下方法判断被扫描物体是否摆位偏心：

对被扫描物体进行侧位片扫描；根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

为了便于理解，下面结合附图进行具体介绍：

在本发明实施例中，需要判断被扫描物体(人体)是否摆位偏心，可在平片扫描后根据平片扫描数据来判断被扫描物体是否摆位偏心。本发明实施例主要是通过侧位片扫描结果判断被扫描物体是否在垂直方向上出现摆位偏心，参见图4所示的侧位片扫描示意图之一，侧位片扫描是从人体的侧面进行扫描，在通过探测器接收衰减后的X射线后，根据探测器数据得到X射线通过人体后的衰减曲线(如图4中的Fig1所示)，可通过衰减曲线数据确定穿过人体中心的射线所对应的探测器通道。若人体摆位不偏心，则穿过人体中心的射线应射向探测器的正中心并被探测器中心通道接收，具体实现时可允许一定的人体摆位误差，因此，若穿过人体中心的射线所对应的探测器通道与中心通道之间的距离小于某个设定阈值，可判定人体在垂直方向上摆位不偏心，否则认为人体在垂直方向上摆位偏心。需要说明的是，判断是否摆位偏心的方法很多，不对此进行限制。

在上述侧位片扫描方式的基础上，下面进一步介绍如何通过衰减曲线数据确定穿过人体中心的射线所对应的是哪个探测器通道：

在进行人体侧位片扫描时，需要选取人体的M个侧切面，并获取通过每个侧切面后的X射线的衰减数据，其中，通过侧切面的衰减射线由N个探测器通道采集获得，探测器采集到的数据，又经过一定的处理得到CT生数据rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1，rawdata中的每个数据代表了X射线的衰减大小。

本发明实施例首先采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

再按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}}---\left(1\right)$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

步骤102：若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离。

在本发明实施例中，若被扫描物体摆位不偏心，则不需调整形状过滤器的位置，若被扫描物体摆位偏心，则根据侧位片扫描结果测算出人体中心垂直偏移旋转中心的第一距离h。参见图5所示的侧位片扫描示意图之二，图中人体出现摆位偏心，且穿过人体中心的射线所对应的探测器通道偏离探测器中心通道的通道数为：

$X_m-\frac{N-1}{2}$

其中，X_m可由公式(1)计算得到，N为所述探测器的通道总数，因此人体偏心的角度γ(即穿过旋转中心的射线与穿过人体中心的射线之间的夹角)为：

$\mathrm{\γ}=\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β}---\left(2\right)$

其中，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

设旋转半径(球管到旋转中心的距离)为r，则人体中心偏离旋转中心的垂直距离h为：

$h=r\·\tan \mathrm{\γ}=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β})---\left(3\right)$

基于上述内容可知，本发明实施例是当被扫描物体摆位偏心时，确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离，具体地，可根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

步骤103：扫描患者的过程中，在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离。

若被扫描物体摆位偏心，需控制形状过滤器平移，需要说明的是，此平移操作不改变球管与形状过滤器之间的垂直距离，只相对于球管作左右平移，比如图2中需要将形状过滤器向左上方平移(相对于球管是向左平移)，以使穿过形状过滤器后的射线i2成为扇形射线束中强度最大的射线。当平移到某个位置的时候，如图6所示的形状过滤器平移操作示意图，在通过形状过滤器后的扇形束射线当中，一定存在一条强度最大的射线i，这条射线i在形状过滤器中通过的路径是最短的，如果平移形状过滤器后射线i正好穿过人体中心F，则控制形状过滤器停止平移。因此，通过不断平移形状过滤器，直到某个位置，在此位置下，射线i能通过人体中心F，这个位置就是当前view(X射线投影角度)下形状过滤器应该在的正确位置。

下面就如何获取形状过滤器的平移距离x₀进行具体介绍：

在图6中，将形状过滤器的中心(最低点A)对应的底部位置o设为坐标原点，此时，球管的坐标为(x₀,y₀)，x0为目前形状过滤器相对球管向左移动的距离，y0为球管与形状过滤器底部的垂直距离(固定不变)，当前view(X射线投影角度)的角度为α(即，球管与旋转中心的连线GE与人体中心与旋转中心的连线EF之间的夹角)，旋转半径|EG|＝r为与扫描设备相关的固定值，因此旋转中心E的坐标为(x₀,y₀-r)，人体中心F在垂直方向上偏离旋转中心E的距离|EF|＝h，h可通过上述公式(3)来获得。若形状过滤器的弧线B1B2在坐标轴XY下的方程为：

y＝f(x)                   (4)

设射线i(在形状过滤器中通过的路径最短的射线)的斜率为k，则射线i的直线方程为：

$\frac{y-y_0}{x-x_0}=k---\left(5\right)$

其中，k为射线i的直线方程斜率。

先求得射线i在形状过滤器中的位置，点C为射线i与形状过滤器弧线的交点，为了求出点C的坐标，将(4)、(5)两式联立可求得点C的坐标：

$\left\{\begin{array}{c}y=f\left(x\right)\\ \frac{y-y_0}{x-x_0}=k\end{array}\right.---\left(6\right)$

由公式(6)解得C点坐标(x₁,y₁)，其中：

y₁＝y₁(k,x₀)             (7)

若线段CD与x轴正向的夹角为β，可求得线段CD的长度：

$\left|\mathrm{CD}\right|=\frac{y_i(k,k_0)}{\sin \mathrm{\β}}=y_1(k,x_0)\·\frac{\sqrt{k^2+1}}{k}---\left(8\right)$

将线段CD的长度最小化，求得斜率k：

$\left|\mathrm{CD}\right|=\min \⇒k=k\left(x_0\right)---\left(9\right)$

也就是说，当形状过滤器从原位水平移动x₀时，通过形状过滤器后的扇形束射线中，强度最大的射线i的斜率为k(x₀)。

如前所述，只需让射线i通过人体中心F，此时需k(x₀)等于球管G与人体中心F的连线的斜率，即：

k(x₀)＝k_GF                     (10)

设人体中心F的坐标为(x₂,y₂)，而旋转中心E的坐标为(x₀,y₀-r)，人体中心F在垂直方向上偏移旋转中心E的距离|EF|＝h，则：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_2=x_0-h\·\sin \mathrm{\α}\\ y_2=(y_0-r)+h\·\cos \mathrm{\α}\end{array}\right.---\left(11\right)$

得到F的坐标后，可求得GF的斜率为：

$k_{\mathrm{GF}}=\frac{y_2-y_0}{x_2-x_0}=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}}---\left(12\right)$

将公式(12)带入公式(10)，便可解得形状过滤器需要平移的距离x₀。

基于上述内容可知，本发明实施例可通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

其中，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。

步骤104：控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

需要说明的是，扫描过程中，形状过滤器相对于球管是移动的，也就是说，所述形状过滤器需要平移的第二距离在扫描过程中随投影角度的改变而改变。即对于每一个投影角度，均需要在当前投影角度下确定一个第二距离，并控制形状过滤器在当前投影角度下平移第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀，进而提高扫描图像噪声的一致性，为实现此目的，具体地，可以尽量在平移后使通过形状过滤器后的最强射线穿过所述被扫描物体中心。

本发明实施例提供的CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，在确定被扫描物体摆位偏心后，控制形状过滤器进行平移操作，可在平移后使通过形状过滤器后的最强射线穿过所述被扫描物体中心，从而使得被扫描物体不同部位的接受剂量更均匀，进而在有效降低总扫描剂量的同时，提高扫描图像的噪声一致性。

参见图7，为本发明实施例提供的CT扫描设备中形状过滤器的控制装置的组成示意图，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述装置包括：

摆位偏心判断单元701，用于判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；

第一距离确定单元702，用于若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；

第二距离确定单元703，用于在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；

平移操作控制单元704，用于控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

其中，所述摆位偏心判断单元701，包括：

平片扫描模块，用于对被扫描物体进行侧位片扫描；

通道确定模块，用于根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；

偏心判断模块，用于判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

其中，所述通道确定模块，包括：

数据采集子模块，用于采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

通道确定子模块，用于按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}};$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

其中，所述第一距离确定单元702，具体用于确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；

更具体地，根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

其中，所述第二距离确定单元703，具体用于通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

其中，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。

本发明实施例提供的CT扫描设备中形状过滤器的控制装置，在确定被扫描物体摆位偏心后，控制形状过滤器进行平移操作，可在平移后使通过形状过滤器后的最强射线穿过所述被扫描物体中心，从而使得被扫描物体不同部位的接受剂量更均匀，进而在有效降低总扫描剂量的同时，提高扫描图像的噪声一致性。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种CT扫描设备中形状过滤器的控制方法，其特征在于，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述方法包括：

判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；

若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；

在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；

控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断被扫描物体是否摆位偏心，包括：

对被扫描物体进行侧位片扫描；

根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；

判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，包括：

采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}};$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离具体为：确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；

所述确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离，包括：

根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离，包括：

通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。

7.一种CT扫描设备中形状过滤器的控制装置，其特征在于，所述CT扫描设备包括球管、形状过滤器与探测器，所述球管与所述探测器能够围绕旋转中心转动，所述形状过滤器能够相对所述球管进行左右平移，所述装置包括：

摆位偏心判断单元，用于判断被扫描物体是否摆位偏心，所述摆位偏心指被扫描物体中心偏离了所述旋转中心；

第一距离确定单元，用于若被扫描物体摆位偏心，则确定被扫描物体中心偏离所述旋转中心的第一距离；

第二距离确定单元，用于在每个投影角度下，根据所述第一距离确定形状过滤器需要平移的第二距离；

平移操作控制单元，用于控制形状过滤器在对应投影角度下平移所述第二距离，以使被扫描物体接受的扫描剂量比平移前更均匀。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述摆位偏心判断单元，包括：

平片扫描模块，用于对被扫描物体进行侧位片扫描；

通道确定模块，用于根据扫描结果确定通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道；

偏心判断模块，用于判断确定的探测器通道与探测器中心通道间的距离是否小于设定阈值，如果是，则判定被扫描物体没有摆位偏心，如果否，则判定被扫描物体摆位偏心。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述通道确定模块，包括：

数据采集子模块，用于采集如下M×N个数据：

rawdata＝{p₀₀,p₀₁,p₀₂,......,p_ij,......},i＝0,1,2,3,......,M-1,j＝0,1,2,3......,N-1；

通道确定子模块，用于按照以下公式计算通过所述被扫描物体中心的射线所对应的第X_m个探测器通道：

$X_m=\frac{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}\·j}{\underset{i,j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{\mathrm{ij}}};$

其中，M为选取的被扫描物体的侧切面数，N为所述探测器的通道总数，p_ij为表征穿过第i个侧切面的由第j个探测器通道所采集射线的射线强度的数值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一距离确定单元，具体用于确定被扫描物体中心在垂直方向上偏离所述旋转中心的第一距离；具体根据以下公式计算所述第一距离h：

$h=r\·\tan (\frac{X_m-\frac{N-1}{2}}{N}\·\mathrm{\β});$

其中，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，X_m为通过所述被扫描物体中心的射线所对应的探测器通道，N为所述探测器的通道总数，β为所述探测器全部通道与所述球管之间构成的总扇角。

11.根据权利要求7至10任一项所述的装置，其特征在于，所述第二距离确定单元，具体用于通过求解下述公式得到所述第二距离x₀：

$k\left(x_0\right)=\frac{-r+h\·\cos \mathrm{\α}}{-h\·\sin \mathrm{\α}};$

其中，h为所述第一距离，r为所述球管与所述旋转中心之间的距离，α为第一连线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为所述球管与所述旋转中心的连线，所述第二连线为所述被扫描物体中心与所述旋转中心的连线，k(x₀)为通过形状过滤器后强度最强的射线的斜率函数，所述斜率函数以x₀为变量。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述斜率函数的确定方法为：

在对|CD|取最小值后，对公式进行变形得所述斜率函数k＝k(x₀)，其中，|CD|为射线在形状过滤器中经过的长度，y₁(k,x₀)为该射线与形状过滤器弧线的交点的纵坐标。