CN108937976A - X射线系统、测量x射线管的焦点的偏移的方法、准直器 - Google Patents

X射线系统、测量x射线管的焦点的偏移的方法、准直器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器。该X射线系统包括：一X射线管，其具有一焦点；一屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；一探测器，其在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从所述焦点发射并透过所述小孔的X射线，从而探测到所述焦点在所述探测器上的投影处的光强；一计算单元，其计算所述X射线管分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心。本发明的X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器能在系统层面定量地测量焦点的二维位置或移动。据此信息，可对系统做进一步调整来获得更好的焦点稳定性。该信息是故障查找的一个线索和系统性能改进的指引。

Description

X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器
技术领域
本发明涉及X射线医学成像。
背景技术
在X射线系统——特别是X射线管旋转的X射线系统——中，焦点稳定性与图像质量密切相关。因此，知悉焦点在扫描期间如何移动是至关重要的。目前采用的方法，例如采用位置传感器或拍片法，仅仅在部件层面测量焦点移动，而这并不和图像质量直接相关。同时，这些方法一般只在一个方向上测量焦点位置。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器。
根据本发明的第一方面，提供一种X射线系统，包括：一X射线管，其具有一焦点；一屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；一探测器，其在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从所述焦点发射并透过所述小孔的X射线，从而探测到所述焦点在所述探测器上的投影处的光强；一计算单元，其计算所述X射线管分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心。
在一实施例中，所述计算单元根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述X射线管在所述第一位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是所述X射线管在所述第二位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，i从1变化至所述探测器在所述第一方向上的单元数，j从1变化至所述探测器在所述第二方向上的单元数，I1(i,j)是所述X射线管在所述第一位置时所述探测器在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是所述X射线管在所述第二位置时所述探测器在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强。
在一实施例中，所述计算单元还根据所述X射线管分别在所述第一位置和第二位置时的所述光强的质心，以及所述X射线管、所述小孔和探测器之间的几何关系，计算所述焦点在所述第一方向和第二方向上的相对位置。
在一实施例中，所述第一方向是通道方向，所述第二方向是排方向。
根据本发明的第二方面，提供一种测量X射线管的焦点的偏移的方法，包括：提供一屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；提供一探测器，其在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从所述焦点发射并透过所述小孔的X射线，从而探测到所述焦点在所述探测器上的投影处的光强；计算所述X射线管分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心。
在一实施例中，所述计算所述X射线管分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心包括根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述X射线管在所述第一位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是所述X射线管在所述第二位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，i从1变化至所述探测器在所述第一方向上的单元数，j从1变化至所述探测器在所述第二方向上的单元数，I1(i,j)是所述X射线管在所述第一位置时所述探测器在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是所述X射线管在所述第二位置时所述探测器在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强。
在一实施例中，所述的方法还包括：根据所述X射线管分别在所述第一位置和第二位置时的所述光强的质心，以及所述X射线管、所述小孔和探测器之间的几何关系，计算所述焦点在所述第一方向和第二方向上的相对位置。
在一实施例中，所述第一方向是通道方向，所述第二方向是排方向。
根据本发明的第三方面，提供一种准直器，包括：一屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔用于透过一焦点发射的X射线，所述小孔小于所述焦点。
本发明的X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器能在系统层面定量地测量焦点的二维位置或移动。据此信息，可对系统做进一步调整来获得更好的焦点稳定性。该信息是故障查找的一个线索，系统性能改进的指引，也是在系统层面进行质量控制的简单直接的方法。焦点偏移的准确预测也使更高的图像质量成为可能。
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为根据本发明的一实施例的X射线系统的示意图。
图2为根据本发明的该实施例的测量X射线管的焦点的偏移的方法的流程图。
图3为图1所示的X射线系统和图2所示的方法中的探测器上的光强的示意图。
图4为图1所示的X射线系统和图2所示的方法中的各排探测器单元在不同通道的光强的示意图。
在上述附图中，所采用的附图标记如下：
100 X射线系统 108 小孔
102 X射线管 110 探测器
104 焦点 112 计算单元
106 屏蔽板 200 测量X射线管的焦点的偏移的方法
S202、S204、S206、S208 步骤
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1为根据本发明的一实施例的X射线系统100的示意图。如图1所示，X射线系统100包括一X射线管102、一屏蔽板106、一探测器110和一计算单元112。X射线管102、屏蔽板106和探测器110布置在一直线上。X射线管102具有一第一位置和一第二位置。在本实施例中，X射线系统100是一CT系统，X射线管102、屏蔽板106和探测器110围绕一旋转中心在XY平面内旋转。X射线管102具有一焦点104，屏蔽板106具有一小孔108，用于透过焦点104发射的X射线。小孔108小于焦点104。屏蔽板106可以是一准直器的一部分，或者说，小孔108可以设置在一准直器的某一屏蔽板上。
探测器110在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从焦点104发射并透过小孔108的X射线，从而探测到焦点104在探测器110上的投影处的光强。在本实施例中，第一方向是通道(channel)方向，也即旋转方向，第二方向是排(row)方向，也即Z方向。图3为图1所示的X射线系统100中的探测器110上的光强的示意图，图中以颜色表示光强。图4为图1所示的X射线系统100中的各排探测器单元在不同通道的光强的示意图，图中不同颜色的线表示相应排的探测器单元上的光强。
计算单元112计算X射线管102分别在第一位置和第二位置时的光强的质心。在本实施例中，计算单元112根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是X射线管102在第一位置时光强的质心分别在第一方向和第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是X射线管102在第二位置时光强的质心分别在第一方向和第二方向上的分量，i从1变化至探测器110在第一方向上的单元数，j从1变化至探测器110在第二方向上的单元数，I1(i,j)是X射线管102在第一位置时探测器110在第一方向上第i个、在第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是X射线管102在第二位置时探测器110在第一方向上第i个、在第二方向上第j个单元上的光强。
X射线管102在第一位置时光强的质心(COGD1,P1,COGD2,P1)和X射线管102在第二位置时光强的质心(COGD1,P2,COGD2,P2)的差值表示了两种情况下焦点的偏移。
计算单元112还可以根据X射线管102分别在第一位置和第二位置时的光强的质心，以及X射线管102、小孔108和探测器110之间的几何关系，计算焦点104在第一方向和第二方向上的相对位置。
上述实施例也体现了一种测量X射线管102的焦点104的偏移的方法200。图2为根据本发明的该实施例的测量X射线管102的焦点104的偏移的方法200的流程图。如图2所示，方法200包括步骤S202、步骤S204和步骤S206.
在步骤S202中，提供屏蔽板106，其具有小孔108。
在步骤S204中，提供探测器110，其在第一方向和第二方向上延伸，接收从焦点104发射并透过小孔108的X射线，从而探测到焦点104在探测器110上的投影处的光强。
在步骤S206中，计算X射线管102分别在一第一位置和一第二位置时的光强的质心。在本实施例中，可根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是X射线管102在第一位置时光强的质心分别在第一方向和第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是X射线管102在第二位置时光强的质心分别在第一方向和第二方向上的分量，i从1变化至探测器110在第一方向上的单元数，j从1变化至探测器110在第二方向上的单元数，I1(i,j)是X射线管102在第一位置时探测器110在第一方向上第i个、在第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是X射线管102在第二位置时探测器110在第一方向上第i个、在第二方向上第j个单元上的光强。
X射线管102在第一位置时光强的质心(COGD1,P1,COGD2,P1)和X射线管102在第二位置时光强的质心(COGD1,P2,COGD2,P2)的差值表示了两种情况下焦点的偏移。
方法200还可包括步骤S208。在步骤S208中，根据X射线管102分别在第一位置和第二位置时的光强的质心，以及X射线管102、小孔108和探测器110之间的几何关系，计算焦点104在第一方向和第二方向上的相对位置。
本发明的X射线系统、测量X射线管的焦点的偏移的方法、准直器能在系统层面定量地测量焦点的二维位置或移动。据此信息，可对系统做进一步调整来获得更好的焦点稳定性。该信息是故障查找的一个线索，系统性能改进的指引，也是在系统层面进行质量控制的简单直接的方法。焦点偏移的准确预测也使更高的图像质量成为可能。
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 (9)

1.一种X射线系统(100)，包括：
一X射线管(102)，其具有一焦点(104)；
一屏蔽板(106)，其具有一小孔(108)，所述小孔(108)小于所述焦点(104)；
一探测器(110)，其在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从所述焦点(104)发射并透过所述小孔(108)的X射线，从而探测到所述焦点(104)在所述探测器(110)上的投影处的光强；
一计算单元(112)，其计算所述X射线管(102)分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心。
2.如权利要求1所述的X射线系统(100)，其特征是，所述计算单元(112)根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述X射线管(102)在所述第一位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是所述X射线管(102)在所述第二位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，i从1变化至所述探测器(110)在所述第一方向上的单元数，j从1变化至所述探测器(110)在所述第二方向上的单元数，I1(i,j)是所述X射线管(102)在所述第一位置时所述探测器(110)在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是所述X射线管(102)在所述第二位置时所述探测器(110)在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强。
3.如权利要求1所述的X射线系统(100)，其特征是，所述计算单元(112)还根据所述X射线管(102)分别在所述第一位置和第二位置时的所述光强的质心，以及所述X射线管(102)、所述小孔(108)和探测器(110)之间的几何关系，计算所述焦点(104)在所述第一方向和第二方向上的相对位置。
4.如权利要求1所述的X射线系统(100)，其特征是，所述第一方向是通道方向，所述第二方向是排方向。
5.一种测量X射线管(102)的焦点(104)的偏移的方法(200)，包括：
提供一屏蔽板(106)，其具有一小孔(108)，所述小孔(108)小于所述焦点(104)；
提供一探测器(110)，其在一第一方向和一第二方向上延伸，接收从所述焦点(104)发射并透过所述小孔(108)的X射线，从而探测到所述焦点(104)在所述探测器(110)上的投影处的光强；
计算所述X射线管(102)分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心。
6.如权利要求5所述的方法(200)，其特征是，所述计算所述X射线管(102)分别在一第一位置和一第二位置时的所述光强的质心包括根据下式计算质心：
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述X射线管(102)在所述第一位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，COGD1,P2、COGD2,P2是所述X射线管(102)在所述第二位置时所述光强的质心分别在所述第一方向和所述第二方向上的分量，i从1变化至所述探测器(110)在所述第一方向上的单元数，j从1变化至所述探测器(110)在所述第二方向上的单元数，I1(i,j)是所述X射线管(102)在所述第一位置时所述探测器(110)在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强，I2(i,j)是所述X射线管(102)在所述第二位置时所述探测器(110)在所述第一方向上第i个、在所述第二方向上第j个单元上的光强。
7.如权利要求5所述的方法(200)，其特征是，还包括：
根据所述X射线管(102)分别在所述第一位置和第二位置时的所述光强的质心，以及所述X射线管(102)、所述小孔(108)和探测器(110)之间的几何关系，计算所述焦点(104)在所述第一方向和第二方向上的相对位置。
8.如权利要求5所述的方法(200)，其特征是，所述第一方向是通道方向，所述第二方向是排方向。
9.一种准直器，包括：
一屏蔽板(106)，其具有一小孔(108)，所述小孔(108)用于透过一焦点(104)发射的X射线，所述小孔(108)小于所述焦点(104)。
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