CN109893153A - 调整准直器位置的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整准直器的位置的方法和装置。本发明的调整准直器位置的方法包括：获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度；确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件；如果不满足预定条件，则调整所述准直器的位置。本发明的调整准直器的位置的方法根据多个边缘通道集的信号强度来调整准直器的位置，可以在准直缝开度宽于中间通道而窄于边缘通道的情况下以及准直器倾斜的情况下，将准直器的位置调整到最优位置上。

Description

调整准直器位置的方法和装置

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种调整准直器的位置的方法及其装置，以及一种包含这种调整准直器位置的装置的X射线扫描设备。

背景技术

在诸如CT设备的X射线扫描设备中，X线球管发射出的X射线经过准直器变成X线束。X线探测器接收X线束的信号。X线探测器包括X线探测器单元阵列，探测器单元阵列中包括多排多列的多个通道的探测器单元。探测器单元阵列根据接收到的X线束生成原始数据信息，并把数据发送到DMS(Data Memory System，数据存储系统)等后续处理单元。在X射线的发射路径上，X线球管、准直器和探测器单元阵列需要对齐，这对准直器放置位置的准确度的要求也非常高。对X射线扫描设备的这些部件进行组装，组装后准直器的位置与最优位置会有较大偏差。该位置偏差的精度不能达到X射线扫描设备的要求。因此使用前需要对准直器的位置进行调整。

在新的X射线扫描设备中，准直器设计为：X射线通过准直器映射到探测器单元阵列上的形状比探测器单元阵列的中间通道略宽而比边缘通道略窄。因此如何根据新的准直器设计来调整准直器的位置以获取最优的准直器摆放位置是一个值得研究的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种调整准直器的位置的方法和装置，以及一种包含这种调整准直器的位置的装置的X射线扫描设备。

根据本发明的一个方面的实施例，提供了一种X射线扫描设备中调整准直器的位置的方法，其中，X射线扫描设备包括X线球管，探测器单元阵列和准直器，其中，该方法包括：

获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度；

确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件；

如果不满足预定条件，则调整准直器的位置。

具体地，上述多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。

具体地，确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件的步骤包括：

根据多个边缘通道集的信号强度获取第一组通道集的第一归一化信号和第二组通道集的第二归一化信号；

确定第一归一化信号和第二归一化信号是否满足预定条件其中，Ka是第一归一化信号，Kb是第二归一化信号，T为大于0小于1且接近0的小数。

具体地，第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集，其中获取第一组通道集的第一归一化信号和第二组通道集的第二归一化信号的步骤包括：

获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值，包括第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值；

根据下式确定第一归一化信号：

其中，Ka是第一归一化信号，Sa是第一边缘通道集的信号强度，Sb是第二边缘通道集的信号强度，Sa_ref是第一边缘通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是第二边缘通道集的信号强度的参考值；

根据下式确定第二归一化信号：

其中，Kb是第二归一化信号，Sc是第三边缘通道集的信号强度，Sd是第四边缘通道集的信号强度，Sc_ref是第三边缘通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是第四边缘通道集的信号强度的参考值。

根据本发明的第二方面的实施例，提供了一种X射线扫描设备中调整准直器的位置的装置，其中，X射线扫描设备包括X线球管，探测器单元阵列和准直器，其中，该装置包括：

信号强度获取单元，配置为获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度；

预定条件判断单元，配置为确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件；

调整单元，配置为如果不满足预定条件，则调整准直器的位置。

具体地，上述多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。

具体地，预定条件判断单元包括：

归一化模块，配置为根据多个边缘通道集的信号强度获取第一组通道集的第一归一化信号和第二组通道集的第二归一化信号；

信号判断模块，配置为确定第一归一化信号和第二归一化信号是否满足预定条件其中，Ka是第一归一化信号，Kb是第二归一化信号，T为大于0小于1且接近0的小数。

具体地，第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集，其中归一化模块包括：

参考值获取子模块，配置为获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值，包括第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值；

第一信号确定子模块，配置为根据下式确定第一归一化信号：

其中，Ka是第一归一化信号，Sa是第一边缘通道集的信号强度，Sb是第二边缘通道集的信号强度，Sa_ref是第一边缘通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是第二边缘通道集的信号强度的参考值；

第二信号确定子模块，配置为根据下式确定第二归一化信号：

其中，Kb是第二归一化信号，Sc是第三边缘通道集的信号强度，Sd是第四边缘通道集的信号强度，Sc_ref是第三边缘通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是第四边缘通道集的信号强度的参考值。

根据本发明的第三个方面的实施例，提供了一种X射线扫描设备，该设备包括如前述的调整准直器的位置的装置。具体地，该X射线扫描设备包括CT设备。

从上述方案中可以看出，根据本发明公开的实施例的调整准直器的位置的方法和装置，利用了探测器单元阵列中的边缘通道集的信号对准直器的位置进行调整，因此可以在映射到探测器单元阵列的准直缝开度宽于中间通道而窄于边缘通道的情况下，根据边缘通道集的信号强度来调整准直器的位置，使得准直器能调整在最优位置上，从而使得在X射线的辐射剂量最优的情况下，准直器和X射线源发生相对移动时仍然能保证理想的图像质量。根据本发明的实施例的方法和装置，还可以适用于准直器位置倾斜的情况，以及对准直缝开度非对称的准直器的位置进行调整。

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为根据本发明的实施例的调整准直器的位置的方法的流程的示意图。

图2A和图2B为本发明的实施例的边缘通道集的示意图。

图3为根据本发明的一个优选实施例的调整准直器的位置的方法的流程的示意图。

图4为根据本发明的实施例的调整准直器的位置的装置的示意图。

图5为根据本发明的一个优选实施例的调整准直器的位置的装置的示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

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示出了本发明的实施例的一种调整准直器的位置的方法的流程的示意图。本发明的实施例的调整准直器位置的方法可以用于X射线扫描设备中。本发明实施例的X射线扫描设备包括CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)设备。X射线扫描设备包括X线球管、准直器和X射线探测器。X线球管发射的X射线通过准直器投射到探测器单元阵列上，探测器单元阵列根据接收到的X线束生成原始数据信息。如图1所示，根据本发明的实施例的方法包括步骤S1、步骤S2和步骤S3。

在步骤S1中，X射线扫描设备获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度。探测器单元阵列中包括多排多列个通道的探测器单元。X射线经过准直器映射到单元阵列上，映射到探测器单元阵列的准直缝开度的形状与探测器单元阵列本身的形状是不相同的。准直器的最优位置是准直缝开度映射的中心与探测器单元阵列的中心对齐。准直器的位置与最优位置的偏差会造成准直缝开度的映射与探测器单元阵列的形状相差较远。探测器单元阵列的边缘通道集是位于探测器单元阵列的边缘位置的多个通道组成的集合。每一个探测器单元的通道对应着一个小的探测器单元，可以获取接收的X线束的原始数据。这些边缘通道集包括的通道是在准直器的位置与最优位置有偏差时，探测器单元阵列中的接收到的X线束的信号强度有变化的通道。例如，探测器单元阵列包括有32行512列个探测器单元，总共对应有32＊512个通道。当准直器位置最大偏离最优位置时，第一行的前40列的通道和第二行前50列的通道上接收到的X线束的信号强度会发生变化。因此该边缘通道集包括的通道是：第一行的前40列的通道和第二行前50列的通道。多个边缘通道集的数目至少是2个。在本发明的实施例中，每个边缘通道集包含的通道的数目可以是相同的，也可以是不同的。

图2A和图2B示出了本发明的实施例的边缘通道集的示意图。图2A和图2B中，准直器的准直缝开度的映射100是X射线经过准直器后在探测器单元阵列上的映射的指示；矩形指示的101是探测器单元阵列的接收X线束的范围指示；边缘通道集102指示了包括的通道范围。在图2A中，准直器的准直缝开度的映射100的中部比探测器101的中间通道宽，而边缘比探测器101的边缘通道窄。图2A中的边缘通道集102有四个，为图中的四个阴影部分包括的探测器单元阵列的通道的集合。图2B中，准直器的准直缝开度的映射100是非对称结构，左右两边的图案不对称，一边是三角形，而另一边为边圆角的弧形。图2B中的边缘通道集102有三个，为图中三个阴影部分包括的探测器单元阵列的通道的集合。需要说明的是，以上边缘通道集的相关描述仅为举例，其他现有的或今后可能出现的关于边缘通道集的内容如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

X射线扫描设备获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度的方式有多种。探测器单元阵列对映射于其上的每个通道上的X射线光束的原始信号进行采集，可以获取当前准直器位置下的每个通道上X射线光束的信号强度。在确定了边缘通道集包括有哪些通道之后，也就可以得到对应的边缘通道集内的每个通道的信号强度。例如，在获得每个通道的信号强度之后，可以根据每个通道对应的权值，对同一边缘通道集内的各个通道的信号强度进行加权计算，从而获得边缘通道集的信号强度。通道对应的权值的大小，可以是通过事先校准得到或系统配置好的默认值。例如，边缘通道集1中包含有通道11，通道12，……通道15，对应的通道的信号强度为A11，A12，…...，A15，对应的通道的权值为B11，B12，……，B15，则边缘通道集1的信号强度为：A11＊B11+A12＊B12+……+A15＊B15。对于各个边缘通道集内包含的通道数目不相同的情况下，也可以对同一边缘通道集内的各个通道的信号强度进行加权平均计算，以获得各个边缘通道集的信号强度。例如，边缘通道集2中包含有通道21，通道22，……通道28，对应的通道的信号强度为A21，A22，…...，A28，对应的通道的权值为B21，B22，……，B28，则边缘通道集2的信号强度为：(A21＊B21+A22＊B22+……+A28＊B28)/(B21+B22+…+B28)。优选地，步骤S1包括步骤S11(图中未示出)。在步骤S11中，将每个边缘通道集内所有通道的信号强度相加获得每个边缘通道集的信号强度。例如，边缘通道集3中包含有通道1，通道2，……通道m，对应的通道的信号强度为A1，A2，…...，Am，则边缘通道集3的信号强度为在又一个优选实施例中，步骤S1还包括步骤S12(图中未示出)。在步骤S12中，对多个采样时间内的同一个边缘通道集的信号强度进行累加。例如，边缘通道集4包括的通道有通道101，通道102，……，通道130，每秒时间内有1536次对信号的采样，对应的各个采样时间内的各个通道的信号强度用Amn标识，其中m表示通道号，n表示采样时间点。因此边缘通道集4的信号强度的计算为：将在1秒时间的所有采样点的信号强度累加以进行时间滤波。首先根据步骤S11得到了每个采样时间点内的各通道累加后的信号强度接着根据步骤S12，对1秒内的1536个采样点的信号强度进行累加滤波，即将的结果作为边缘通道集4的信号强度。另外，在步骤S12中，采样时间的长度和采样频率的大小不受限。

在步骤S2中，X射线扫描设备根据多个边缘通道集的信号强度，确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件。预定条件可以是根据准直器的设计来确定的条件。例如，预定条件是判断每个边缘通道集的信号强度与其对应的理想信号强度之间的差值在预定的范围内。理想信号强度是在准直器放置在最优位置上时，探测器单元阵列上的边缘通道集的信号强度。比如，准直缝开度与探测器单元阵列之间有三个边缘通道集，为边缘通道集x、边缘通道集y和边缘通道集z。当准直器事先放置在最优位置上时，根据探测器单元阵列上采样的数据计算得到的边缘通道集x、y、z的信号强度的值为Rx，Ry和Rz。在对准直器位置进行调整过程中，根据步骤S1获得的边缘通道集x、y、z的信号强度为Ax、Ay和Az。当准直器在最优位置时，Ax、Ay和Az的值与Rx、Ry和Rz相等。当Ax与Rx的差值小于阈值1、Ay与Ry的差值小于阈值2、Az与Rz的差值小于阈值3这几个条件能够同时满足，则可以确定这三个边缘通道集的信号强度满足预定条件，此时准直器的位置与最优位置的偏差在一定精度范围内时。若Ax与Rx的差值小于阈值1以及Ay与Ry的差值小于阈值2，但Az与Rz的差值大于阈值3，则认为这三个边缘通道集的信号强度不满足预定条件，需要继续调整准直器的位置。又例如，当各个边缘组内包含的通道数目不同时，预定条件是确定多个边缘通道集的信号强度之间的比值是否在阈值范围内。比如，有两个边缘通道集j和k，边缘通道集j中包含30个通道，边缘通道集k中包含50个通道，对应的信号强度为Aj和Ak。由于通道集Aj中包含的通道数与通道集Ak中包含的通道数目不同，因此设定为：当Aj/Ak与3/5的差值小于某个预设阈值时，则认为这两个边缘通道集的信号强度满足预定条件。

在步骤S3中，如果不满足预定条件，则控制调整准直器的位置。如果预定条件满足，则准直器的位置与最优位置之间的偏差满足扫描设备要求，此时的准直器的位置可以满足设备使用的要求，不会对准直器的位置进行调整。如果预定条件不满足，则准直器的位置与最优位置之间有较大的偏差，因此需要对准直器的位置进行调整，以使多个边缘通道集的信号强度满足预定条件的要求。

图3是根据本发明的一个优选实施例的调整准直器的位置的方法的流程的示意图。如图3所示，根据本发明的优选实施例的方法包括步骤S1、步骤S2和步骤S3。其中图3中所示步骤S1、S2和S3与前面参照图1所描述的步骤S1、S2和S3的内容相同，在图3所示的优选实施例中，步骤S2包括步骤S4和步骤S5。

在该优选实施例中，多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。也就是将多个边缘通道集进行分组，分为两组，即第一组通道集和第二组通道集。第一组通道集和第二通道集中都包括有一个、两个或两个以上的边缘通道集。通常可以根据准直器的对称位置和准直缝开度的移动位置，将边缘通道集进行分组。例如，准直器的准直缝开度为上下移动时，在对边缘通道集进行分组时，则将上半部的所有边缘通道集分在第一组通道集中，而下半部的所有边缘通道集分在第二组通道集中。第一通道集和第二通道集中包含的边缘通道集的个数可以是相等的，也可以是不相等的。

在步骤S4中，根据多个边缘通道集的信号强度获取第一组通道集的第一归一化信号和第二组通道集的第二归一化信号。第一归一化信号是对第一组通道集中包括的边缘通道集的信号强度进行归一化计算得到的结果，第二归一化信号是对第二组通道集中包括的边缘通道集的信号强度进行归一化计算得到的结果。本发明的实施例中，归一化计算是为了得到结果相匹配的，可以进行相互比较的输出结果。获取归一化计算之后可以是无量纲的结果，也可以是包含同量纲的计算结果。例如，第一组通道集中包括的三个边缘通道集的信号强度为AA1、AA2和AA3，第二组通道集中包括的三个边缘通道集的信号强度为AA4、AA5和AA6。第一归一化信号为(AA1+AA2+AA3)/RAA，第二归一化信号为(AA4+AA5+AA6)/RAB，其中RAA、RAB分别为第一组通道集和第二组通道集的参考信号值。又如，在X射线直接照射到探测器单元阵列上时，得到每个边缘通道集的参考信号强度RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA6，则第一归一化信号为(AA1/RA1+AA2/RA2+AA3/RA3)，第二归一化信号为(AA4/RA4+AA5/RA5+AA6/RA6)。

在一个优选实施例中，第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集。即第一组通道集中包括有两个边缘通道集，第二组通道集中也包括有两个边缘通道集。这四个边缘通道集中包括的通道数目可以是相等的，也可以是各不相等的。此时步骤S4包括步骤S6、步骤S7和步骤S8，如图3所示。

在步骤S6中，获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值。在没有放置准直器或没有准直器遮挡时，X线球管发射的X射线直接投射到探测器单元阵列上时，此时可以获取探测器单元阵列上的每个通道的信号强度，对这些通道的信号强度进行计算处理之后得到的每个边缘通道集的信号强度的值，就是多个边缘通道集的信号强度的参考值。实际操作中，可以通过多次移动准直器的位置，分别获取在准直器没有遮挡住X射线的情况下的各个通道的信号强度，之后根据各个通道的信号强度计算得到各个边缘通道集的信号强度的参考值。这些参考值可以是由默认值确定，或者是在X射线扫描设备的准直器位置调整之前的过程中确定下来并保存在设备中。因此，在确定了第一组通道集包括有第一边缘通道集和第二边缘通道集、第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集的情况下，根据得到的每个通道的信号强度的参考值，就可以得到第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值。

在步骤S7中，根据下式确定第一归一化信号：

其中，Ka是第一归一化信号，Sa是第一组通道集的信号强度，Sb是第二组通道集的信号强度，Sa_ref是第一组通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是第二组通道集的信号强度的参考值。

第一组通道集的信号强度与第一组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sa/Sa_ref，以及第二组通道集的信号强度与第二组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sb/Sb_ref是为了消除第一组通道集和第二组通道集内的各个通道之间对X线束信号的敏感程度不均衡的影响，同时也可以避免第一组通道集内的通道数目与第二组通道集内的通道数目不相同的影响。

在步骤S8中，根据下式确定第二归一化信号：

其中，Kb是第二归一化信号，Sc是第三组通道集的信号强度，Sd是第四组通道集的信号强度，Sc_ref是第三组通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是第四组通道集的信号强度的参考值。

第三组通道集的信号强度与第三组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sc/Sc_ref，以及第四组通道集的信号强度与第四组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sd/Sd_ref是为了消除第三组通道集和第四组通道集内的各个通道之间对X线束信号的敏感程度不均衡的影响，同时也可以避免第三组通道集内的通道数目与第四组通道集内的通道数目不相同的影响。

在步骤S5中，确定第一归一化信号和第二归一化信号是否满足预定条件：其中T为大于0小于1且接近0的小数。

步骤S5的预定条件中，Ka和Kb分别是在步骤S4中确定的第一归一化信号和第二归一化信号。步骤S5是通过预定条件来确定第一归一化信号的值与第二归一化信号的值是否接近，从而确定准直器的位置是否平衡或准直器是否与最优位置对齐。若第一归一化信号与第二归一化信号的值相等或相近，则认为满足了预定条件。即先计算第一归一化信号与第二归一化信号的比值与1的差值，然后再判断该差值的绝对值是否小于T。满足了预定条件则可以认为准直器的当前位置满足X射线扫描设备的要求。这里T为大于0小于1且接近0的小数，例如0.015，也即要求第一归一化信号的值要与第二归一化值相近。T是根据X射线扫描设备对准直器的设计以及准直器的位置与最优位置偏差的精度要求确定的。T可以是系统中预先设置好的参数，或是根据系统设计要求的可配置的参数，也可以是根据系统仿真结果确定的参数。在一个优选实施例中，T的取值为0.01。

在本实施例中，根据第一组通道集和第二组通道集的信号强度是否满足预定条件来判断准直器的位置是否满足要求。在准直器的准直缝开度的映射与探测器单元阵列相比的中间宽而边缘窄的情况下，可以有效地判断准直器当前的位置是否满足X射线扫描设备的要求，使得在X射线的辐射剂量最优的情况下，准直器和X射线源发生相对移动时仍然能保证理想的图像质量；同时也可以根据这两组通道集中的边缘通道集的信号强度是否满足预定条件来判断准直器的位置是否倾斜。

图4示出了本发明的实施例的一种调整准直器的位置的装置的示意图。本发明的实施例的调整准直器位置的装置可以用于X射线扫描设备中。本发明实施例的X射线扫描设备包括CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)设备。X射线扫描设备包括X线球管、准直器和X射线探测器。X线球管发射的X射线通过准直器投射到探测器单元阵列上，探测器单元阵列根据接收到的X线束生成原始数据信息。如图4所示，根据本发明的实施例的装置包括信号强度获取单元103、预定条件判断单元104和调整单元105。

信号强度获取单元103，配置为获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度。探测器单元阵列中包括多排多列个通道的探测器单元。X射线经过准直器映射到单元阵列上，映射到探测器单元阵列的准直缝开度的形状与探测器单元阵列本身的形状是不相同的。准直器的最优位置是准直缝开度映射的中心与探测器单元阵列的中心对齐。准直器的位置与最优位置的偏差会造成准直缝开度的映射与探测器单元阵列的形状相差较远。探测器单元阵列的边缘通道集是位于探测器单元阵列的边缘位置的多个通道组成的集合。每一个探测器单元的通道对应着一个小的探测器单元，可以获取接收的X线束的原始数据。这些边缘通道集中包括的通道是在准直器的位置与最优位置有偏差时，探测器单元阵列中的接收到的X线束的信号强度有变化的通道。例如，探测器单元阵列包括有32行512列个探测器单元，总共对应有32＊512个通道。当准直器位置最大偏离最优位置时，第一行的前40列的通道和第二行前50列的通道上接收到的X线束的信号强度会发生变化。因此该边缘通道集包括的通道是：第一行的前40列的通道和第二行前50列的通道。多个边缘通道集的数目至少是2个。在本发明的实施例中，每个边缘通道集包含的通道的数目可以是相同的，也可以是不同的。

图2A和图2B示出了本发明的实施例的边缘通道集的示意图。图2A和图2B中，准直器的准直缝开度的映射100是X射线经过准直器后在探测器单元阵列上的映射的指示；矩形指示的101是探测器单元阵列的接收X线束的范围指示；边缘通道集102指示了包括的通道范围。在图2A中，准直器的准直缝开度的映射100的中部比探测器101的中间通道宽，而边缘比探测器101的边缘通道窄。图2A中的边缘通道集102有四个，为图中的四个阴影部分包括的探测器单元阵列中的通道的集合。图2B中，准直器的准直缝开度的映射100是非对称结构，左右两边的图案不对称，一边是三角形，而另一边为边圆角的弧形。图2B中的边缘通道集102有三个，为图中三个阴影部分包括的探测器单元阵列的通道的集合。需要说明的是，以上边缘通道集的相关描述仅为举例，其他现有的或今后可能出现的关于边缘通道集的内容如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

信号强度获取单元103获取探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度的方式有多种。探测器单元阵列对映射于其上的每个通道上的X射线光束的原始信号进行采集，可以获取当前准直器位置下的每个通道上X射线光束的信号强度。在确定了边缘通道集包括有哪些通道之后，也就可以得到对应的边缘通道集内的每个通道的信号强度。例如，在探测器单元阵列获得每个通道的信号强度之后，信号强度获取单元103可以根据每个通道对应的权值，对同一边缘通道集内的各个通道的信号强度进行加权计算，从而获得边缘通道集的信号强度。各个通道对应的权值的大小，可以是通过事先校准得到或系统配置好的默认值。例如，边缘通道集1中包含有通道11，通道12，……通道15，对应的通道的信号强度为A11，A12，…...，A15，对应的通道的权值为B11，B12，……，B15，则边缘通道集1的信号强度为：A11＊B11+A12＊B12+……+A15＊B15。对于各个边缘通道集内包含的通道数目不相同的情况下，也可以对同一边缘通道集内的各个通道的信号强度进行加权平均计算，以获得各个边缘通道集的信号强度。例如，边缘通道集2中包含有通道21，通道22，……通道28，对应的通道的信号强度为A21，A22，…...，A28，对应的通道的权值为B21，B22，……，B28，则边缘通道集2的信号强度为：(A21＊B21+A22＊B22+……+A28＊B28)/(B21+B22+…+B28)。优选地，信号强度获取单元103包括信号累加模块111(图中未示出)。信号累加模块111，配置为将每个边缘通道集内所有通道的信号强度相加获得每个边缘通道集的信号强度。例如，边缘通道集3中包含有通道1，通道2，……通道m，对应的通道的信号强度为A1，A2，…...，Am，则边缘通道集3的信号强度为在又一个优选实施例中，信号强度获取单元103包括还包括时间滤波模块111(图中未示出)。时间滤波模块111，配置为对多个采样时间内的同一个边缘通道集的信号强度进行累加。例如，边缘通道集4包括的通道有通道101，通道102，……，通道130，每秒时间内有1536次对信号的采样，对应的各个采样时间内的各个通道的信号强度用Amn标识，其中m表示通道号，n表示采样时间点。因此边缘通道集4的信号强度的计算为：将在1秒时间的所有采样点的信号强度累加以进行时间滤波。首先根据信号累加模块111得到了每个采样时间点内的各通道累加后的信号强度接着在时间滤波模块112中，对1秒内的1536个采样点的信号强度进行累加滤波，即将的结果作为边缘通道集4的信号强度。另外，在时间滤波模块112中，采样时间的长度和采样频率的大小不受限。

预定条件判断单元104，配置为根据多个边缘通道集的信号强度，确定多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件。预定条件判断单元104的输入包括信号强度获取单元103输出的多个边缘通道集的信号强度。预定条件可以是根据准直器的设计来确定的条件。例如，预定条件是判断每个边缘通道集的信号强度与其对应的理想信号强度之间的差值在预定的范围内。理想信号强度是在准直器放置在最优位置上时，探测器单元阵列上的边缘通道集的信号强度。比如，准直缝开度与探测器单元阵列之间有三个边缘通道集，为边缘通道集x、边缘通道集y和边缘通道集z。当准直器事先放置在最优位置上时，根据探测器单元阵列上采样的数据计算得到的边缘通道集x、y、z的信号强度的值为Rx，Ry和Rz。在对准直器位置进行调整过程中，根据在信号强度获取单元103中获得的边缘通道集x、y、z的信号强度为Ax、Ay和Az。当准直器在最优位置时，Ax、Ay和Az的值与Rx、Ry和Rz相等。当Ax与Rx的差值小于阈值1、Ay与Ry的差值小于阈值2、Az与Rz的差值小于阈值3这几个条件能够同时满足，则可以确定这三个边缘通道集的信号强度满足预定条件，此时准直器的位置与最优位置的偏差在一定精度范围内时。若Ax与Rx的差值小于阈值1以及Ay与Ry的差值小于阈值2，但Az与Rz的差值大于阈值3，则认为这三个边缘通道集的信号强度不满足预定条件，需要继续调整准直器的位置。又例如，当各个边缘组内包含的通道数目不同时，预定条件是确定多个边缘通道集的信号强度之间的比值是否在阈值范围内。比如，有两个边缘通道集j和k，边缘通道集j中包含30个通道，边缘通道集k中包含50个通道，对应的信号强度为Aj和Ak。由于通道集Aj中包含的通道数与通道集Ak中包含的通道数目不同，因此设定为：当Aj/Ak与3/5的差值小于某个预设阈值时，则认为这两个边缘通道集的信号强度满足预定条件。

调整单元105，配置为如果不满足预定条件，则控制调整准直器的位置。预定条件判断单元104会将是否满足预定条件的判断结果输出到调整单元105中。如果预定条件满足，则调整单元105判断准直器的位置与最优位置之间的偏差满足扫描设备要求，此时的准直器的位置可以满足设备使用的要求，不会对准直器的位置进行调整。如果预定条件不满足，则准直器的位置与最优位置之间有较大的偏差，因此调整单元105对准直器的位置进行调整，以使多个边缘通道集的信号强度满足预定条件的要求。

图5是根据本发明的一个优选实施例的调整准直器的位置的装置的示意图。如图5所示，根据本发明的优选实施例的装置包括信号强度获取单元103、预定条件判断单元104和调整单元105。其中图5中所示信号强度获取单元103、预定条件判断单元104和调整单元105与前面参照图4所描述的信号强度获取单元103、预定条件判断单元104和调整单元105的内容相同。其中，预定条件判断单元104包括归一化模块106和信号判断模块107。

在该优选实施例中，多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。也就是将多个边缘通道集进行分组，分为两组，即第一组通道集和第二组通道集。第一组通道集和第二通道集中都包括有一个、两个或两个以上的边缘通道集。通常可以根据准直器的对称位置和准直缝开度的移动位置，将边缘通道集进行分组。例如，准直器的准直缝开度为上下移动时，在对边缘通道集进行分组时，则将上半部的所有边缘通道集分在第一组通道集中，而下半部的所有边缘通道集分在第二组通道集中。第一通道集和第二通道集中包含的边缘通道集的个数可以是相等的，也可以是不相等的。

归一化模块106，配置为根据多个边缘通道集的信号强度获取第一组通道集的第一归一化信号和第二组通道集的第二归一化信号。归一化模块106的输入信号包括信号强度获取单元103输出的多个边缘通道集的信号强度。第一归一化信号是对第一组通道集中包括的边缘通道集的信号强度进行归一化计算得到的结果，第二归一化信号是对第二组通道集中包括的边缘通道集的信号强度进行归一化计算得到的结果。本发明的实施例中，归一化计算是为了得到结果相匹配的，可以进行相互比较的输出结果。获取归一化计算之后可以是无量纲的结果，也可以是包含同量纲的计算结果。例如，第一组通道集中包括的三个边缘通道集的信号强度为AA1、AA2和AA3，第二组通道集中包括的三个边缘通道集的信号强度为AA4、AA5和AA6。第一归一化信号为(AA1+AA2+AA3)/RAA，第二归一化信号为(AA4+AA5+AA6)/RAB，其中RAA、RAB分别为第一组通道集和第二组通道集的参考信号值。又如，在X射线直接照射到探测器单元阵列上时，得到每个边缘通道集的参考信号强度RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA6，则第一归一化信号为(AA1/RA1+AA2/RA2+AA3/RA3)，第二归一化信号为(AA4/RA4+AA5/RA5+AA6/RA6)。

在一个优选实施例中，第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集。即第一组通道集中包括有两个边缘通道集，第二组通道集中也包括有两个边缘通道集。这四个边缘通道集中包括的通道数目可以是相等的，也可以是各不相等的。此时归一化模块106包括参考值获取子模块108、第一信号确定子模块109和第二信号确定子模块110，如图5所示。

参考值获取子模块108，配置为获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值。在没有放置准直器或没有准直器遮挡时，X线球管发射的X射线直接投射到探测器单元阵列上时，此时可以得到探测器单元阵列上的每个通道的信号强度，对这些通道的信号强度进行计算处理之后得到的每个边缘通道集的信号强度的值，就是多个边缘通道集的信号强度的参考值。实际操作中，可以通过多次移动准直器的位置，分别获取在准直器没有遮挡住X射线的情况下的各个通道的信号强度，之后根据各个通道的信号强度计算得到各个边缘通道集的信号强度的参考值。这些参考值可以是由默认值确定，或者是在X射线扫描设备的准直器位置调整之前的过程中确定下来并保存在设备中。因此，在确定了第一组通道集包括有第一边缘通道集和第二边缘通道集、第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集的情况下，根据得到的每个通道的信号强度的参考值，就可以得到第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值。

第一信号确定子模块109，配置为根据下式确定第一归一化信号：

其中，Ka是第一归一化信号，Sa是第一组通道集的信号强度，Sb是第二组通道集的信号强度，Sa_ref是第一组通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是第二组通道集的信号强度的参考值。Ka是第一信号确定子模块109的输出信号，Sa和Sb来自信号强度获取单元103，Sa_ref和Sb_ref来自参考值获取子模块108。

第一组通道集的信号强度与第一组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sa/Sa_ref，以及第二组通道集的信号强度与第二组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sb/Sb_ref是为了消除第一组通道集和第二组通道集内的各个通道之间对X线束信号的敏感程度不均衡的影响，同时也可以避免第一组通道集内的通道数目与第二组通道集内的通道数目不相同的影响。

第二信号确定子模块110，配置为根据下式确定第二归一化信号：

其中，Kb是第二归一化信号，Sc是第三组通道集的信号强度，Sd是第四组通道集的信号强度，Sc_ref是第三组通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是第四组通道集的信号强度的参考值。Kb是第二信号确定子模块110的输出信号，Sc和Sd来自信号强度获取单元103，Sc_ref和Sd_ref来自参考值获取子模块108。

第三组通道集的信号强度与第三组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sc/Sc_ref，以及第四组通道集的信号强度与第四组通道集的信号强度的参考值之间的比值Sd/Sd_ref是为了消除第三组通道集和第四组通道集内的各个通道之间对X线束信号的敏感程度不均衡的影响，同时也可以避免第三组通道集内的通道数目与第四组通道集内的通道数目不相同的影响。

预定条件判断单元104，配置为确定第一归一化信号和第二归一化信号是否满足预定条件：其中T为大于0小于1且接近0的小数。

信号判断模块107的预定条件中，Ka和Kb分别是在归一化模块106中确定的第一归一化信号和第二归一化信号。信号判断模块107的输出是Ka和Kb是否满足预定条件的判断结果。信号判断模块107是通过预定条件来确定第一归一化信号的值与第二归一化信号的值是否接近，从而确定准直器的位置是否平衡或准直器是否与最优位置对齐。若第一归一化信号与第二归一化信号的值相等或相近，则认为满足了预定条件。即先计算第一归一化信号与第二归一化信号的比值与1的差值，然后再判断该差值的绝对值是否小于T。满足了预定条件则可以认为准直器的当前位置满足X射线扫描设备的要求。这里T为大于0小于1且接近0的小数，例如0.015，也即要求第一归一化信号的值要与第二归一化值相近。T是根据X射线扫描设备对准直器的设计以及准直器的位置与最优位置偏差的精度要求确定的。T可以是系统中预先设置好的参数，或是根据系统设计要求的可配置的参数，也可以是根据系统仿真结果确定的参数。在一个优选实施例中，T的取值为0.01。

在本实施例中，根据第一组通道集和第二组通道集的信号强度是否满足预定条件来判断准直器的位置是否满足要求。在准直器的准直缝开度的映射与探测器单元阵列相比的中间宽而边缘窄的情况下，可以有效地判断准直器当前的位置是否满足X射线扫描设备的要求，使得在X射线的辐射剂量最优的情况下，准直器和X射线源发生相对移动时仍然能保证理想的图像质量；同时也可以根据这两组通道集中的边缘通道集的信号强度是否满足预定条件来判断准直器的位置是否倾斜。

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 (14)

1.一种X射线扫描设备中调整准直器的位置的方法，其中，所述X射线扫描设备包括X线球管，探测器单元阵列和所述准直器，其中，所述方法包括：

获取所述探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度；

确定所述多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件；

如果不满足所述预定条件，则调整所述准直器的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件的步骤包括：

根据所述多个边缘通道集的信号强度获取所述第一组通道集的第一归一化信号和所述第二组通道集的第二归一化信号；

确定所述第一归一化信号和所述第二归一化信号是否满足预定条件其中，Ka是所述第一归一化信号，Kb是所述第二归一化信号，T为大于0小于1且接近0的小数。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，所述第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集，其中所述获取所述第一组通道集的第一归一化信号和所述第二组通道集的第二归一化信号的步骤包括：

获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值，包括第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值；

根据下式确定所述第一归一化信号：

其中，Ka是所述第一归一化信号，Sa是所述第一边缘通道集的信号强度，Sb是所述第二边缘通道集的信号强度，Sa_ref是所述第一边缘通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是所述第二边缘通道集的信号强度的参考值；

根据下式确定所述第二归一化信号：

其中，Kb是所述第二归一化信号，Sc是所述第三边缘通道集的信号强度，Sd是所述第四边缘通道集的信号强度，Sc_ref是所述第三边缘通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是所述第四边缘通道集的信号强度的参考值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取所述探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度的步骤包括：

将每个所述边缘通道集内所有通道的信号强度相加获得每个所述边缘通道集的信号强度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述获取所述探测器单元阵列的边缘通道集的信号强度的步骤还包括：

对多个采样时间内的同一个所述边缘通道集的信号强度进行累加。

7.一种X射线扫描设备中调整准直器的位置的装置，其中，所述X射线扫描设备包括X线球管，探测器单元阵列和所述准直器，其中，所述装置包括：

信号强度获取单元，配置为获取所述探测器单元阵列的多个边缘通道集的信号强度；

预定条件判断单元，配置为确定所述多个边缘通道集的信号强度是否满足预定条件；

调整单元，配置为如果不满足所述预定条件，则调整所述准直器的位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个边缘通道集包括第一组通道集和第二组通道集。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述预定条件判断单元包括：

归一化模块，配置为根据所述多个边缘通道集的信号强度获取所述第一组通道集的第一归一化信号和所述第二组通道集的第二归一化信号；

信号判断模块，配置为确定所述第一归一化信号和所述第二归一化信号是否满足预定条件其中，Ka是所述第一归一化信号，Kb是所述第二归一化信号，T为大于0小于1且接近0的小数。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一组通道集包括第一边缘通道集和第二边缘通道集，所述第二组通道集包括第三边缘通道集和第四边缘通道集，其中所述归一化模块包括：

参考值获取子模块，配置为获取X射线直接投射到探测器单元阵列时的多个边缘通道集的信号强度的参考值，包括第一边缘通道集的信号强度的参考值、第二边缘通道集的信号强度的参考值、第三边缘通道集的信号强度的参考值和第四边缘通道集的信号强度的参考值；

第一信号确定子模块，配置为根据下式确定所述第一归一化信号：

其中，Ka是所述第一归一化信号，Sa是所述第一边缘通道集的信号强度，Sb是所述第二边缘通道集的信号强度，Sa_ref是所述第一边缘通道集的信号强度的参考值，Sb_ref是所述第二边缘通道集的信号强度的参考值；

第二信号确定子模块，配置为根据下式确定所述第二归一化信号：

其中，Kb是所述第二归一化信号，Sc是所述第三边缘通道集的信号强度，Sd是所述第四边缘通道集的信号强度，Sc_ref是所述第三边缘通道集的信号强度的参考值，Sd_ref是所述第四边缘通道集的信号强度的参考值。

11.根据权利要求7所述的装置，其中，所述信号强度获取单元包括：

信号累加模块，配置为将每个所述边缘通道集内所有通道的信号强度相加获得每个所述边缘通道集的信号强度。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述信号强度获取单元还包括：

时间滤波模块，配置为对多个采样时间内的同一个所述边缘通道集的信号强度进行累加。

13.一种X射线扫描设备，所述设备包括如权利要求7至12中任一项所述的调整准直器的位置的装置。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述X射线扫描设备包括CT设备。