CN108937993B - X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法 - Google Patents

X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X射线系统和测量一准直屏蔽板的移动精度的方法。该X射线系统包括：一X射线管，其具有一焦点；一准直屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；一驱动单元，其驱动所述小孔先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自所述第二位置移动相同距离至一第三位置；一探测器，其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，其计算所述小孔分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心。本发明的X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法能在系统层面定量且直接地测量准直屏蔽板的移动精度。

Description

X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法
技术领域
本发明涉及X射线系统，特别是其准直器。
背景技术
在CT扫描器中，准直器需要很高的精度和移动精确性，否则会产生不良的成像和不必要的辐射剂量。因此，经常性地监控准直器的移动精确性是至关重要的。
目前通常采用的方式是设置位置传感器。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种X射线系统和测量一准直屏蔽板的移动精度的方法。
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；一准直屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；一驱动单元，其驱动所述小孔先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自所述第二位置移动相同距离至一第三位置；一探测器，其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，其计算所述小孔分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心。
在一实施例中，所述探测器沿一第一方向和一第二方向延伸，所述计算单元根据下式计算质心：
Figure BDA0001306802870000011
Figure BDA0001306802870000012
Figure BDA0001306802870000013
Figure BDA0001306802870000014
Figure BDA0001306802870000015
Figure BDA0001306802870000016
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述小孔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,P3、COGD2,P3是所述小孔在所述第三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)是所述小孔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，I3(i,j)是所述小孔在所述第三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，提供一种测量一准直屏蔽板的移动精度的方法，包括：提供一X射线管，其具有一焦点；在所述准直屏蔽板设置一小孔，所述小孔小于所述焦点；驱动所述小孔先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自所述第二位置移动相同距离至一第三位置；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的投影处的光强；计算所述小孔分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心。
在一实施例中，以一探测器接收X射线并探测光强，所述探测器沿一第一方向和一第二方向延伸，所述计算所述小孔分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心包括根据下式计算质心：
Figure BDA0001306802870000021
Figure BDA0001306802870000022
Figure BDA0001306802870000023
Figure BDA0001306802870000024
Figure BDA0001306802870000025
Figure BDA0001306802870000026
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述小孔(108)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,P3、COGD2,P3是所述小孔(108)在所述第三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)是所述小孔(108)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，I3(i,j)是所述小孔(108)在所述第三位置时所述探测器(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。
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。
从上述方案中可以看出，本发明的X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法能在系统层面定量且直接地测量准直屏蔽板的移动精度。据此信息，可在必要时维护准直器，以获得更好的移动精度，确保图像质量并减少不必要的辐射剂量。
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移动小孔的示意图。
图3为根据本发明的该实施例的测量一准直屏蔽板的移动精度的方法的流程图。
图4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5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
105 准直器 200 方法
106 准直屏蔽板 S202、S204、S206、S208、S210 步骤
107 驱动单元
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、一准直屏蔽板106、一驱动单元107、一探测器110和一计算单元112。准直屏蔽板106可以是一准直器105的一部分。准直屏蔽板106可以是一具有一条或复数条准直缝的平板，也可以是一平行于探测器110的通道的弧形叶片(blade)。X射线管102、准直屏蔽板106和探测器110布置在一直线上。在本实施例中，X射线系统100是一CT系统，X射线管102、准直屏蔽板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，准直屏蔽板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。
驱动单元107驱动小孔108先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自第二位置移动相同距离至一第三位置。图2为根据本发明的该实施例的移动小孔108的示意图。一开始小孔108处于第一位置，此时，通过小孔108的X射线在探测器110上具有一个投影，该投影的各处具有相应的光强。然后，先沿预设方向(z方向)移动预设距离D，再沿相反的方向自第二位置移动相同距离至第三位置。理想情况下，第三位置和第一位置重合，但事实并非如此，总有一点的偏移。小孔108的偏移导致相应的光强的质心的偏移，如图2所示，质心的偏移用s表示。
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4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5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计算小孔108分别在第一位置和第三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：
Figure BDA0001306802870000041
Figure BDA0001306802870000042
Figure BDA0001306802870000043
Figure BDA0001306802870000044
Figure BDA0001306802870000045
Figure BDA0001306802870000051
其中COGD1,P1、COGD2,P1是小孔108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,P3、COGD2,P3是小孔108在第三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)是小孔108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，I3(i,j)是小孔108在第三位置时探测器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。
小孔108在第一位置时光强的质心(COGD1,P1,COGD2,P1)和小孔108在第三位置时光强的质心(COGD1,P3,COGD2,P3)的差值指示了两种情况下小孔108的偏移。
上述实施例也体现了一种测量准直屏蔽板106的移动精度的方法200。图3为根据本发明的该实施例的测量准直屏蔽板106的移动精度的方法200的流程图。如图3所示，方法200包括步骤S202、步骤S204、步骤S206、步骤S208和步骤S210.
在步骤S202中，提供X射线管102，其具有焦点104。
在步骤S204中，在准直屏蔽板106上设置小孔108，小孔108小于焦点104。
在步骤S206中，驱动小孔108先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自第二位置移动相同距离至一第三位置。
在步骤S208中，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的投影处的光强。
在步骤S210中，计算小孔108分别在第一位置和第三位置时的光强的质心。
在本实施例中，可根据下式计算质心：
Figure BDA0001306802870000052
Figure BDA0001306802870000053
Figure BDA0001306802870000054
Figure BDA0001306802870000055
Figure BDA0001306802870000061
Figure BDA0001306802870000062
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述小孔(108)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,P3、COGD2,P3是所述小孔(108)在所述第三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)是所述小孔(108)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，I3(i,j)是所述小孔(108)在所述第三位置时所述探测器(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。
小孔108在第一位置时光强的质心(COGD1,P1,COGD2,P1)和小孔108在第三位置时光强的质心(COGD1,P3,COGD2,P3)的差值指示了两种情况下小孔108的偏移。
本发明的X射线系统和测量准直屏蔽板的移动精度的方法能在系统层面定量且直接地测量准直屏蔽板的移动精度。据此信息，可在必要时维护准直器，以获得更好的移动精度，确保图像质量并减少不必要的辐射剂量。
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 (6)

1.一种X射线系统(100)，包括：
一X射线管(102)，其具有一焦点(104)；
一准直屏蔽板(106)，其具有一小孔(108)，所述小孔(108)小于所述焦点(104)；
一驱动单元(107)，其驱动所述小孔(108)先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自所述第二位置移动相同距离至一第三位置；
一探测器(110)，其接收从所述焦点(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)，其计算所述小孔(108)分别在所述第一位置和第三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，所述探测器(110)沿一第一方向和一第二方向延伸，所述计算单元(112)根据下式计算质心：
Figure FDA0003108119610000011
Figure FDA0003108119610000012
Figure FDA0003108119610000013
Figure FDA0003108119610000014
Figure FDA0003108119610000015
Figure FDA0003108119610000016
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述小孔(108)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,P3、COGD2,P3是所述小孔(108)在所述第三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)是所述小孔(108)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，I3(i,j)是所述小孔(108)在所述第三位置时所述探测器(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2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。
4.一种测量一准直屏蔽板(106)的移动精度的方法(200)，包括：
提供一X射线管(102)，其具有一焦点(104)；
在所述准直屏蔽板(106)设置一小孔(108)，所述小孔(108)小于所述焦点(104)；
驱动所述小孔(108)先沿一预设方向自一第一位置移动一预设距离至一第二位置，再沿相反的方向自所述第二位置移动相同距离至一第三位置；
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)的投影处的光强；
计算所述小孔(108)分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心。
5.如权利要求4所述的方法(200)，其特征是，以一探测器(110)接收X射线并探测光强，所述探测器(110)沿一第一方向和一第二方向延伸，所述计算所述小孔(108)分别在所述第一位置和第三位置时的所述光强的质心包括根据下式计算质心：
Figure FDA0003108119610000021
Figure FDA0003108119610000022
Figure FDA0003108119610000023
Figure FDA0003108119610000024
Figure FDA0003108119610000025
Figure FDA0003108119610000026
其中COGD1,P1、COGD2,P1是所述小孔(108)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,P3、COGD2,P3是所述小孔(108)在所述第三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)是所述小孔(108)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，I3(i,j)是所述小孔(108)在所述第三位置时所述探测器(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。
6.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。
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