CN109009204A - 用于调节焦点位置的方法和系统 - Google Patents

用于调节焦点位置的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109009204A
CN109009204A CN201711011971.6A CN201711011971A CN109009204A CN 109009204 A CN109009204 A CN 109009204A CN 201711011971 A CN201711011971 A CN 201711011971A CN 109009204 A CN109009204 A CN 109009204A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray tube
focus
thermal capacity
relationship
voltage difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711011971.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109009204B (zh
Inventor
杜岩峰
刘颖彪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd filed Critical Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Publication of CN109009204A publication Critical patent/CN109009204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109009204B publication Critical patent/CN109009204B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/08—Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/06—Diaphragms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4021—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/587—Alignment of source unit to detector unit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/066—Details of electron optical components, e.g. cathode cups
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
    • H01J35/153—Spot position control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
    • H01J37/243—Beam current control or regulation circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30—Controlling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02—Constructional details

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

本公开涉及用于调节X射线管的焦点位置的方法和系统。该方法可包括：获得X射线管的第一热容量和焦点的第一位置；获得该X射线管的第二热容量；基于第二热容量来确定该X射线管的焦点的第二位置；基于焦点的第一位置和第二位置来确定该X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及基于该目标电网电压差来调节该X射线管。

Description

用于调节焦点位置的方法和系统
技术领域
本公开一般涉及用于调节X射线管的系统，尤其涉及用于调节X射线管的焦点位置的方法和系统。
背景技术
用于临床诊断的CT影像是基于检测器接收到的数据来获得的。在成像过程期间，一般假定了焦点的位置是固定的。在现实中，X射线管的焦点位置可能因该X射线管的热容量的改变而移位。焦点位置的移位或偏移可带来CT影像上的伪影，这可能会降低图像质量并且影响诊断结果。然而，焦点位置难以测量并且焦点位置的偏移难以校正。
发明内容
在本公开的一个方面，提供了一种方法。该方法可实现在包括至少一个处理器以及存储器的至少一个设备上。该方法可包括获得X射线管的第一热容量和焦点的第一位置；获得该X射线管的第二热容量；基于第二热容量来确定该X射线管的焦点的第二位置；基于焦点的第一位置和第二位置来确定该X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及基于该目标电网电压差来调节该X射线管。
在一些实施例中，第一热容量可以是参考热容量。
在一些实施例中，第一热容量的范围可以在0与最大热容量的20％之间。
在一些实施例中，确定焦点的第二位置可包括获得X射线管的焦点位置与热容量之间的第一关系；以及基于该X射线管的第二热容量和该第一关系来确定该X射线管的焦点的第二位置。
在一些实施例中，获得X射线管的焦点位置与热容量之间的第一关系可包括获得该X射线管的多个训练热容量；获得该X射线管的焦点的多个训练位置，其中该X射线管的焦点的该多个训练位置中的每一者分别对应于该X射线管的该多个训练热容量中的一者；以及基于该X射线管的该多个训练热容量和该X射线管的焦点的该多个对应的训练位置来标识第一关系。
在一些实施例中，获得焦点的多个训练位置可包括经由该X射线管的准直仪中的针孔来测量焦点的训练位置。
在一些实施例中，标识第一关系可包括基于该X射线管的该多个训练热容量和该X射线管的焦点的该多个对应的训练位置来执行映射、曲线拟合、内插、或机器学习。
在一些实施例中，获得X射线管的焦点的第一位置可包括基于第一热容量和第一关系来确定焦点的第一位置。
在一些实施例中，确定焦点的第二位置可包括：获得该X射线管的两个训练热容量，其中该两个训练热容量接近于第二热容量；获得该X射线管的焦点的与该X射线管的这两个训练热容量对应的两个训练位置；以及基于该X射线管的第二热容量、该X射线管的这两个训练热容量、以及该X射线管的焦点的这两个对应的训练位置来确定该X射线管的第二位置。
在一些实施例中，确定X射线管的聚焦罩的目标电网电压差可包括：获得该X射线管的聚焦罩的电网电压差与该X射线管的焦点位置之间的第二关系；以及基于该X射线管的焦点的第一位置和第二位置以及该第二关系来确定该X射线管的聚焦罩的目标电网电压差。
在一些实施例中，调节X射线管可包括将该X射线管的焦点从第二位置调节到第一位置。
在本公开的另一个方面，提供了一种系统。该系统可包括热容量捕获单元、焦点位置捕获单元、位置确定单元、电网电压差确定单元以及调节模块。热容量捕获单元可被配置成获得X射线管的第一热容量和第二热容量。焦点位置捕获单元可被配置成获得该X射线管的第二热容量。位置确定单元可被配置成基于第二热容量来确定该X射线管的焦点的第二位置。电网电压差确定单元可被配置成基于焦点的第一位置和第二位置来确定该X射线管的聚焦罩的目标电网电压差。调节模块可被配置成基于目标电网电压差来调节该X射线管。
在本公开的另一个方面，提供了一种存储指令的非暂态计算机可读介质。这些指令在由计算机执行时使该计算机实现一种方法。该方法可包括：获得X射线管的第一热容量和焦点的第一位置；获得该X射线管的第二热容量；基于第二热容量来确定该X射线管的焦点的第二位置；基于焦点的第一位置和第二位置来确定该X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及基于该目标电网电压差来调节该X射线管。
附加的特征有一部分将在以下描述中阐述，且有一部分在本领域技术人员查阅了以下描述和附图后变得显而易见，或可通过示例的生产或操作来获知。可通过以下讨论的详细示例中所阐述的方法、手段、和组合的各个方面的实践或使用，来实现和达到本公开的特征。
附图说明
本公开进一步以示例性实施例的形式来描述。这些示例性实施例参考附图来详细描述。这些实施例是非限定性的示例性实施例，其中相同的附图标记贯穿附图的几个视图表示相似的结构，并且其中：
图1是示出根据本公开的一些实施例的示例性成像系统的示意图；
图2是示出根据本公开的一些实施例的计算设备的示例性硬件和软件组件的示意图；
图3是示出被配置成实现本公开中所公开的特定系统的示例性移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图4是示出根据本公开的一些实施例的示例性X射线管的示意图；
图5是示出根据本公开的一些实施例的焦点位置的偏移的示意图；
图6是示出根据本公开的一些实施例的示例性控制设备的示意框图；
图7是示出根据本公开的一些实施例的示例性捕获模块的示意框图；
图8是根据本公开的一些实施例的用于确定X射线管的热容量与该X射线管的焦点位置之间的第一关系的过程的流程图；
图9是示出根据本公开的一些实施例的示例性处理模块的示意框图；
图10是根据本公开的一些实施例的用于调节电网电压差的过程的流程图；
图11是示出根据本公开的一些实施例的X射线管的热容量与X射线管的焦点位置之间的示例性第一关系的示意图；以及
图12是示出根据本公开的一些实施例的X射线管的焦点位置与电网电压差之间的示例性第二关系的示意图。
具体实施方式
以下描述是为了以使本领域中任何技术人员均能够制作和使用本公开而提供，并且是在特定应用及其要求的上下文中提供的。对于所公开实施例的各种修改对本领域技术人员将是显而易见的，并且可将本文中所定义的一般原理应用于其他实施例和应用，而不背离本公开的精神和范围。由此，本公开不限于所示实施例，而是符合与权利要求一致的最广范围。
应当理解，在此使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是区分不同组件、元件、部件、局段或组装件(其为按升序的不同级别)的一种方法。然而，如果其他表达能够达到相同的目的，则这些术语可以由其它表达代替。
通常，此处使用的术语“模块”，“单元”，或“块”指的是实施在硬件或固件中的逻辑、或者软件指令的集合。此处描述的模块，单元或块可被实现为软件和/或硬件，并且可被存储于任何类型的非瞬态计算机可读介质或其它存储设备中。在一些实施例中，软件模块/单元/块可被编译并被链接成可执行程序。将领会，软件模块可以是可从其它模块/单元/块或从其本身被调用的，和/或可响应于检测到的事件或中断而被调起。配置成用于在计算设备(例如，图2中示出的CPU 220)上执行的软件模块/单元/块可以在计算机可读介质上提供，计算机可读介质诸如有压缩碟、数字视频碟、闪存驱动器、磁碟、或者任何其它有形介质，或者可作为数字下载来提供(并且可按经压缩的或可安装的格式被原始地存储，其在执行之前需要安装、解压或译码)。这些软件代码可以部分或全部存储于执行中的计算设备的存储设备中，以供该计算设备执行。软件指令可被嵌入固件中，诸如可擦式可编程只读存储器(EPROM)。将进一步领会的是，硬件模块/单元/块可被包括在连接着的逻辑组件(诸如门和触发器)中，和/或可被包括在可编程单元(诸如可编程门阵列或处理器)中。本文描述的模块/单元/块或计算设备功能性可以被实现为软件模块/单元/块，但是也可以被表现在硬件或固件中。一般而言，本文描述的模块/单元/块指的是可与其它模块/单元/块结合或不拘于其物理组织或存储而被分成子模块/子单元/子块的逻辑模块/单元/块。本描述可适用于系统、引擎、或其部分。
此处使用的术语仅为了描述特定示例实施例，而非旨在构成限定。如本文所使用的，单数形式“一”、“某”和“该”可旨在包括复数形式，除非上下文明确地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括有”和/或“具有”，“包含、“包含有”和/或“含有”当在本申请文件中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。
在参考附图考虑以下描述之际，本公开的这些或其它特征和特性，以及操作方法、有关的结构元件的功能以及部件与制造经济的组合可变得更加明了，所有附图构成本公开的一部分。然而，应当明确理解的是，附图仅用于说明和描述目的，而并非旨在限定本公开的范围。应当理解的是，附图并非按比例。
本公开中所使用的流程图示出了系统根据本公开中的一些实施例实现的操作。应当明确理解，流程图的操作可不按次序来实现。反之，诸操作可按相反的次序实现、或被同时实现。而且，一个或多个其它操作可被添加到流程图中。一个或多个操作可从流程图中被移除。
本公开涉及用于调节扫描设备的X射线管的焦点位置(也称为焦点定位)以及校正焦点位置的偏移的方法和系统。该方法示出一种基于热容量来估计焦点位置的途径以及一种通过调节X射线管的聚焦罩的电网电压差来调节焦点位置或校正焦点位置的偏移(或异常热容量)的途径。为此，可以执行以下操作中的一者或多者。可以获得X射线管的焦点位置与该X射线管的热容量之间的第一关系。还可以获得焦点位置与电网电压差之间的第二关系。此外，可获得该X射线管的工作热容量并将其与该X射线管的参考热容量作比较以评价这两者之间的差别。基于热容量上的差别和该第一关系，可以获得该焦点位置的偏移。可基于焦点位置的偏移和该第二关系来确定校正该偏移所需要的电网电压差或电网电压差改变。
图1是示出根据本公开的一些实施例的示例性成像系统的示意图。在一些实施例中，成像系统100可以扫描对象并获得相应的扫描数据。成像系统100可以基于扫描数据来生成影像。成像系统100可预处理扫描数据或所生成的影像。对扫描数据或所生成的影像的预处理可包括降噪、平滑、校正、或类似处理等、或其任何组合。
在一些实施例中，成像系统100可以是医疗成像系统。医疗成像系统可以是单模态成像系统或多模态成像系统。单模态成像系统可包括PET(正电子发射断层扫描)设备、SPECT(单光子发射计算断层扫描)设备、CT(计算断层扫描)设备、MRI(磁共振成像)设备、数字射线成像设备等等。多模态成像系统可包括PET-CT设备、PET-MRI设备、SPECT-MRI设备等等。
如图1中所示，成像系统100可包括扫描设备110、控制设备120以及显示设备130。扫描设备110可包括架体112、床体114、放射性扫描源116和检测器118。架体112可支承检测器118和放射性扫描源116。床体114可容纳对象(例如，患者)。在一些实施例中，床体114可沿Z轴移动。床体114的移动速度可基于扫描时间、扫描区域等来调节。
放射性扫描源116可向该对象发射出放射性射线。放射性射线可包括微粒射线、光子射线等等。微粒射线可包括中子、质子、电子、μ介子、重离子、或者类似物等、或其任何组合。光子射线可包括X射线、γ射线、α射线、β射线、紫外线、激光、或类似物、或者其任何组合。
检测器118可接收透射穿过对象的放射性射线并生成与接收到的放射性射线对应的读数(亦称扫描数据)。在一些实施例中，检测器118可包括闪烁检测器(例如，碘化铯检测器)、气体检测器、圆形检测器、方形检测器、弓形检测器、或类似物等、或其任何组合。在一些实施例中，检测器可以是单行检测器或多行检测器。在一些实施例中，检测器118可被连接到一个或多个传感器。该一个或多个传感器可检测该检测器118的一个或多个参数(例如，温度、湿度等)。
控制设备120可处理从扫描设备110和/或显示设备130获得的数据和/或信息。例如，控制设备120可处理来自检测器118的数据。在一些实施例中，控制设备120是单个服务器或服务器群。服务器群可以是集中式的或者分布式的。在一些实施例中，处理设备120可以是本地的或远程的。例如，控制设备120可经由网络来访问存储在扫描设备110、和/或显示设备130中的信息和/或数据。作为另一个示例，控制设备120可被直接连接到扫描设备110和/或显示设备130以访问存储着的信息和/或数据。在一些实施例中，控制设备120可被实现在云平台上。仅作为示例，云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多重云、或类似物、或其任何组合。在一些实施例中，控制设备120可由具有如图2中所示的一个或多个组件的计算设备200来实现。
在一些实施例中，控制设备120可获得X射线管的焦点位置与该X射线管的热容量之间的第一关系。控制设备120还可获得X射线管的焦点位置(或焦点位置的偏移)与该X射线管的聚焦罩的电网电压差之间的第二关系。在一些实施例中，控制设备120可获得工作热容量，并将该工作热容量与参考热容量作比较以评价这两者的差别。基于热容量上的差别和该第一关系，控制设备120可以获得该焦点位置的偏移。在一些实施例中，控制设备120可基于焦点位置的偏移和该第二关系来确定校正该偏移所需要的电网电压差或电网电压差改变。经校正的焦点位置可与参考焦点位置重合。
显示设备130可包括移动设备130-1、平板计算机130-2、膝上型计算机130-3、或类似物等、或其任何组合。在一些实施例中，移动设备130-1可包括智能家用设备、可穿戴设备、移动设备、虚拟现实设备、扩增现实设备、或类似物等、或其任何组合。在一些实施例中，智能家用设备可包括智能照明设备、智能电器的控制设备、智能监视设备、智能电视、智能摄像机、互联电话、或类似物等、或其任何组合。在一些实施例中，可穿戴设备可包括手环、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣物、背包、智能饰物、或类似物等、或其任何组合。在一些实施例中，移动设备可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、膝上型设备、平板计算机、台式机、或类似物、或其任何组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或扩增现实设备可包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实眼罩、扩增现实头盔、扩增现实眼镜、扩增现实眼罩、或类似物等、或其任何组合。例如，虚拟现实设备和/或扩增现实设备可包括Google GlassTM、Oculus RiftTM、HololensTM、Gear VRTM等等。在一些实施例中，现实设备130可以是控制设备120的一部分。
在一些实施例中，显示设备130可包括用户接口。用户接口可包括一个或多个输入或输出设备，诸如触摸屏、键盘、话筒、触控板等等。例如，用户可经由显示设备130的用户接口来预设该X射线管的第一热容量(亦称参考热容量)。在一些实施例中，第一热容量的范围可以在0与该X射线管的最大热容量的20％之间。例如，X射线管的第一热容量可以是该X射线管的最大热容量的15％、或0.75MHU、或其他值。在一些实施例中，显示设备130可生成用于基于用户输入来调节X射线管的指令。用于调节X射线管的指令可基于焦点位置的偏移来生成。在一些实施例中，用户输入可包括文本、语音、按钮按压、显示设备130上的触摸或操作、等等。
在一些实施例中，当用户意图调节扫描设备的X射线管的焦点位置时，用户可通过经由显示设备130按压按钮、输入文本或语音来提供输入。然后成像系统100(例如，控制设备120)可基于该输入来生成指令。焦点位置可基于该指令来调节。
图2是示出根据本公开的一些实施例的计算设备的示例性硬件和软件组件的示意图。
计算设备200可以是通用计算机或专用计算机，这两者均可被用来实现本公开的成像系统。在一些实施例中，控制设备120可经由计算设备200的硬件、软件程序、固件、或其组合等被实现在计算设备200上。例如，计算设备200可获得扫描设备的X射线管的焦点位置与该X射线管的热容量之间的第一关系。计算设备200还可获得X射线管的焦点位置(或焦点位置的偏移)与该X射线管的聚焦罩的电网电压差之间的第二关系。作为另一示例，计算设备200可获得工作热容量，并将该工作热容量与参考热容量作比较以评价这两者的差别。基于热容量的差别和该第一关系，计算设备200可以获得该焦点位置的偏移。尽管为方便起见仅示出了一个此类计算机，但是与如本文中所描述的CT成像有关的计算机功能可按分布式方式被实现在数个类似平台上，以使得处理负荷分布开来。
计算设备200例如可包括连接去往和来自与之相连接以促成数据通信的网络的通信(COM)端口250。计算设备200还可包括一个或多个处理器形式的中央处理单元(CPU)220以用于执行程序指令。示例性计算机平台可包括内部通信总线210、不同形式的程序存储和数据存储(例如，盘270、以及只读存储器(ROM)230、或随机存取存储器(RAM)240，以用于要由该计算机处理和/或传送的各种数据文件。示例性计算机平台还可包括存储在ROM 230、RAM 240、和/或其他类型的非瞬态存储介质中的要由CPU 220执行的程序指令。本公开的方法和/或过程可被实现为程序指令。计算设备200还包括I/O组件260，其支持计算机与其中的其他组件(诸如用户接口元件280)之间的输入/输出。计算设备200还可经由网络通信来接收编程和数据。
计算设备200还可包括与硬盘通信的硬盘控制器、与按键板/键盘通信的按键板/键盘控制器、与串行外围装备通信的串行接口控制器、与并行外围装备通信的并行接口控制器、与显示器通信的显示控制器、或类似物等、或其任何组合。
仅用于说明，计算设备200中仅描述了一个CPU和/或处理器。然而，应当注意，本公开中的计算设备200还可以包括多个CPU和/或处理器，由此由本公开中所描述的由一个CPU和/或处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个CPU和/或处理器联合地或分开地执行。例如，如果在本公开中计算设备200的CPU和/或处理器执行操作A和操作B两者，则应当理解，操作A和操作B也可以由计算设备200中的两个不同的CPU和/或处理器联合地或分开地执行(例如，第一处理器执行操作A并且第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器联合地执行操作A和B)。
图3是示出被配置成实现本公开中所公开的特定系统的示例性移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图3中所示，移动设备300可包括天线310、显示器320、图形处理单元(GPU)330、CPU 340、I/O 350、存储360、以及存储器390。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可被包括在移动设备300中。在一些实施例中，移动操作系统370(例如，iOSTM、AndroidTM、Windows PhoneTM等)以及一个或多个应用380可从存储360被加载到存储器390，以由CPU 340来执行。应用380可包括浏览器或任何其它合适的用于接收和呈现与图像处理有关的信息或来自控制设备120的其他信息的移动应用。用户与信息流的交互可经由I/O 350来达成，并且经由网络提供给成像系统100的控制设备120和/或其他组件。
例如，移动设备300可被用来预设X射线管的第一热容量(亦称为参考热容量)。在一些实施例中，第一热容量的范围可以在0与该X射线管的最大热容量的20％之间。例如，第一热容量可以是该X射线管的最大热容量的15％、或0.75MHU、或其他值。作为另一示例，移动设备300可接收或生成用于调节X射线管的指令。用于调节X射线管的指令可基于焦点位置的偏移来生成。焦点位置的偏移可以与热容量、电网电压差等相关联。该指令可响应于用户输入而生成。用户输入可包括文本、语音、屏幕上的触摸或操作、按钮的按压、等等。
在一些实施例中，当用户意图调节扫描设备的X射线管的焦点位置时，用户可通过经由移动设备300按压按钮、输入文本或语音来提供用于调节焦点位置的指令。然后成像系统100(例如，控制设备120)可基于该指令来调节焦点位置。
为了实现上面描述的各种模块、单元及其功能，可以将计算机硬件平台用作一个或多个元件(例如，图1中所描述的系统100的控制设备120和/或其他区段)的硬件平台。由于这些硬件元件、操作系统和程序语言是常见的；所以可以假定本领域技术人员可熟悉这些技术并且他们可以有能力提供根据本公开中所描述的技术的成像中所需要的信息。具有用户接口的计算机可被用作为个人计算机(PC)、或其他类型的工作站或终端设备。在被正确编程之后，具有用户接口的计算机可被用作为服务器。可以认为本领域技术人员也可熟悉此种类型的计算机设备的此类结构、程序、或一般操作。由此，不再针对附图描述额外的解释。
图4是示出根据本公开的一些实施例的示例性X射线管的示意图。
如图4中所示，X射线管可包括阴极410、阳极420、以及管泡430。阴极410可被配置成发射并聚焦电子。在一些实施例中，阴极410可包括灯丝450、聚焦罩460、以及电压生成器(图中未示出)。在一些实施例中，阴极410可包括大灯丝和小灯丝。提供大焦点的大灯丝可被用于扫描具有大体量或大表面积的组织，或用于低分辨率的扫描。提供小焦点的小灯丝可被用于扫描小体量或薄层的组织(亦称为薄层扫描)，或用于高分辨率的扫描。
因为电子带负电荷，所以电子可互斥并且在它们移向阳极420时变得分散开。在一些实施例中，聚焦罩460可将分散开的电子聚焦成电子束。该电子束可以特定大小和/或形状击中阳极420。该形状可包括点、圆、环、矩形等等。
在一些实施例中，聚焦罩460可包括两个电网电压，并且这两个电网电压的差别(亦称为电网电压差)可影响焦点位置。在一些实施例中，可确定电网电压差与焦点位置之间的关系(亦称为第二关系)。在一些实施例中，可基于焦点位置和第二关系来获得电网电压差。例如，如果焦点位置如在本公开别处所公开那样移位，则通过基于第二关系和焦点位置的偏移来调节电网电压差，移位了的焦点位置可被校正。
电压生成器可生成跨灯丝450的电压差。当灯丝450的电压差或温度到达特定程度时，灯丝电压可达到有效值，并且灯丝450可发射电子。在一些实施例中，灯丝电压的有效值可在5V与10V之间变动。
阳极420可接收电子。在一些实施例中，阳极420可以被固定地附于管泡430。阳极420可包括接收电子的目标表面440。电子可击中目标表面440的相同位置(亦称为焦点)。在一些实施例中，阳极420可被连接到定子470和转子480。如图4中所示，定子470可被连接到阳极420和管泡430，以使得阳极420可被固定在转子480上。转子480可允许阳极420垂直于电子的传入方向地旋转。当X射线管的目标表面440旋转时，电子可击中目标表面440的不同位置。例如，电子所击中的焦点可具有环形的形状。在一些实施例中，阳极420可响应于电子而生成X射线。
在一些实施例中，可使阴极410与阳极420的目标表面440隔开。阳极420可具有相对于阴极410而言的正电压。从阴极410发射的电子可因阳极420与阴极410之间的电压差而在其向着目标表面440行进时被加速。关于目标表面440上的焦点位置的测量的描述可在本公开中别处找到。例如，参见图5及其描述。
在一些实施例中，焦点位置可移位，这进而可引起重构出的图像中的伪影。焦点位置的移位或偏移可由机械原因引起。例如，当X射线管的阳极的热容量提高时，该X射线管的轴承或其他机械结构可能改变，例如，目标表面440的角度或位置可能改变。这样的改变可引起焦点位置的移位或偏移。焦点位置的偏移的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图5及其描述。
在一些实施例中，目标表面440可以是方形或矩形的。目标表面440的厚度可在1.5mm与3mm之间变动。管泡430可以是容纳阴极410和阳极420的中空结构。管泡430可由玻璃、陶瓷、金属陶瓷等制成。在一些实施例中，管泡430可被密封并且可维持X射线管130中的真空环境。在一些实施例中，灯丝450可被加热并且该真空环境可促成电子向阳极420的移动。
在一些实施例中，所生成的X射线可被传送通过管体准直仪(亦称为患者前准直仪)。在一些实施例中，可在患者前准直仪之前布置过滤器以吸收低能量X射线(亦称为软射线)。低能量X射线可增加经受扫描的对象所受到的辐射剂量，但通常不生成有效的扫描数据。通过此类过滤，X射线对该对象的总辐射剂量可被降低并且扫描数据和重构出的图像的质量可不受影响或可被提高。该过滤器可包括平面过滤器、蝶形过滤器等。该过滤器可基于不同类型的对象(例如，儿童、成人等)来调节。
管体准直仪可被配置成将X射线成形并准直到合宜的宽度。检测器118可检测透射穿过对象并到达检测器118的X射线。在一些实施例中，检测器118上的读数(或扫描数据)可与检测到的X射线的强度成比例。可基于检测器118上的读数来重构对象的图像。在一些实施例中，检测器准直仪(亦称为患者后准直仪)可被放置在检测器118之前。管体准直仪和检测器准直仪可具有相近大小的对应针孔，以使得穿过这两者的X射线可具有狭窄且恒定的束宽。
在一些实施例中，焦点位置可经由管体准直仪中的针孔来测量。从焦点照射的X射线可覆盖检测器的一区域。控制设备120可获得该区域的跨度、准直仪中的针孔与检测器之间的垂直距离、以及目标表面与检测器之间的垂直距离。控制设备120可通过采用小孔成像原理(亦称为焦移原理)基于该跨度和这两个距离来获得焦点位置。
图5是示出根据本公开的一些实施例的焦点位置的偏移的示意图。
如图5中所示，准直仪510可包括孔530。孔530可具有特定大小和形状。孔530的大小和形状可对应于焦点的大小和形状。在一些实施例中，X射线可从X射线管(图中未示出)经准直仪510传送到检测器520。在一些实施例中，对象可被放置在准直仪510与检测器520之间。在一些实施例中，检测器520可对应于结合图1的检测器118。该对象可以是患者或其部分。例如，该对象可以是患者的组织或器官，例如脑部、胸部、肺部、腿部等。准直仪510可以是管体准直仪(亦称为患者前准直仪)。在一些实施例中，检测器准直仪(或患者后准直仪)可被放置在检测器520与管体准直仪之间。在一些实施例中，X射线的强度可被该对象所吸收并被降低。由检测器520X在对象的不同区域检测到的X射线的强度可因这些不同区域对X射线的不同吸收率而有所不同。对象(例如，患者)内部的信息可基于X射线强度的分布来捕获。该分布可以按例如图像的形式来呈现。
在一些实施例中，A可以是焦点的参考位置(例如，焦点相对于该X射线管的参考设置或原始设置而言的理论位置)。在一些实施例中，该X射线管的与参考位置A对应的热容量可被手动或自动地设置，或由系统100测量。A’可以是焦点的偏移位置(亦称为工作位置，其受X射线管的热容量所影响)。例如，当X射线管的热容量到达特定程度时，该X射线管的轴承或其他结构组件可能改变并引起焦点从A移位到A’。如果图像是以偏移的焦点来重构的，则重构出的图像可能是不准确的或包含伪影。
在一些实施例中，焦点位置可基于小孔成像原理(或称为焦移原理)来捕获。例如，片段BC可代表X射线覆盖在检测器520上的理论区域的跨度。片段B’C’可代表当焦点位置移位到A’时，X射线覆盖在检测器520上的区域的跨度。M可代表焦点位置与检测器520之间的垂直距离。N可代表准直仪510上的孔530与检测器520之间的垂直距离。在一些实施例中，片段BC、片段B’C’、M和N可由成像系统100来测量，并且然后可获得片段AA’(亦称为焦点位置的偏移距离)。在一些实施例中，偏移距离可涉及X射线管的热容量并且可通过调节聚焦罩460的电网电压差来被校正。关于校正偏移距离的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图10及其描述。
图6是示出根据本公开的一些实施例的示例性控制设备的示意框图。
控制设备120可包括捕获模块610、处理模块620、存储模块630以及调节模块640。
捕获模块610可被配置成捕获与X射线管有关的信息。该信息可包括X射线管的热容量的数据。X射线管的热容量可以是该X射线管的热存储能力。在一些实施例中，该信息还可包括X射线管的最大热容量。X射线管的最大热容量可以是该X射线管的最大热存储能力。例如，如果X射线管的热容量超过最大热容量，则阳极420可能受损。在一些实施例中，X射线管的热容量可包括第一热容量(Hs_0)、第二热容量(Hs′)、以及多个第三热容量(Hs_1,Hs_2,Hs_3,…Hs_n)。在一些实施例中，X射线管的第一热容量可由用户手动设置或由系统100自动设置。替换地或附加地，X射线管的第一热容量可以基于该X射线管的热容量与焦点位置之间的关系(亦称为第一关系)来确定。热容量(例如，第一热容量、第二热容量、第三热容量)可以按经归一化的或无量纲的值的形式来表达。例如，热容量可被表达为热容量的实际值与最大热容量的实际值之比。例如，X射线管的第一热容量可以是参考热容量，例如，最大热容量的5％、最大热容量的15％、最大热容量的20％等等。X射线管的第二热容量可以是当成像系统100正在执行扫描时的工作热容量，例如，在最大热容量的15％与最大热容量的90％之间的值。替换地或附加地，第一热容量、第二热容量和第三热容量可以是有量纲值，例如，0.75MHU、1MHU、2MHU等等。第三热容量(亦称为训练热容量)可被用于训练目的。这些第三热容量可被用于确定第一关系。
处理模块620可被配置成处理信息。处理模块620可确定X射线管的焦点位置与热容量之间的第一关系。为此，可以获得X射线管的多个焦点位置和对应的热容量。X射线管的这些焦点位置和对应的热容量可被直接测量。在一些实施例中，第一关系可以按表、曲线、数据库等的形式存在。第一关系的确定的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图8和11及其描述。
处理模块620可基于第一关系来确定与热容量对应的焦点位置。例如，与X射线管的第一热容量对应的第一位置(亦称为第一焦点位置或参考焦点位置)可由成像系统100(例如，藉由图5中公开的过程来)直接测量。替换地或补充地，第一位置可基于第一关系和第一热容量来确定。在一些实施例中，第二位置(亦称为第二焦点位置)可基于第一关系和第二热容量来确定。在一些实施例中，可首先基于X射线管的第一热容量、该X射线管的第二热容量和第一关系来确定第二焦点位置或者第一位置与第二位置之间的差别(亦称为焦点位置的偏移值或偏移)。
存储模块630可被配置成存储信息。该信息可包括X射线管的第一关系、第一位置和第二位置、等等。存储模块630还可存储第二关系。第一关系和第二关系可由捕获模块610从成像系统100外部的设备或模块获得，或可从成像系统100内部的设备或模块(例如，处理模块620)获得。第一关系可指扫描设备的X射线管的热容量与焦点位置之间的关系。第二关系可指扫描设备的X射线管的焦点位置与聚焦罩460的电网电压差之间的关系。在一些实施例中，该存储可进一步存储第三关系。例如，第三关系可以是X射线管的热容量与聚焦罩460的电网电压差之间的关系。
调节模块640可基于所提取的关系、系统100的工作状况(包括例如X射线管的工作热容量、X射线管的工作焦点位置(或称为第二焦点位置))、由系统100或用户提供的指令、或类似物等、或其组合来调节X射线管。
图7是示出根据本公开的一些实施例的捕获模块的示意框图。
捕获模块610可包括热容量捕获单元710和焦点位置捕获单元720。
热容量捕获单元710可被配置成获得X射线管的热容量，包括例如第二热容量Hs′、多个第三热容量Hs_1、Hs_2、Hs_3、……Hs_n、等等。第三热容量Hs_1、Hs_2、Hs_3、……Hs_n可以是经归一化或无量纲的值的形式，例如，X射线管的热容量的实际值与最大热容量之比。例如，第三热容量可以是最大热容量的15％、最大热容量的20％、最大热容量的25％、最大热容量的30％、最大热容量的35％、等等。替换地或补充地，第三热容量可以是有量纲的值，例如0.8MHU、1MHU、1.2MHU等等。在一些实施例中，热容量捕获单元710可包括用于测量热容量的值的多个传感器和用于获得关于例如最大容量进行了归一化的无量纲热容量的计算器。
焦点位置捕获单元720可被配置成获得与热容量对应的焦点位置。与热容量对应的焦点位置可由成像系统100(例如，藉由图5中所公开的过程来)直接测量。替换地或补充地，焦点位置可基于这些热容量和第一关系来确定。第一关系的确定的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图8和11及其描述。
图8是根据本公开的一些实施例的用于确定X射线管的热容量与该X射线管的焦点位置之间的第一关系的示例性过程的流程图。
操作810可包括获得X射线管的多个训练热容量(例如，第三热容量)。在一些实施例中，810可由捕获模块610来执行。在一些实施例中，810还可包括获得X射线管的最大热容量以及确定该X射线管的该多个训练热容量与最大热容量之比。X射线管的该多个训练热容量可由用户手动设置或由系统100自动设置。例如，该多个训练热容量可以是无量纲的值，例如，最大热容量的15％、最大热容量的20％、最大热容量的25％、最大热容量的30％、等等。作为另一示例，X射线管的该多个热容量可以是有量纲的值，例如，0.8MHU、1MHU、1.2MHU等等。
操作820可包括获得X射线管的与该X射线管的该多个训练热容量对应的多个训练焦点位置。与该多个训练热容量对应的该多个训练焦点位置可由成像系统100(例如，藉由图5中所公开的过程来)直接测量。例如，成像系统100可获得当前热容量和对应的焦点位置。
操作830可包括基于该X射线管的该多个训练热容量和该X射线管的该多个对应的训练焦点位置来生成第一关系。操作830可由处理模块620来实现。第一关系可按表、曲线、数据库、经训练模型等的形式呈现。与热容量对应的焦点位置可基于第一关系来确定。第一关系可藉由例如映射、曲线拟合、内插、机器学习等来确定。
仅作为示例，第一关系可藉由内插来确定。可获得X射线管的多个训练热容量(或称为第三热容量)和该X射线管的对应的训练焦点位置。对于训练热容量及其对应的焦点位置，可确定训练焦点位置离参考焦点位置的偏移值。参考焦点位置(或称为第一焦点位置)可对应于参考热容量(亦称为第一热容量)。基于这些训练焦点位置或训练焦点位置与焦点的参考位置之间的偏移值，可以确定X射线管的焦点位置、或交点与参考焦点位置之间的偏移值与热容量之间的第一关系。藉由内插的第一关系的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图11及其描述。
作为另一示例，可藉由这些训练热容量及其对应的训练焦点位置来训练模型。可通过向例如曲线、表、经训练模型等的形式的所确定的第一关系应用对应的热容量来获得焦点的工作位置。
图9是示出根据本公开的一些实施例的示例性处理模块的示意框图。
处理模块620可包括捕获单元910、关系生成单元920、位置确定单元930、以及电网电压差确定单元940。捕获单元910可被配置成捕获信息。该信息可包括X射线管的热容量。在一些实施例中，X射线管的热容量可由多个传感器(诸如温度传感器、湿度传感器等等)来测量。该多个传感器可生成多个读数，并且捕获单元910可基于这些传感器的读数来生成X射线管的热容量。X射线管的热容量可包括第一热容量(或称为参考热容量)(Hs_0)、第二热容量(或称为X射线管在其正工作或操作时的工作热容量)(Hs′)、该X射线管的多个第三热容量(Hs_1、Hs_2、Hs_3、……Hs_n)、等等。
关系确定单元920可确定X射线管的第一关系。确定第一关系的方法可包括映射、曲线拟合、内插、机器学习等等。例如，第一关系可以按表、曲线、数据库、训练模型等的形式存在。与该一个或多个热容量对应的一个或多个焦点位置可基于第一关系来确定。在一些实施例中，可基于第三热容量和焦点位置来获得曲线(或表、数据库)。然后可基于第二热容量和该曲线(或表、数据库)来获得焦点的第二位置。作为另一示例，可藉由这些第三热容量和焦点位置来训练模型。然后可基于对应的第二热容量和该模型来获得焦点的第二位置。
位置确定单元930可确定X射线管的工作焦点位置。X射线管的工作焦点位置可由成像系统100(例如，藉由图5中所公开的方法来)直接测量。替换地或补充地，工作焦点位置可基于工作热容量和第一关系来确定。在一些实施例中，可确定工作焦点位置离参考焦点位置的偏移。可应用工作焦点位置、或工作焦点位置离参考焦点位置的偏移来确定为补偿该偏移所需要执行的调节。对偏移的补偿可以使得该X射线管的经调节工作焦点位置与参考焦点位置重合。在一些实施例中，焦点位置的调节可通过调节X射线管的聚焦罩460的电网电压差(例如，X射线管的聚焦罩460的电网电压差)来达成。
电网电压差确定对应940可基于焦点位置的偏移值(或对偏移值的补偿)和第二关系来确定电网电压差。在一些实施例中，第二关系可基于X射线管的聚焦罩460的多个训练电网电压差和该X射线管的对应的训练焦点位置来获得。例如，可首先确定多个训练电网电压差。对于该多个训练电网电压差中的每一者，可藉由例如本公开中的别处公开的小孔成像理论来测量对应的训练焦点位置。第二关系随后可基于该多个训练电网电压差及其对应的训练焦点位置来生成。在一些实施例中，第二关系可由用户经由显示设备130来预设，由捕获模块610从成像系统100外部的设备或模块获得，或由捕获单元910从成像系统100内部的设备或模块获得。电网电压差可控制X射线管的焦点位置。X射线管的焦点位置可通过调节聚焦罩460的电网电压差来改变。在一些实施例中，调节模块640可调节聚焦罩460的这两个电网电压中的一者，并且因此调节这两个电网电压之间的差别(例如，电网电压差)。
图10是根据本公开的一些实施例的用于调节电网电压差的过程的流程图。
操作1010可包括获得第一关系和第二关系。第一关系和第二关系可由捕获模块610从成像系统100外部的设备或模块获得，或可从成像系统100内部的设备或模块(例如，处理模块620)获得。第一关系可指扫描设备的X射线管的热容量与焦点位置之间的关系。第二关系可指扫描设备的X射线管的焦点位置与聚焦罩460的电网电压差之间的关系。在一些实施例中，操作1010可进一步包括获得第三关系。例如，第三关系可以是X射线管的热容量与聚焦罩460的电网电压差之间的关系。操作1010可由关系确定单元920来实现。
操作1020可包括获得X射线管的第一热容量(或称为参考热容量)和对应的第一焦点位置(或称为参考焦点位置)。操作1020可由捕获单元910来实现。仅作为示例，第一热容量可以是X射线管的最大热容量的15％、最大热容量的20％、等等。X射线管的第一位置可对应于X射线管的第一热容量。在一些实施例中，X射线管的第一热容量可由用户手动设置或由系统100自动设置。替换地或附加地，X射线管的第一热容量可以基于参考热容量以及该X射线管的热容量与该X射线管的焦点位置之间的第一关系来确定。
操作1030可包括获得该X射线管的第二热容量(或工作热容量)。操作1030可由捕获单元910来实现。仅作为示例，第二热容量可以范围从最大热容量的15％到最大热容量的90％。替换地或补充地，第二热容量可以是有量纲的值，例如0.75MHU、1MHU、2MHU等等。
操作1040可包括基于第二热容量和第一关系来确定X射线管的第二位置。操作1040可由位置确定单元930来实现。X射线管的第二位置的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图11及其描述。
操作1050可包括基于第一位置、第二位置和第二关系来确定目标电网电压差。操作1050可由电网电压差确定单元940来实现。电网电压差的更多描述可在本公开中别处找到。例如，参见图12及其描述。
仅作为示例，目标电网电压差可对应于工作焦点位置离参考焦点位置的偏移。聚焦罩460的两个电网电压中的一者可基于目标电网电压来调节并补偿该偏移。对偏移的补偿可以使得该X射线管的经调节工作焦点位置与参考焦点位置重合。
操作1060可包括生成用于基于该目标电网电压差来调节该X射线管的指令。在一些实施例中，可通过基于目标电网电压差调节聚焦罩460的电网电压，来将X射线管的焦点位置从第二位置调节到第一位置。在一些实施例中，扫描设备110的X射线管可基于该指令来调节。
应当注意，调节电网电压差的以上描述仅仅是为了解说的目的而提供的，而并非旨在限定本公开的范围。对于本领域普通技术人员而言，可在本公开的教导下对该过程作出形式和细节上的修改或变更。然而，这些修改和变更在以上描述的范围内。例如，操作1020和1030可在操作1010之前执行。在一些实施例中，可在任何两个操作(例如，对任何操作的结果的存储和备份过程)之间添加任何其他选择条件。
图11是示出根据本公开的一些实施例的X射线管的热容量与X射线管的焦点位置之间的第一关系的示意图。
如图11中所示，横坐标可代表X射线管的热容量，并且纵轴可代表X射线管的焦点位置。仅作为示例，点1110可对应于第一热容量Hs_0，并且点1130可对应于第二热容量Hs′。第一热容量可以是参考热容量。第二热容量可以是由系统100测量的工作热容量。在一些实施例中，点1130的焦点位置Fpos′可能是未知的并且难以直接测量。
在一些实施例中，如图11中所示，包括点1120和1140(其纵坐标分别是Fpos_a和Fpos_b)的其他点可对应于训练热容量。训练热容量可以是用来确定X射线管的热容量与焦点位置之间的第一关系的训练热容量。
在一些实施例中，点1130的焦点位置Fpos′可基于其热容量Hs′和第一关系来获得。例如，Fpos'可藉由具有以下公式的线形内插方法来获得：
Fpos′＝Fpos_a-(Hs_a-Hs′)×(Fpos_a-Fpos_b)÷(Hs_a-Hs_b)， (1)
其中Hs_a和Hs_b可以是这些训练热容量之中靠近Hs′的两个训练热容量，并且Fpos_a和Fpos_b可以是分别对应于Hs_a和Hs_b的训练焦点位置。
在一些实施例中，如果存在与Hs′相同或充分靠近的训练热容量，则Fpos′可被确定为与该第三热容量对应的焦点位置。
在一些实施例中，代表热容量与焦点位置之间的关系的曲线可基于多个第三热容量及其对应的焦点位置藉由曲线拟合来获得。曲线拟合可包括根据一个或多个数学函数(包括例如，指数函数、对数函数、三角函数、幂函数等)来构造对这些点具有可接受的拟合的曲线。该Fpos′可基于该曲线和Hs′来获得。
在一些实施例中，可基于多个第三热容量(或称为训练热容量)及其对应的第三焦点位置(或称为训练焦点位置)藉由一种或多种机器学习技术来训练模型。示例性机器学习技术可包括有监督学习、无监督学习、半监督学习、回归算法、基于实例的学习、正则化算法、贝叶斯算法、基于内核的学习算法、群集算法、基于规则的算法、神经网络、深度学习、降阶算法、混合算法等等。通过将Hs′输入到经训练的模型，就可生成Fpos′。
图12是示出根据本公开的一些实施例的X射线管的焦点位置与X射线管的聚焦罩的电网电压差之间的示例性第二关系的示意图。
如图12中所示，横坐标可代表X射线管的聚焦罩460的电网电压差，并且纵轴可代表焦点位置。如图12中所示，函数1210f(ΔV)可代表X射线管的电网电压差与焦点位置(亦称为第二关系)之间的关系。在一些实施例中，函数1201可以是直线，例如一阶函数。替换地，函数1210可以是曲线，例如，二阶或更高阶函数、比例函数、反比例函数、三角函数、指数函数、对数函数、等等。在一些实施例中，函数1210可以从成像系统100外部的外部源获得。替换地或附加地，函数1210可以从成像系统100内部的存储组件(例如，存储模块630)获得。在一些实施例中，第二关系可基于多个参考电网电压差及其对应的焦点位置或者焦点位置离参考焦点位置的偏移通过映射、内插、曲线拟合、机器学习等来获得。在一些实施例中，第二关系描述焦点位置离参考焦点位置的偏移(或对此类偏移的补偿)以及电网电压差之间的关系。
如图12中所示，点1230可对应于焦点位置Fpos′，其可代表具有偏移的工作焦点位置。Fpos_0可代表参考焦点位置。ΔFpos可以是其间的差别或Fpos′离Fpos_的偏移。在一些实施例中，电网电压差的调整值Δ(ΔV)(或补偿或校正偏移ΔFpos所需的电网电压差)可以基于函数1210、工作焦点位置Fpos′、和/或ΔFpos来获得。
在一些实施例中，可获得函数1220f′(ΔV)，其为f(ΔV)的一阶导数。函数1220还可代表函数1210的梯度。在一些实施例中，可藉由以下公式来获得用于补偿ΔFpos的电网电压差调整值Δ(ΔV)。
Δ(ΔV)＝ΔFpos÷f′(ΔV)。 (2)
既已描述了基本概念，对本领域技术人员来说在阅读本详细公开之后十分显然的是，之前的详细公开旨在仅作为示例来给出，而并不构成限定。各种变更、改善和修改可发生并且为本领域技术人员所预期，尽管未在本文中明确陈述。这些变更、改善和修改旨在为本公开所建议，并且落在本公开的示例性实施例的精神和范围之内。
而且，已使用某些术语来描述本公开的实施例。例如，术语“一个实施例”或“一实施例”和/或“某些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，强调并应领会，在本申请文件的各个部分中对“一实施例”或“一个实施例”或“替换实施例”的两个或更多个引述未必全都指向同一实施例。此外，具体的特征、结构或特性在本公开的一个或多个实施例中可被适当地组合。
此外，本领域技术人员将领会，本公开的各方面在本文中可以在数个可专利类别或上下文中的任何一者中进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、制造、或物质的组成，或其任何新的和有用的改进。相应地，本公开的各方面可完全硬件地、完全软件地(包括固件、驻留软件、微代码等)、或组合软件和硬件实现地来实现，其在本文中全都可被一般地称为“单元”、“模块”、或“系统”。此外，本公开的各方面可以采用实施在其上实施有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。
计算机可读信号介质可包括被传播的数据信号，其具有被实施在其中(例如，在基带中或作为载波的一部分)的计算机可读程序代码。此类被传播的信号可采取各种形式中的任何形式，包括电磁、光学、或类似物、或其任何组合。计算机可读信号介质可以是并非计算机可读存储介质的、并且可以传达、传播、或传输程序以供指令执行系统、装置或设备执行或结合其来执行的任何计算机可读介质。实施在计算机可读信号介质上的程序代码可使用任何恰适的介质来传送，包括无线、有线、光纤电缆、RF、或类似物、或前述的任何合适的组合来传送。
用于实行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象编程语言，诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB、.NET、Python或类似物，常规的过程编程语言，诸如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言，诸如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言。该程序代码可完全地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为自立软件包、部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上、或完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一场景中，可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))将远程计算机连接至用户的计算机，或可作出至外部计算机的连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)或在云计算环境中或被提供作为服务(例如软件即服务(SaaS))。
此外，对处理元素或序列、或数字、字母或其他命名的所叙述次序因此并非旨在将所要求保护的过程和方法限定于任何次序，除非可能在权利要求书中指明。尽管以上公开贯穿各种示例讨论了当前被认为是本公开的各种有用实施例的内容，但是应理解，此类细节仅仅是为了该目的，并且所附权利要求书并不被限定于所公开的实施例，而是反之旨在覆盖落在所公开的实施例的精神和范围内的修改和等效布置。例如，尽管以上描述的各种组件的实现可被实施在硬件设备中，但是它也可被实现为仅软件方案，例如安装在现有服务器或移动设备上。
类似地，应当领会，在对本公开的实施例的以上描述中，出于使本公开变得流畅以帮助理解各种实施例中的一者或多者的目的，各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图、或其描述中。然而，这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的主题比在每一权利要求中明确表述的主题需要更多特征的意图。确切而言，所要求保护的主题内容可蕴含在少于单个前述公开的实施例的所有特征的特征里。

Claims (20)

1.一种实现在包括至少一个处理器以及存储的至少一个设备上的方法，所述方法包括：
获得X射线管的第一热容量和焦点的第一位置；
获得所述X射线管的第二热容量；
基于所述第二热容量来确定所述X射线管的焦点的第二位置；
基于焦点的第一位置和第二位置来确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及
基于所述目标电网电压差来调节所述X射线管。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热容量是参考热容量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热容量的范围在0与最大热容量的20％之间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定焦点的第二位置包括：
获得所述X射线管的焦点的位置与热容量之间的第一关系；以及
基于所述X射线管的第二热容量和所述第一关系来确定所述X射线管的焦点的第二位置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，获得所述X射线管的焦点的位置与热容量之间的第一关系包括：
获得所述X射线管的多个训练热容量；
获得所述X射线管的焦点的多个训练位置，其中所述X射线管的焦点的所述多个训练位置中的每一者分别对应于所述X射线管的所述多个训练热容量中的一者；以及
基于所述X射线管的所述多个训练热容量和所述X射线管的焦点的所述多个对应的训练位置来标识所述第一关系。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，获得焦点的多个训练位置包括：
经由所述X射线管的准直仪中的针孔来测量所述焦点的训练位置。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，标识所述第一关系包括：
基于所述X射线管的所述多个训练热容量和所述X射线管的焦点的所述多个对应的训练位置来执行映射、曲线拟合、内插、或机器学习。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，获得X射线管的焦点的第一位置包括：
基于所述第一热容量和所述第一关系来确定焦点的第一位置。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定焦点的第二位置包括：
获得所述X射线管的两个训练热容量，其中所述两个训练热容量接近于所述第二热容量；
获得所述X射线管的焦点的与该X射线管的这两个训练热容量对应的两个训练位置；以及
基于所述X射线管的第二热容量、所述X射线管的这两个训练热容量、以及所述X射线管的焦点的这两个对应的训练位置来确定所述X射线管的第二位置。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差包括：
获得所述X射线管的所述聚焦罩的电网电压差与所述X射线管的焦点的位置之间的第二关系；以及
基于所述X射线管的焦点的第一位置和第二位置以及所述第二关系来确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述X射线管包括将所述X射线管的焦点从第二位置调节到第一位置。
12.一种系统，包括：
热容量捕获单元，配置成获得X射线管的第一热容量和第二热容量；
焦点位置捕获单元，配置成获得所述X射线管的焦点的第一位置；
位置确定单元，配置成基于第二热容量来确定所述X射线管的焦点的第二位置；
电网电压差确定单元，配置成基于焦点的第一位置和第二位置来确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及
调节模块，配置成基于目标电网电压差来调节所述X射线管。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一热容量是参考热容量。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，为了确定所述X射线管的焦点的第二位置，位置确定单元被配置成：
获得所述X射线管的焦点的位置与热容量之间的第一关系；以及
基于所述X射线管的第二热容量和所述第一关系来确定所述X射线管的焦点的第二位置。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，进一步包括关系确定单元，配置成确定所述X射线管的焦点的位置与热容量之间的第一关系，其中所述关系确定单元被配置成：
获得所述X射线管的多个训练热容量；
获得所述X射线管的焦点的多个训练位置，其中所述X射线管的焦点的所述多个训练位置中的每一者分别对应于所述X射线管的所述多个训练热容量中的一者；以及
基于所述X射线管的所述多个训练热容量和所述X射线管的焦点的所述多个对应的训练位置来标识所述第一关系。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，为了获得所述X射线管的焦点的多个训练位置，所述位置确定单元被配置成：
经由所述X射线管的准直仪中的针孔来测量所述焦点的训练位置。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，为了标识所述第一关系，所述关系确定单元被配置成：
基于所述X射线管的所述多个训练热容量和所述X射线管的焦点的所述多个对应的训练位置来执行映射、曲线拟合、内插、或机器学习。
18.如权利要求12所述的系统，其特征在于，为了确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差，所述电网电压差确定单元被配置成：
获得所述X射线管的所述聚焦罩的电网电压差与焦点的位置之间的第二关系；以及
基于X射线管的焦点的第一位置和第二位置以及所述第二关系来确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差。
19.如权利要求12所述的系统，其特征在于，为了调节所述X射线管，所述调节模块被配置成：
将X射线管的焦点从所述第二位置调节到所述第一位置。
20.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时使所述计算机实现一种方法，所述方法包括：
获得X射线管的第一热容量和焦点的第一位置；
获得所述X射线管的第二热容量；
基于所述第二热容量来确定所述X射线管的焦点的第二位置；
基于焦点的第一位置和第二位置来确定所述X射线管的聚焦罩的目标电网电压差；以及
基于所述目标电网电压差来调节所述X射线管。
CN201711011971.6A 2017-06-10 2017-10-26 用于调节焦点位置的方法和系统 Active CN109009204B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNPCT/CN2017/087836 2017-06-10
PCT/CN2017/087836 WO2018223407A1 (en) 2017-06-10 2017-06-10 Method and system for adjusting focal point position

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109009204A true CN109009204A (zh) 2018-12-18
CN109009204B CN109009204B (zh) 2022-07-05

Family

ID=64564293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711011971.6A Active CN109009204B (zh) 2017-06-10 2017-10-26 用于调节焦点位置的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10679817B2 (zh)
EP (1) EP3478180A4 (zh)
CN (1) CN109009204B (zh)
WO (1) WO2018223407A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107753054A (zh) * 2017-12-04 2018-03-06 上海联影医疗科技有限公司 图像校正方法、装置、ct系统及存储介质

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3478180A4 (en) * 2017-06-10 2019-07-24 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. METHOD AND SYSTEM FOR ADJUSTING THE FOCUS POINT POSITION
US12013538B2 (en) 2017-07-03 2024-06-18 Holovisions LLC Augmented reality (AR) eyewear with a section of a fresnel reflector comprising individually-adjustable transmissive-reflective optical elements
CN110664420B (zh) * 2019-10-11 2023-04-07 上海联影医疗科技股份有限公司 焦点校正方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08322830A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Shimadzu Corp Ｘ線ｃｔ装置
WO2000030538A1 (en) * 1998-11-24 2000-06-02 General Electric Company Methods and apparatus for correcting for x-ray beam movement
JP2001231775A (ja) * 2000-02-25 2001-08-28 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd Ｘ線ｃｔ装置
US20040028183A1 (en) * 2000-10-06 2004-02-12 Jianping Lu Method and apparatus for controlling electron beam current
CN1612039A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 Ge医疗系统环球技术有限公司 用于z轴跟踪和校准的方法和设备
CN101662987A (zh) * 2007-04-25 2010-03-03 皇家飞利浦电子股份有限公司 X射线束z轴定位
US20110007866A1 (en) * 2008-03-03 2011-01-13 Takashi Ishikawa X-ray ct apparatus and method for correction of x-ray beam position
CN102639060A (zh) * 2009-12-02 2012-08-15 株式会社日立医疗器械 X射线ct装置
CN103565465A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 沈阳东软医疗系统有限公司 一种ct机焦点的修正方法与装置
CN104027127A (zh) * 2014-06-13 2014-09-10 中国科学院高能物理研究所 一种ct机及其球管焦点的实时监测方法
CN105125235A (zh) * 2015-09-30 2015-12-09 沈阳东软医疗系统有限公司 一种球管预热方法和装置
CN205508766U (zh) * 2016-01-29 2016-08-24 广州七喜医疗设备有限公司 一种低速旋转阳极驱动控制装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689809A (en) * 1982-11-23 1987-08-25 Elscint, Inc. X-ray tube having an adjustable focal spot
DE8704182U1 (de) * 1987-03-20 1987-07-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Computertomograph
IL91119A0 (en) * 1989-07-26 1990-03-19 Elscint Ltd Arrangement for controlling focal spot position in x-ray tubes
US5550889A (en) * 1994-11-28 1996-08-27 General Electric Alignment of an x-ray tube focal spot using a deflection coil
US6215844B1 (en) * 1998-08-06 2001-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computed tomography apparatus
US20030095632A1 (en) 2001-11-20 2003-05-22 Philips Medical Systems (Cleveland), Inc. X-ray tube cathode cup structure for focal spot deflection
JP2004095196A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Corp Ｘ線管
CN1273085C (zh) 2003-12-18 2006-09-06 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 校正ct机球管焦点偏移的方法
US7286644B2 (en) * 2004-04-28 2007-10-23 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Systems, methods and devices for x-ray device focal spot control
US7668296B2 (en) * 2007-06-14 2010-02-23 General Electric Co. X ray tube assembly and method of manufacturing and using the X ray tube assembly
KR101639374B1 (ko) * 2008-11-24 2016-07-13 홀로직, 인크. 토모신테시스 및 마모그래피 영상 촬영을 위한 ｘ선 초점의 특성을 제어하기 위한 시스템 및 방법
JP5916226B2 (ja) * 2010-09-29 2016-05-11 株式会社日立メディコ Ｘ線撮像装置及びｘ線撮像装置のｘ線焦点位置制御方法
US8831178B2 (en) * 2012-07-03 2014-09-09 General Electric Company Apparatus and method of manufacturing a thermally stable cathode in an X-ray tube
US9449782B2 (en) * 2012-08-22 2016-09-20 General Electric Company X-ray tube target having enhanced thermal performance and method of making same
US9484179B2 (en) * 2012-12-18 2016-11-01 General Electric Company X-ray tube with adjustable intensity profile
DE102017203932A1 (de) * 2017-03-09 2018-09-13 Siemens Healthcare Gmbh Röntgenstrahler und Verfahren zur Kompensation einer Brennfleckbewegung
EP3478180A4 (en) * 2017-06-10 2019-07-24 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. METHOD AND SYSTEM FOR ADJUSTING THE FOCUS POINT POSITION

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08322830A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Shimadzu Corp Ｘ線ｃｔ装置
WO2000030538A1 (en) * 1998-11-24 2000-06-02 General Electric Company Methods and apparatus for correcting for x-ray beam movement
JP2001231775A (ja) * 2000-02-25 2001-08-28 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd Ｘ線ｃｔ装置
US20040028183A1 (en) * 2000-10-06 2004-02-12 Jianping Lu Method and apparatus for controlling electron beam current
CN1612039A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 Ge医疗系统环球技术有限公司 用于z轴跟踪和校准的方法和设备
CN101662987A (zh) * 2007-04-25 2010-03-03 皇家飞利浦电子股份有限公司 X射线束z轴定位
US20110007866A1 (en) * 2008-03-03 2011-01-13 Takashi Ishikawa X-ray ct apparatus and method for correction of x-ray beam position
CN102639060A (zh) * 2009-12-02 2012-08-15 株式会社日立医疗器械 X射线ct装置
CN103565465A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 沈阳东软医疗系统有限公司 一种ct机焦点的修正方法与装置
CN104027127A (zh) * 2014-06-13 2014-09-10 中国科学院高能物理研究所 一种ct机及其球管焦点的实时监测方法
CN105125235A (zh) * 2015-09-30 2015-12-09 沈阳东软医疗系统有限公司 一种球管预热方法和装置
CN205508766U (zh) * 2016-01-29 2016-08-24 广州七喜医疗设备有限公司 一种低速旋转阳极驱动控制装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张富治等: "X射线CT球管的研制进展", 《真空电子技术》, no. 01, 25 February 2016 (2016-02-25), pages 12 - 15 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107753054A (zh) * 2017-12-04 2018-03-06 上海联影医疗科技有限公司 图像校正方法、装置、ct系统及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
EP3478180A1 (en) 2019-05-08
US20200303151A1 (en) 2020-09-24
CN109009204B (zh) 2022-07-05
US11501944B2 (en) 2022-11-15
WO2018223407A1 (en) 2018-12-13
US10679817B2 (en) 2020-06-09
EP3478180A4 (en) 2019-07-24
US20180358198A1 (en) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109464756B (zh) 验证放射治疗剂量的方法、装置和放射治疗设备
CN107432750B (zh) 校正成像系统的方法和系统
CN109009204A (zh) 用于调节焦点位置的方法和系统
CN112512632A (zh) 一种放射治疗出射束监测方法和系统
RU2504841C2 (ru) Сегментация магнитного резонанса с использованием данных пропускания при формировании гибридных ядерных/магнитно-резонансных изображений
CN104093360A (zh) 核成像系统
Placidi et al. A multicentre evaluation of dosiomics features reproducibility, stability and sensitivity
JP2016055164A (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、画像再構成方法及び画像再構成プログラム
US11854232B2 (en) Systems and methods for patient positioning
Frank et al. Dark-field chest X-ray imaging for the assessment of COVID-19-pneumonia
Smyth et al. Dosimetric accuracy of dynamic couch rotation during volumetric modulated arc therapy (DCR-VMAT) for primary brain tumours
Timmins et al. Patient position alters attenuation effects in multipinhole cardiac SPECT
Cloutier et al. Deformable scintillation dosimeter: II. Real-time simultaneous measurements of dose and tracking of deformation vector fields
Zhang et al. An analysis of scatter characteristics in x-ray CT spectral correction
CN111679311B (zh) 放射治疗中剂量测量的系统和方法
CN111526796B (zh) 用于图像散射校正的系统和方法
CN106062818A (zh) 用于时间选通pet研究的基于选通特定的mr的衰减校正的方法和装置
TWI552728B (zh) 雙同位素同時攫取的能量交疊修正的方法、裝置及系統
KR20210024044A (ko) 치료 시스템, 캘리브레이션 방법, 및 프로그램
Liu et al. Myocardial perfusion SPECT using a rotating multi‐segment slant‐hole collimator
Caivano et al. Clinically relevant quality assurance for intensity modulated radiotherapy plans: gamma maps and DVH-based evaluation
Bae et al. Simulation study of a novel target oriented SPECT design using a variable pinhole collimator
Larsen et al. Optimization of a secondary VOI protocol for lung imaging in a clinical CT scanner
Schiefer et al. Measurements of isocenter path characteristics of the gantry rotation axis with a smartphone application
CN113040797A (zh) 一种数字断层成像系统及其摄影方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258

Applicant after: Shanghai Lianying Medical Technology Co.,Ltd.

Address before: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258

Applicant before: SHANGHAI UNITED IMAGING HEALTHCARE Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TG01 Patent term adjustment
TG01 Patent term adjustment