CN108652654A - Ct机准直器快速补偿定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种CT准直器快速补偿定位方法,即:每次CT扫描开始前判断是否是第一次扫描,如果是第一次扫描,将CT准直器中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;如果不是第一次扫描,则读取当前状态CT机扫描参数,及上一次扫描结束时CT机扫描参数;将两者进行比较;如果参数不一致,则视本次扫描为“第一次扫描”直接调用系统默认配置参数,将准直器中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;如果参数一致,则将上一次扫描结束时准直器的开口大小和中心位置作为本次扫描准直器初始参数;再根据线性拟合关系作为不同热容条件下,对准直器位置偏移进行修正。
Description
技术领域
本发明涉及一种CT机准直器快速补偿定位方法。
背景技术
在CT扫描过程中,为了减少对患者不必要的辐射剂量和低能量的X射线散射,CT机准直器往往会采用两个挡片来获取一个很窄的开缝,使只有所需要的范围内的射线束穿过该开缝、穿过被扫描患者,到达探测器接收区域。但是,由于X射线球管的阳极足跟效应,球管内旋转结构的机械振动以及阳极靶的热胀冷缩,X射线球管的焦点位置会发生漂移,射线束容易被准直器的挡片遮挡,进而会使CT定位片边缘层的图像含有环和/或带状伪影。为避免CT定位片边缘层的图像含有环和/或带状伪影,本领域技术人员通常采用增大准直器开缝,进而增大穿过该开缝的射线束的范围的方法解决该问题。但是,这会增大临床应用中穿过被扫描患者的X射线束,增大患者接受的辐射剂量!
另外,不同CT机球管热容条件下的X射线球管焦点位置也存在差异,这种情况下,焦点位置的漂移会使临床应用前所做的校准失真。
发明内容
鉴于上述原因,本发明的目的是提供一种CT机准直器快速补偿定位方法,该方法可根据不同扫描条件下X射线球管的焦点漂移,快速调整准直器中心位置,保证X射线束穿过准直器开缝,到达探测器接收区域,完全覆盖到探测器感应区域。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种CT机准直器快速补偿定位方法,它包括以下步骤:
S1:每次CT扫描开始前判断是否是第一次扫描,如果是第一次扫描,将CT准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;如果不是第一次扫描,则执行S2步骤;
S2:读取当前状态CT机参数,以及上一次扫描结束时CT机参数;将当前和上一次扫描结束时CT机参数进行比较;
如果参数不一致,则视本次扫描为“第一次扫描”直接调用系统默认配置参数,将准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;
否则,则执行S3步骤;
S3:将上一次扫描结束时准直器的开口大小和中心位置作为本次扫描准直器开口大小和中心位置的初始值;
S4:根据线性拟合关系以及不同的热容条件,对准直器中心位置偏移进行修正,得到球管焦点位置的热漂移量;
S5:将S3步骤中得到的准直器中心位置的初始值加上S4步骤中得到的球管焦点位置的热漂移量,作为修正后的本次扫描准直器的中心位置参数。
其中,所述步骤S4根据线性拟合关系以及不同热容条件对准直器中心位置偏移进行修正,球管焦点位置的热漂移量为:
[zoffset]=f(HS1,HS2)=(HS2-HS1)/10%*ratioD;
其中,zoffset是焦点位置的热漂移量,单位为毫米;HS1为上一次扫描时CT机热熔值,无量纲,HS2为当前状态CT机热容值,无量纲;ratioD是根据具体球管类型实际测量得到的热容相差10%对应的焦点位置的热漂移值,单位为毫米。
其中,所述步骤S2中读取的CT机参数包括X射线球管的高压值、准直器开口大小、扫描架倾斜角度、扫描架旋转转速、准直器焦点尺寸及球管类型、CT机热容值。
本发明利用上一次扫描结束时CT机参数和本次扫描开始时的CT机参数进行对比,判断是否需要对准直器中心位置进行补偿定位,如果参数不一致,则直接调用与时间无关的经验参数;如果参数一致,则对准直器中心位置进行快速补偿定位。本发明不仅能够保证CT图像质量,而且,降低了患者不必要接受到的X射线剂量。
本发明解决了现有CT机复杂扫描条件下焦点漂移差异对扫描图像带来的影响。
附图说明
图1是本发明提供的CT机准直器快速补偿定位方法流程图;
图2是在不同热容条件下球管焦点位置的热漂移量变化图;
图3A是未对准直器中心位置进行修正得到的扫描图像;
图3B是利用本发明提供的方法对准直器中心位置进行修正得到的扫描图像。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例和特征。
由于X射线球管的阳极足跟效应,球管内旋转结构的机械振动以及阳极靶的热胀冷缩,CT机X射线球管的焦点位置会发生漂移。大多数情况下,CT机X射线球管的实时焦点位置与默认配置参数显示的准直器中心位置相差很大(几十微米到几百微米)。准直器中心位置与X射线球管的焦点位置的差异,直接导致了本影区不能完全覆盖到探测器的感应区,进而产生了图像黑色或者白色的环状/带状伪影,引进了图像噪声,降低了图像诊断价值。为了保证本影区能够完全覆盖探测器的感应区,可以考虑增加准直器开口大小的方法,使即使已经漂移的焦点位置仍然处于准直器开口范围内,即准直器挡片不会遮挡到本影区,但是,这种方法增加了患者接收到的辐射剂量。为了不增加患者接受到的辐射剂量,并且使已经漂移的焦点位置仍然处于准直器开口范围内,本发明根据不同热容条件下的实时的X射线球管的焦点位置,对准直器的中心位置进行快速补偿定位。
为保证X射线束穿过准直器开口,到达探测器接收区域,完全覆盖到探测器感应区域,本发明根据图1所示的方法,对准直器的中心位置进行快速补偿定位,及时调整准直器中心位置。
如图1所示,本发明提供的CT机准直器快速补偿定位方法如下:
S1:每次CT扫描开始前判断是否是第一次扫描,如果是第一次扫描,将CT准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;如果不是第一次扫描,则执行S2步骤;
S2:读取当前状态CT机参数,以及上一次扫描结束时CT机参数;将当前和上一次扫描结束时CT机参数进行比较;
如果参数不一致,则视本次扫描为“第一次扫描”直接调用系统默认配置参数,将准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;
否则,则执行S3步骤;
S3:将上一次扫描结束时准直器的开口大小和中心位置作为本次扫描准直器开口大小和中心位置的初始值;
S4:根据线性拟合关系以及不同的热容条件,对准直器中心位置偏移进行修正,得到球管焦点位置的热漂移量;
S5:将S3步骤中得到的准直器中心位置的初始值加上S4步骤中得到的球管焦点位置的热漂移量,作为修正后的本次扫描准直器的中心位置参数。
其中,步骤S2中读取的CT机参数包括X射线球管的高压值、准直器开口大小、扫描架倾斜角度、扫描架旋转转速、准直器焦点尺寸(如大焦点1.2毫米x1.2毫米,小焦点0.6毫米x1.2毫米)及球管类型、CT机热容值等参数。
在CT机工作过程中,由于X射线球管持续曝光,球管内部阳极靶的温度与完全冷却时的温度相差很大,考虑到阳极靶的热胀冷缩和X射线球管的阳极足跟效应,焦点位置在不同热容条件下会发生相应的漂移。如果只考虑不同热容条件下球管的阳极靶热胀冷缩,不同热容条件下,球管焦点位置的热漂移与热容值HS成典型的线性关系,即线性拟合关系(参见图2),这种关系为:
[zoffset]=f(HS1,HS2)=(HS2-HS1)/10%*ratioD;
其中,zoffset是焦点位置的热漂移量,单位为毫米;HS1为上一次扫描时CT机热熔值,无量纲,HS2为当前状态CT机热容值,无量纲;ratioD是根据具体球管类型实际测量得到的热容相差10%对应的焦点位置的热漂移,可以是正值或者负值,单位为毫米。值得注意的是,不同类型的球管测量得到的ratioD会存在一定的差异。
如图2所示为球管焦点位置的热漂移量与不同热容值HS的变化关系,这种变化灵敏,并且鲁棒性强,这里用简单的线性拟合关系来描述这种变化。其中,横坐标是热容值HS,纵坐标是焦点位置的热漂移量,单位是毫米。
基于已有的测量得到的线性拟合关系,在临床扫描中,根据计算出来的zoffset,可以快速地通过移动准直器的挡片,即通过改变准直器的中心位置,达到补偿球管焦点位置的热漂移所产生的影响。
本发明利用上一次扫描结束时CT机参数和本次扫描开始时的CT机参数进行对比,判断是否需要对准直器中心位置进行补偿定位,如果参数不一致,则直接调用与时间无关的经验参数;如果参数一致,则对准直器中心位置进行快速补偿定位,保证图像质量,同时也更快跟踪到球管焦点的实时位置,降低了患者不必要接受到的X射线剂量。
本发明根据线性拟合关系作为不同热容条件下,对准直器中心位置偏移进行快速修正、补偿定位的依据,实现了准直器中心目标位置的动态校正。
本发明可以在极短时间内(毫秒级)完成对准直器的补偿定位。CT机曝光次数越多,本发明对准直器快速定位补偿的优势越明显。
图3A为未对准直器中心位置进行修正得到的扫描图像,图中出现了明显的环状伪影,图3B为使用本发明提供的方法对准直器中心位置进行快速补偿定位后得到的扫描图像,图中没有环状伪影。该拍摄状态为:CT机球管高压是120kV,球管管电流是80mA,扫描架旋转速度是1.0s每转,窗宽/窗位是100/-1000。
本发明解决了现有CT机复杂扫描条件下焦点漂移差异对扫描图像带来的影响。
最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种CT机准直器快速补偿定位方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1:每次CT扫描开始前判断是否是第一次扫描,如果是第一次扫描,将CT准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;如果不是第一次扫描,则执行S2步骤;
S2:读取当前状态CT机参数,以及上一次扫描结束时CT机参数;将当前和上一次扫描结束时CT机参数进行比较;
如果参数不一致,则视本次扫描为“第一次扫描”直接调用系统默认配置参数,将准直器挡片开口大小和中心位置设置为系统默认的配置参数,开始CT扫描;
否则,则执行S3步骤;
S3:将上一次扫描结束时准直器的开口大小和中心位置作为本次扫描准直器开口大小和中心位置的初始值;
S4:根据线性拟合关系以及不同的热容条件,计算球管焦点位置的热漂移量;
S5:将S3步骤中得到的准直器中心位置的初始值加上S4步骤中得到的球管焦点位置的热漂移量,作为修正后的本次扫描准直器的中心位置参数。
2.根据权利要求1所述的CT机准直器快速补偿定位方法,其特征在于:所述步骤S4根据线性拟合关系以及不同热容条件,计算球管焦点位置的热漂移量为:
[zoffset]=f(HS1,HS2)=(HS2-HS1)/10%*ratioD;
其中,zoffset是焦点位置的热漂移量,单位为毫米;HS1为上一次扫描时CT机热熔值,HS2为当前状态CT机热容值;ratioD是根据具体球管类型实际测量得到的热容相差10%对应的焦点位置的热漂移值,单位为毫米。
3.根据权利要求1所述的CT机准直器快速补偿定位方法,其特征在于:所述步骤S2中读取的CT机参数包括X射线球管的高压值、准直器开口大小、扫描架倾斜角度、扫描架旋转转速、准直器焦点尺寸及球管类型、CT机热容值。
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