CN108742669A - X光机的卧位成像校正方法以及x光机 - Google Patents

X光机的卧位成像校正方法以及x光机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种X光机的卧位成像校正方法，包括以下步骤：沿三维坐标系中的第一水平轴向，移动探测器从位于床板内的第一位置至床板外的第二位置；移动限束器以使其光野中心和探测器在第二位置的有效成像区域中心对准；获取运动相关参数，包括探测器沿第一水平轴向移动的距离以及当限束器与处于第二位置的探测器对准时对应于限束器的第一编码器的值，第一编码器与第一水平轴向上的运动关联；基于运动相关参数，获得当限束器与位于第一位置时的探测器对准时的第一编码器的值，并将其作为限束器在第一水平轴向上的参考位置。上述正方法，通过将探测器移动至床板外侧对限束器的光野中心和探测器进行校正，方便简单。本发明还涉及一种X光机。

Description

X光机的卧位成像校正方法以及X光机
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种X光机的卧位成像校正方法以及X光机。
背景技术
X光机在对患者检测时，需要将对探测器和限束器进行校正，使得探测器的有效成像区域的中心和限束器的光野的中心对准。
然而，对于卧位拍摄而言，需要将摄影床的床板移动至一边，然后对限束器和设置在摄影床上的探测器进行对准，对准过程较为繁琐，效率低。
发明内容
基于此，提供一种X光机卧位成像校正方法、X光机及存储介质，以方便将探测器与限束器校正，提高工作效率。
根据本发明的一个方面，公开了一种X光机的卧位成像校正方法，所述X光机包括限束器与探测器，包括以下步骤：
沿三维坐标系中的其第一水平轴向，移动探测器从位于床板内的第一位置至床板外的第二位置；
移动限束器以使所述限束器的光野中心和所述探测器在所述第二位置的有效成像区域中心对准；
获取运动相关参数，其中，所述运动相关参数包括所述探测器沿所述第一水平轴向移动的距离以及当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时对应于所述限束器的第一编码器的值，所述第一编码器与所述第一水平轴向上的运动关联；
基于所述运动相关参数，获得当所述限束器与位于所述第一位置时的所述探测器对准时的所述第一编码器的值，并将其作为所述限束器在第一水平轴向上的参考位置。
具体地，当所述探测器处于所述第一位置时，所述探测器在第一水平轴向上位于第一水平轴向上的参考位置。进一步地，在所述移动探测器从位于床板内的第一位置至床板外的第二位置之前还包括以下步骤：沿三维坐标系中的第二水平轴向移动探测器至在第二水平轴向上的参考位置。更进一步地，第一水平轴向上的参考位置与在第二水平轴向上的参考位置是重合的。
进一步地，对应于所述限束器的编码器还包括第二编码器和第三编码器，对应于所述探测器的编码器包括第四编码器和第五编码器，其中，第二编码器和第四编码器与第二水平轴向上的运动关联，所述第三编码器和第五编码器与竖直轴向上的运动关联。更进一步地，所述探测器沿第一水平轴向移动的距离S以及所述探测器与所述限束器在所述第二位置对准时，对应于所述限束器的第一编码器值的Ey1，与所述探测器与所述限束器在所述探测器位于第一位置对准时，对应于所述限束器的编码器的值Ey2，满足以下关系：Ey2＝Ey1+S×K，其中，K为对应于所述限束器的第一编码器的值和所述限束器在第一水平轴向上的实际位置变化之间的线性比例系数。
根据一种实施例，当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，所述第二编码器的值作为所述限束器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，所述第三编码器的值作为所述限束器在竖直轴向上的参考位置。
根据一种实施例，当所述探测器位于所述第二位置时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，所述第四编码器的值作为所述探测器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述探测器位于所述第二位置时，所述第五编码器的值作为所述探测器在竖直轴向上的参考位置。
根据一种实施例，对应探测器的编码器还包括第六编码器，其与所述第一水平轴向的运动相关联，当所述探测器位于所述第二位置时，所述第六编码器的值作为所述探测器在第一水平轴向上的参考位置。
根据本发明的另一方面，公开了一种X光机，包括卧位扫描系统及计算机，其中计算机包括处理器、存储介质及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可用于执行一种X光机的卧位成像校正方法，所述方法如上所述。
本发明的X光机卧位的成像校正方法以及X光机，通过将探测器移动至床板外侧，然后将限束器的光野中心和探测器的有效成像区域中心对准，获取对准后的限束器及探测器的参数，即可实现对限束器和探测器进行校正，该校正过程方便简单，效率高。
附图说明
图1是本发明实施例的X光机卧位成像校正方法的流程图。
图2为本发明实施例的X光机中的升降床结构示意图。
图3为本发明实施例的X光机中的悬吊架结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参见图1，本发明提供一种X光机卧位成像校正方法，用于校正X光机中的限束器与探测器，包括以下步骤：
步骤S1：沿三维坐标系中的第一水平轴向移动探测器从床板内侧的第一位置至床板外侧的第二位置。探测器位于床板外侧时，需要确保床板不会遮挡探测器的有效成像区域中心。
步骤S2：移动限束器至限束器的光野中心和探测器的有效成像区域中心对准。在该过程中，在竖直方向限束器与探测器之间距离达到常规测试所需的预定间距，该预定间距可以是常用的拍摄间距，该预定距离通常可以为100cm。在步骤S1和步骤S2中，探测器在床板下方的位置可以称为探测器的第一位置，探测器在床板外侧被校正的位置可以称为探测器的第二位置(或者探测器的校正位置)，对应地，与该探测器的第二位置彼此中心对准的限束器的位置可以称为限束器的校正位置。
步骤S3：获取运动相关参数，其中，该运动相关参数至少包括探测器沿该第一水平轴向移动的距离和当限束器与处于第二位置的探测器对准时对应于限束器的第一编码器的值，第一编码器与所述第一水平轴向上的运动关联。
步骤S4：基于运动相关参数，获得当限束器与位于第一位置时的探测器对准时的第一编码器的值，并将其作为限束器在第一水平轴向上的参考位置。
在本实施例中，将位于第一位置处的探测器沿着上述水平方向从床板下方拉出至床板外侧的第二位置，再根据在第二位置获取的参数推算出在参考位置的参数。其中，第一位置可以视为后续移动构成成像组件的探测器或限束器的参考位置，该参考位置可以选取为升降床的中心位置。通常地，X光机的卧位测试过程中所使用的三维坐标系，是以升降床的中心位置为参考位置，这样，该参考位置可以作为坐标原点，后续使用过程中的空间位置变化，都需要以该坐标原点为基准。所以，在限束器和探测器进行校正时，现有技术需要将探测器移动至前述坐标原点，然后对限束器和探测器进行校正，获取探测器在位于坐标原点时，限束器和探测器对准状态下的相关参数。而在本发明中，无需将探测器移动到参考位置，而是从床板中心拉出来进行校正，得到校正位置的参数后，再推算出在参考位置处的参数，接着即可以移动上述成像组件的任一元件，如探测器或限束器，到任一指定位置处。
在本实施例中，当探测器在第一位置时，该探测器在第一水平轴向上对应于第一水平轴向上的参考位置。优选地，在步骤S1之前，还包括将探测器移动至在与第一水平轴向垂直的第二水平轴向上的参考位置，更优选地，该第二水平轴向上的参考位置可以与第一水平轴向上的参考位置是重合的，即，升降床的中心位置。
具体地，本发明在步骤S1之前还包括以下步骤：
沿三维坐标系中的第二水平轴向移动探测器至第二水平轴向上的参考位置；
以及沿三维坐标系中的竖直轴向，将探测器移动至预定高度。
可以理解，为了方便起见，该第一水平轴向上的参考位置和第二水平轴向上的参考位置在离地面限定的水平面的预定高度处的水平面上是重合的，例如，处于升降床的中心位置处。
可以理解，探测器可以随着升降床升降的，为了将探测器移动到预定高度，可以直接对升降床予以升降操作。
其中，在第二水平轴向方向上通常在床上示出与升降床的中心位置对准的标记，前述预定高度，例如，可以被配置为60cm，这样的距离可以方便待检测人员躺在床板上。
具体地，如图2所示，探测器放置在托盘10上并位于床板11的下方，且托盘10在位于床板11下方时，托盘10在床板11的短轴方向上通常通过机械结构与床板11固定，托盘10在床板11的长轴方向上与床板11滑动连接。床板11的长轴和短轴为三维坐标系中的两个水平轴，在三维坐标系内，X轴和Y轴为水平，Z轴为竖直轴，在本实施例中，床板11的长轴为X轴，短轴为Y轴。沿着Y轴或者平行于Y轴的方向可以称为第一水平轴向，沿着X轴或者平行于X轴的方向可以称为第二水平轴向，沿着Z轴或者平行于Z轴的方向可以称为竖直方向。
由于探测器在床板11下方时可以通过托盘10沿着X轴自由移动，而在Y轴方向，托盘10与床板11之间通过机械结构固定，只有当托盘10与床板11解锁后，托盘10才可以沿着Y轴移动至床板11外侧，即，探测器在位于床板11的下方时，在Y轴上，位置是固定的，所以，在本实施例中，无需加设与探测器运动关联的Y轴编码器。
在本实施例中，对应于限束器的编码器包括X轴编码器(第二编码器)、Y轴编码器(第一编码器)和Z轴编码器(第三编码器)，对应于探测器的编码器包括X轴编码器(第四编码器)和Z轴编码器(第五编码器)。
进一步地，无论是将探测器沿着Y轴从升降床的中心位置移动至床板11的外侧，还是将探测器沿着Y轴方向从床板11的外侧移动至床板11下方并位于升降床的中心位置处，在该过程中，探测器在X轴上以及Z轴上的坐标没有发生变化，即对应于探测器的X轴编码器的数值及Z轴编码器的数值不会变化。
可以理解，限束器当与探测器的第一位置对准时，其Y轴的位置可以基于对应于限束器在与处于第二位置的探测器对准时的Y轴编码器的数值以及探测器从第一位置移动到第二位置的距离来计算得到。
具体地，对应于限束器的Y轴编码器的数值与限束器在Y轴的实际位置变化之间满足关系：E2＝K*y+E1，(1)
其中，K为对应于限束器的Y轴编码器的数值与限束器在Y轴上的实际位置变化之间的线性比例系数，y为实际移动距离，E2为编码器的当前数值，E1为编码器在移动前的数值，根据该公式可以确定，实际移动距离变化量Δy与编码器的数值变化量ΔE满足关系：
ΔE＝K*Δy。(2)
故，可以根据探测器沿Y轴移动的距离、以及探测器在第二位置与限束器对准时对应于限束器的Y轴编码器的值，确定出探测器与限束器在探测器位于第一位置对准时，对应于限束器的Y轴编码器的值。
具体地，设定探测器沿Y轴移动的距离为S，探测器与限束器在探测器位于第二位置对准时对应于限束器的Y轴编码器的值Ey1，探测器与限束器在探测器位于第一位置对准时，对应于限束器的Y轴编码器的值Ey2，
其中，Ey2＝Ey1+S×K。(3)
而限束器与探测器在探测器位于第一位置对准时，对应于限束器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值，以及对应于探测器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值，等于探测器与限束器在探测器位于第二位置对准时，对应于限束器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值，以及对应于探测器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值。探测器与限束器在探测器位于第二位置对准时，对应于限束器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值，以及对应于探测器的X轴编码器的值与Z轴编码器的值可以直接读取。
当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，对应于限束器的X轴编码器的值作为所述限束器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，对应于限束器的Z轴编码器的值作为所述限束器在竖直轴向上的参考位置。
当所述探测器位于所述第二位置时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，对应于探测器的X轴编码器的值作为所述探测器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述探测器位于所述第二位置时，对应于探测器的Z轴编码器值作为所述探测器在竖直轴向上的参考位置。
在其他实施例中，对应探测器的编码器还包括Y轴编码器(第六编码器)，对应探测器的Y轴编码器与所述第一水平轴向的运动相关联，当所述探测器位于所述第二位置时，对应探测器的Y轴编码器的值作为所述探测器在第一水平轴向上的参考位置，探测器在第一位置时，对应探测器的Y轴编码器的值也可以通过计算对应限束器的Y轴编码器的值的方式获取，具体内容在此不再赘述。
在本实施例中，探测器可以沿着X轴向移动，因此，对探测器的X轴进行校正是必要的。在本实施例中，床板11在纵向延伸方向上具有中心标记线，探测器的第一位置和第二位置均被配置成使得其与前述中心标记线对准，该纵向延伸方向即为X轴方向，这样，可以将探测器处于第二位置时与探测器运动关联的X轴编码器的值作为参考值。例如，该参考值可以对应于探测器运动时X轴坐标为0的编码器值。可以理解，前述标记线不一定是床板在纵向延伸方向的中心。
在本实施例中，探测器的第一位置和第二位置均被配置成使得其与地面限定的水平面有诸如60cm的预定距离，因此，可以将探测器处于第二位置时与探测器运动关联的Z轴编码器的值作为参考值，该参考值可以对应于探测器运动时Z轴坐标为60的编码器值。可以理解，这个距离值可以为其他数值，单位也不是必需的，例如，当实际距离为60cm时，对应的坐标值可以为600，对应的编码器值可以是读数，诸如300。
在本实施例中，因为在拍摄图像时，探测器没有在Y轴运动的必要，所以在此不包括与探测器运动相关联的Y轴编码器。然而，本领域普通技术人员可以理解，如果探测器的运动在Y轴上也是任意的，那么，也需要设置与探测器运动关联的Y轴编码器并根据前文的方法予以校准。例如，基于探测器在第二位置时Y轴编码器的值和探测器在Y轴伸出的距离推算出探测器在第一位置时编码器的值，该值可以作为与坐标值为0对应的编码器值。
在本实施例中，限束器在Z向上比探测器高100cm的平行平面上移动，即，比地面限定的水平面高160cm，限束器在校正位置时，与限束器关联的X轴和Z轴编码器的值可以视为当限束器在与处于第一位置的探测器对准时的编码器值，并作为参考值。例如，该参考值对应于限束器运动时X轴坐标为0、Z轴坐标为160的编码器值。
在本实施例中，限束器在与处于第一位置的探测器对准时的Y轴编码器值的计算方法已经在前文叙述过，在此不再予以赘述。
根据前述的校正方法，就得到探测器的坐标与和其关联的编码器值的关系，以及限束器的坐标与和其关联的编码器值的关系。根据该关系，探测器和限束器可以根据医生给定的坐标位置分别运动到对应位置处，并且也能够准确地回到参考位置。
本发明还涉及一种X光机，包括卧位扫描系统以及计算机，其中计算机包括处理器、存储介质及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行存储的程序时可用于执行上述的X光机卧位成像校正方法。
具体地，请参见图2和图3，卧位扫描系统包括用于供卧位检测的升降床1及悬吊架2。升降床1的结构以在前述中进行了相应介绍，在此不再赘述。悬吊架2上设有X射线球管21以及安装在X射线球管21的射线出口的限束器22。限束器22用于控制X射线球管21的射野尺寸。限束器22的位置调整具体通过移动悬吊架2来实现。对应于限束器22的编码器实际是用于获取悬吊架2的移动数据。相应地，探测器的位置调整通过升降床1的升降以及托盘11的移动来实现的，即对应于探测器的X轴编码器实际是用于获取托盘11在X轴向上的移动数据，对应于探测器的Z轴编码器实际是用于获取升降床1在竖直方向上的移动数据。
本发明的X光机卧位的成像校正方法以及X光机，通过将探测器移动至床板外侧，然后将限束器的光野中心和探测器的有效成像区域中心对准，获取对准后的限束器及探测器的参数，即可实现对限束器和探测器进行校正，该校正过程方便简单，效率高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种X光机的卧位成像校正方法，所述X光机包括限束器与探测器，其特征在于，包括以下步骤：
沿三维坐标系中的第一水平轴向，移动探测器从位于床板内的第一位置至床板外的第二位置；
移动限束器以使所述限束器的光野中心和所述探测器在所述第二位置的有效成像区域中心对准；
获取运动相关参数，其中，所述运动相关参数包括所述探测器沿所述第一水平轴向移动的距离以及当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时对应于所述限束器的第一编码器的值，所述第一编码器与所述第一水平轴向上的运动关联；以及
基于所述运动相关参数，获得当所述限束器与位于所述第一位置时的所述探测器对准时的所述第一编码器的值，并将其作为所述限束器在第一水平轴向上的参考位置。
2.如权利要求1所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，当所述探测器处于所述第一位置时，所述探测器在第一水平轴向上位于第一水平轴向上的参考位置。
3.如权利要求2所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，在所述移动探测器从位于床板内的第一位置至床板外的第二位置之前还包括以下步骤：
沿三维坐标系中的第二水平轴向移动探测器至在第二水平轴向上的参考位置。
4.如权利要求3所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，第一水平轴向上的参考位置与在第二水平轴向上的参考位置是重合的。
5.如权利要求1所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，对应于所述限束器的编码器还包括第二编码器和第三编码器，对应于所述探测器的编码器包括第四编码器和第五编码器，其中，第二编码器和第四编码器与第二水平轴向上的运动关联，所述第三编码器和第五编码器与竖直轴向上的运动关联。
6.如权利要求5所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，所述探测器沿第一水平轴向移动的距离S以及所述探测器与所述限束器在所述第二位置对准时，对应于所述限束器的第一编码器值的Ey1，与所述探测器与所述限束器在所述探测器位于第一位置对准时，对应于所述限束器的编码器的值Ey2，满足以下关系：
Ey2＝Ey1+S×K，
其中，K为对应于所述限束器的第一编码器的值和所述限束器在第一水平轴向上的实际位置变化之间的线性比例系数。
7.如权利要求5所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，所述第二编码器的值作为所述限束器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述限束器与处于所述第二位置的所述探测器对准时，所述第三编码器的值作为所述限束器在竖直轴向上的参考位置。
8.如权利要求5所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，当所述探测器位于所述第二位置时，所述探测器的有效成像区域中心与所述第二水平轴向上的参考位置对准，所述第四编码器的值作为所述探测器在第二水平轴向上的参考位置；和/或者当所述探测器位于所述第二位置时，所述第五编码器的值作为所述探测器在竖直轴向上的参考位置。
9.如权利要求5所述的X光机的卧位成像校正方法，其特征在于，对应探测器的编码器还包括第六编码器，其与所述第一水平轴向的运动相关联，当所述探测器位于所述第二位置时，所述第六编码器的值作为所述探测器在第一水平轴向上的参考位置。
10.一种X光机，包括卧位扫描系统及计算机，其中计算机包括处理器、存储介质及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时可用于执行一种X光机的卧位成像校正方法，所述方法如权利要求1-9所述。
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