CN111789624A - 散焦辐射测量方法、装置、计算机设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种散焦辐射测量方法、装置、计算机设备和可读存储介质，其中，散焦辐射测量方法包括将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置；控制所述扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动；在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号；根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。上述测量方法通过扫描床带动模体运动，并在多个床码位置曝光扫描模体，对模体的摆放要求低，通过调整模体的位置可以调整测量精度和测量范围；另外，该测量方法提高了散焦辐射测量信噪比和测量精度。
Description
技术领域
本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种散焦辐射测量方法、装置、计 算机设备和可读存储介质。
背景技术
CT扫描设备是利用计算机技术，扫描被测物体得到二维投影图后进行重建 获得三维断层图形的设备。CT扫描设备使用X射线球管发射X射线，穿过物 体(如人体器官)后被探测器接收。探测器的输出信号中绝大部分来自X球管 电子轰击靶面上的焦点产生X射线，但是有部分电子会从靶面散射到焦点外， 再轰击靶面其他区域产生X射线后到达探测器，这就是散焦辐射(Off focal)， 因此X光源表现为低强度光晕围绕高强度中心焦点。散焦辐射改变了真实测量 结果，导致图像中可能出现阴影、弧状等伪影，同时会降低CT值准确性和图像 衬度，甚至可能影响医生根据图像进行诊断。因此需要在CT扫描设备上进行散 焦辐射的校正。
散焦辐射校正的关键是要获得球管X射线到达探测器通道的散焦辐射强度 分布，再和主焦点辐射强度比较即可计算散焦系数。现有的散焦辐射强度分布 一般通过理论模型计算的方法来获得。但是理论模型计算的结果可能与实际系 统中的散焦辐射有较大偏差。
发明内容
本申请提供一种散焦辐射分布测量方法、装置、计算机设备和可读存储介 质，以至少解决相关技术中散焦辐射分布测量精度和信噪比较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种散焦辐射测量方法，应用于CT扫描设 备，所述CT扫描设备包括机架和扫描床，所述机架形成有扫描腔，所述机架的 一侧设置有X射线球管，与所述X射线球管相对的一侧设置有探测器；其特征 在于，所述方法包括：
将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所 述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置；
控制所述扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动；
在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接 收到的辐射信号；
根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
在其中一些实施例中，所述将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有 狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置包括：
根据狭缝的宽度、扫描床的移动步长、以及球管探测器几何尺寸计算得到 所述预设角度；
根据所述预设角度将模体设置于所述扫描床。
在其中一些实施例中，所述控制所述扫描床和所述扫描腔相对运动包括：
控制所述扫描床以等步长沿所述扫描腔轴向运动，以带动所述模体移动目 标距离；或
控制所述机架床以等步长运动，以带动所述模体移动目标距离。
在其中一些实施例中，所述模体包括：固定部以及转动部；所述固定部用 于与所述扫描床或所述机架连接；
所述转动部上开设有狭缝，并嵌设于所述固定部；所述转动部能够相对于 所述固定部转动，以调整所述狭缝与所述扫描腔径向轴线的预设角度；所述狭 缝用于透过所述X射线球管产生的X射线至所述探测器。
在其中一些实施例中，所述固定部包括金属板以及与所述扫描床或所述机 架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第一板体；
所述金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至 所述扫描床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述第一板设置于所述通 孔内；所述狭缝包括穿透所述第一板体顶面和底面的通孔。
在其中一些实施例中，所述所述固定部包括金属板、限位机构以及与所述 扫描床或所述机架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第二板体；
所述金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至 所述扫描床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述通孔的一侧设置有限 位机构，所述第二板体设置于所述通孔内，并抵靠所述限位机构；所述狭缝包 括穿透所述第二板体顶面和底面的通孔。
在其中一些实施例中，所述根据所述辐射强度值得到所述探测器通道的散 焦辐射分布包括：
获取空气扫描数据和探测器暗电流数据；
根据所述空气扫描数据和探测器暗电流数据对所述辐射强度值进行校正， 得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
在其中一些实施例中，所述在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述 模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号包括：
在运动过程中，同步旋转所述X射线球管和所述模体，并控制所述X射线 球管扫描所述模体，获取所述探测器接收到的辐射信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种散焦辐射测量装置，所述装置包括机 架和扫描床，所述机架形成有扫描腔，所述机架的一侧设置有X射线球管，与 所述X射线球管相对的一侧设置有探测器；所述装置还包括：
模体，所述模体设置于所述扫描床，且所述模体中开设的狭缝与所述扫描 腔的径向轴向呈预设角度设置；
控制模块，用于控制所述扫描床和所述机架沿轴向方向运动；
扫描模块，用于在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获 取所述探测器接收到的辐射信号；
计算模块，用于根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以 及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执 行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的散焦辐射测量方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计 算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的散焦辐射测量方 法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的散焦辐射测量方法，采用将模体设 置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径 向轴线呈预设角度设置；控制所述扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动；在 运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的 辐射信号；根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布的方式， 提升了散焦辐射分布的测量精度和信噪比。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请 的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分， 本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限 定。在附图中：
图1为一实施例提供的CT扫描设置的结构示意图；
图2为一实施例提供的散焦辐射测量方法的流程图；
图3(a)至图3(d)为一实施例提供的散射强度测量示意图；
图4为一实施例提供的模体的立体图；
图5为一实施例提供的模体的结构示意图；
图6为另一实施例提供的模体的结构示意图；
图7为一实施例提供的狭缝与X方向临界角度的示意图；
图8为一实施例提供的狭缝投影的示意图；
图9为一实施例提供的探测器中心第20层384-385通道的焦点分布测试结 果示意图；
图10为一实施例提供的图9的局部放大图；
图11为一个实施例中散焦辐射测量装置的结构框图；
图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本 申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于 本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过 程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关 的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些 设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的 内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性 可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并 不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施 例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在 不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属 技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一 个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请 所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他 的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或 设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元， 或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申 请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的 连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种 关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在 B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉 及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的 特定排序。
本申请描述的各种技术可应用于CT扫描设备，如图1所示，所述CT扫描 设备包括机架101和扫描床102，所述机架101形成有扫描腔，所述机架101的 一侧设置有X射线球管103，与X射线球管相对的一侧设置有探测器104。
图2为一实施例提供的散焦辐射测量方法的流程图，如图2所示，散焦辐 射测量方法包括步骤210至步骤240，其中：
步骤210，将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的 狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置。
模体可以理解为测量工具，本申请中，模体上开设有狭缝，用于部分屏蔽X 射线。为达到此目的，模体使用可屏蔽X射线的材料，如钨、铅或钼等强衰减 物质。在本实施例中，模体包括边缘光滑、厚度均匀的金属板，金属板中开设 有狭缝，金属可以为钨、铅或钼等强衰减物质。
模体设置在扫描床，并且模体上开设的狭缝与扫描腔的径向轴线呈预设角 度设置。具体地，利用CT定位扫描确定旋转中心，将模体通过扫描床支架设置 在扫描旋转中心，再设置X射线球管所在角度。优选的第一次一般将X射线球 管设置在圆形截面扫描腔的180°位置处。其中，圆形截面扫描腔的顶部为0°； 底部为180°。也就是X射线球管的初始位置为扫描腔的底部。如图3a所示， X射线球管设置在底部，离扫描床较近，从而可以使测量精度更高。在扫描腔 范围内将模体移到最低处，此时为了保证测量精度，需要调整狭缝与扫描腔的 径向(X方向)的夹角呈预设角度。预设角度可以是大于临界角ScanAngle，临 界角的具体计算后面详细阐述。
如图4所示，模体设置在旋转支架上，通过将旋转支架安装在扫描床的支 架接口，以使扫描床带动模体运动。
步骤220，控制扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动。
具体地，可以固定机架的位置，控制扫描床沿扫描腔轴向方向运动；对于 导轨CT，则可以固定扫描床的位置不变，控制机架在导轨上移动，以使模体产 生相对运动。
在其中一个实施例中，控制所述扫描床以等步长沿所述扫描腔轴向运动， 以带动所述模体移动目标距离；或控制所述机架床以等步长运动，以带动所述 模体移动目标距离。其中，目标距离根据狭缝的长度和预设角度确定。
具体地，以控制扫描床运动为例进行说明。控制扫描床以等步长沿扫描腔 轴向运动(Z方向)运动，假设扫描床在Z方向移动总长为MoveLengthZ。
MoveLengthZ＝SlitLength*sin(ScanAngle) (1)
由公式(1)可以看出，扫描床在Z方向移动总长为MoveLengthZ由狭缝总 长度SlitLength和狭缝与扫描腔的径向轴线(X方向)的夹角ScanAngle决定。
步骤230，在扫描床运动过程中，控制X射线球管扫描模体，并获取探测 器接收到的辐射信号。
在其中一个实施例中，在运动过程中，同步旋转所述X射线球管和所述模 体，并控制所述X射线球管扫描所述模体，获取所述探测器接收到的辐射信号。
辐射信号包括辐射信号强度值和能谱分布。根据探测器的种类接收到不同 的辐射信号。对于X射线探测器，接收到的辐射信号为辐射信号强度值；对于 光子计数探测器，接收到的辐射信号为能谱分布。本申请均以辐射信号为辐射 信号强度值为例进行说明，但并不对辐射信号进行限定。
具体地，在扫描床的运动过程中进行步进采样，每次采样长度可以设置为SlitWidthZ，在每个床码位置扫描模体，此时X射线只能从模体的狭缝投射到不 同的探测器。如图3(a)和3(b)所示，由于扫描床带动模体在Z方向运动， 等效为在X方向和Z方向有两个狭缝在运动，即在每个床码位置，探测器能接 收到球管焦点AB发射的从X和Z两个方向入射的X射线。以X方向为例，狭 缝在X方向移动，不同的狭缝位置能使得不同焦点AB发射的X射线入射到探 测器2上。同理分析Z方向也是如此。
步骤240，根据辐射信号，得到探测器通道的散焦辐射分布。
可以理解的是，在不同的床码位置扫描模体，对应的探测器可以接收到不 同的辐射信号，扫描相邻床码位置得到的辐射信号差异就是该探测器在该角度 下的散焦强度值。对于每个探测器通道，在扫描床移动总长为MoveLengthZ的 过程中，会在多个床码位置对模体进行扫描得到一组辐射信号，分别计算对应 位置的X射线球管散焦强度，从而可以得到X射线球管在该探测器的散焦辐射 分布。
本实施例提供的散焦辐射测量方法，应用于CT扫描设备，CT扫描设备包 括机架和扫描床，机架形成有扫描腔，机架的一侧设置有X射线球管，与X射 线球管相对的一侧设置有探测器；该方法包括将模体设置于所述扫描床，所述 模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置； 控制所述扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动；在运动过程中，控制所述X 射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号；根据所述辐射 信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。上述测量方法通过控制模体运动， 并在多个床码位置曝光扫描模体，可以得到探测器通道的散焦辐射分布，因此 对模体的摆放要求低，通过调整模体的位置可以调整测量精度和测量范围；另 外，该测量方法提高了散焦辐射测量信噪比和测量精度。
可以理解的是，如果模体的狭缝足够长，即狭缝在X方向的长度 MoveLengthX和在Z方向的长度MoveLengthZ比所需要测量的探测器范围要大， 则只需要将X射线球管调整到圆形截面扫描腔的180°位置处即可，不需要改 变不同的球管和狭缝的角度。
若狭缝在X方向的长度MoveLengthX和在Z方向的长度MoveLengthZ比所 需要测量的探测器范围要小，则需要同步旋转X射线球管和模体，使X射线通 过模体入射到不同的探测器通道，得到多个探测器通道的散焦辐射分布。
其中，狭缝的长度SlitLength在X方向的长度MoveLengthX可以表示如下：
MoveLengthX＝SlitLength*cos(ScanAngle) (2)
判断当前扫描是否已经覆盖完所有所需测量的探测器范围，即模体在两个 方向移动总长MoveLengthX和MoveLengthZ是否遍历完探测器的X和Y两个方 向的范围。如果没有遍历完所需探测器范围，则需要同步旋转球管和模体到其 他角度位置后，在扫描床的运动过程中进行步进采样，每次采样长度可以设置 为SlitWidthZ，在每个床码位置扫描模体，以覆盖其他探测器范围进行测试。当 同步改变球管和模体的角度时，相同狭缝位置能使得焦点位置发射的X射线入 射到不同的探测器范围。如图3(a)和图3(b)所示，X射线球管在圆形截面 扫描腔的180°位置处能测量焦点散焦强度的探测器范围是探测器2，则同步旋转球管和狭缝一定角度后，如图3(c)和图3(d)所示，测量焦点散焦强度的 探测器范围是探测器3。如此重复设置不同的球管和狭缝的角度和位置，则可以 完成所有探测器范围的焦点散焦强度测量。
在其中一个实施例中，模体可以是X方向和Z方向两个方向的组合体，或 者单个狭缝，测量时通过电机驱动使得狭缝分别在X方向和Z两个方向步进， 从而可以分别测量出焦点在X方向和Z两个方向的散焦强度分布，将焦点在X 方向和Z两个方向的散焦强度分布进行叠加在一起计算总的散焦强度分布。
以下对上述使用的模体进行说明。所述模体包括：固定部以及转动部；
所述固定部用于与所述扫描床或所述机架连接；
所述转动部上开设有狭缝，并嵌设于所述固定部；所述转动部能够相对于 所述固定部转动，以调整所述狭缝与所述扫描腔径向轴线的预设角度；所述狭 缝用于透过所述X射线球管产生的X射线至所述探测器。
固定部和转动部的材料均为能强烈吸收X射线的物质，比如钨、铅等。固 定部中开有孔，用于将转动部嵌设在固定部中不掉落，同时两者相接后能阻挡X 射线。另外，固定部中开有的孔周围带有角度刻线，固定部与转动部组合后能 够旋转转动部使得狭缝与X方向成不同角度。
在其中一些实施例中，如图4所示，所述固定部包括金属板410以及与所 述扫描床或所述机架连接的连接机构430；所述转动部包括开设有狭缝421的第 一板体420；
所述金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至 所述扫描床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述第一板体420设置于 所述通孔内；狭缝421包括穿透所述圆台板顶面和底面的通孔。
金属板410的形状可以为多边形、圆形等形状；第一板体420可以是圆柱 体、也可以是圆锥体。具体形状本实施例不作限定。本实施例以金属板410的 形状为矩形、第一板体为圆锥体例进行说明。优选地，所述金属板410与第一 板体420的厚度相同。
图5为图4中模体的俯视图和侧视图。图中所有尺寸的单位默认为mm。金 属板410为矩形，金属板410中开有圆锥孔，孔周围带有角度刻线。锥形的第 一板体420放置在圆锥孔中而不掉落，同时两者相接后能阻挡X射线。第一板 体420中间开有极窄的狭缝，与金属板410组合后能够旋转使得狭缝421与X 方向成不同角度。同时金属板410留有相应的螺丝孔等接口，方便与通过旋转 台实现整体绕Z轴旋转，且能与扫描床支架的接口连接。模体中金属板、第一 板体420和狭缝421的尺寸可以采用固定尺寸，也可以根据实际使用过程中进行调节。例如，金属板410的尺寸在X方向可以为230mm，Z方向为180mm， Y方向的厚度为2mm；第一板体420，其上下表面半径分别为60mm、50mm； 狭缝421长宽分别为100mm、0.2mm，厚度为2mm。
图6是另一种模体的俯视图和侧视图，本实施例中金属板的形状为矩形。 如图6所示，所述固定部包括金属板410、限位机构440以及与所述扫描床或所 述机架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第二板体450；
所述金属板410与连接机构430连接，所述连接机构430用于将所述金属 板410固定至所述扫描床或所述机架；连接机构430可以包括插入病床或机架 的卡槽和旋转部分。所述金属板410上设置有通孔，所述通孔的一侧设置有限 位机构440，所述第二板体430设置于所述通孔内，并抵靠所述限位机构440； 第二板体430上开设有狭缝421，狭缝421包括穿透所述第二板体450顶面和底 面的通孔。
优选地，金属板410与第二板体450的厚度相同。
本实施例，可以将第二板体450设置为普通的圆柱体，相应地，金属板410 上开设有圆形通孔。因此需要增加限位机构440以将转动部固定在金属板410 的圆形通孔内。第二板体450中间开设有狭缝421，狭缝421位于限位机构440 的内侧；限位机构440与第二板体450连接，用于调整转动部中狭缝421的角 度。
其中，限位机构440可以为金属环，金属环的内径小于第二板体450的半 径，且金属环的外径大于第二板体450的半径。例如，若第二板体450的直径 为60mm，金属环的内径可以设置为55mm，金属环的外径可以设置为65mm， 金属环覆盖在第二板体450上，其中内部用5mm的环面积与金属板410固定在 一起，以固定狭缝421。同时金属环凸出在狭缝421外，方便手动调整第二板体 450中狭缝421的角度。
在其中一些实施例中，根据辐射强度值得到探测器通道的散焦辐射分布包 括：
获取空气扫描数据和探测器暗电流数据；
根据空气扫描数据和探测器暗电流数据对辐射强度值进行校正，得到探测 器通道的散焦辐射分布。
按照要测量的扫描协议采集空气扫描数据和探测器暗电流数据。具体地， 首先需要获取该CT扫描设备内置的所有扫描协议，然后按照要测量的扫描协议 对应的扫描条件，对该CT扫描设备进行设置后，对空气进行扫描获得获得该扫 描协议对应的空气扫描数据。探测器暗电流数据例如为球管电压为120kv，电流 30mA，最大开缝40mm等。根据空气扫描数据和探测器暗电流数据，将在每个 床码位置扫描模体的辐射光强进行暗电流校正和空气校正得到投影(如图8所 示)，选择需要测量的探测器通道位置，提取对应探测器通道位置处的投影随 扫描床位置的变化，即可得到该探测器通道处的散焦辐射分布。
在其中一些实施例中，根据空气扫描数据和探测器暗电流数据，将在每个 床码位置扫描模体的辐射光强进行暗电流校正和空气校正具体为：将在每个床 码位置扫描模体得到的辐射光强和暗电流数据均减去空气扫描数据，得到第一 辐射光强与第一暗电流数据，将第一辐射光强与第一暗电流数据相除得到投影 数据，根据校正的后投影数据随扫描床位置的变化，得到辐射强度值变化，根 据辐射强度值变化得到探测器通道处的散焦辐射分布。
在其中一些实施例中，所述将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有 狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置包括：
根据狭缝的宽度、扫描床的移动步长、以及球管探测器几何尺寸计算得到 所述预设角度；根据所述预设角度将模体设置于所述扫描床。
球管探测器几何尺寸包括探测器的尺寸、X射线球管焦点到狭缝的距离以 及X射线球管焦点到探测器的距离。
具体地，根据模体中狭缝的宽度、探测器的尺寸、扫描床的移动步长、X 射线球管焦点到狭缝的距离以及X射线球管焦点到探测器的距离计算得到预设 角度；根据预设角度将模体设置于所述扫描床。
下面详细说明预设角度的计算过程。
设狭缝宽度为SlitWidth，探测器尺寸为PixelSize，病床在Z方向等步长运 动的每次步进距离为SlitStepWidthZ，焦点到狭缝的距离为SSD，焦点到探测器 的距离为SDD。
因为在CT扫描设备中散焦辐射的影响主要表现在X方向，下面以X方向 进行分析。如图7所示，考虑扫描时狭缝与X方向有一定角度ScanAngle的影响， 则每次扫描的X方向缝宽为；
SlitWidthX＝SlitWidth/sin(ScanAngle) (3)
由于扫描床只能在Z方向移动，所以转换到X方向的采样长度为：
SlitStepWidthX＝SlitStepWidthZ*cot(ScanAngle) (4)
在每个狭缝位置时，单个探测器通道能采集到部分焦点尺寸SpotSubSize透 过狭缝入射的光强，根据图8中的相似三角形关系，可以计算该长度为：
每一次在Z方向步进采样时，狭缝在X方向移动，对应采样到的部分焦点 位置移动距离为：
为了得到精确的测量结果，需要每一次得到的焦点尺寸SpotSubSize越小越 好，同时步进采样为完全或者过采样，即：
SpotStepWidth≥SpotSubSize (7)
根据以上计算结果，狭缝与X方向的角度ScanAngle满足：
其中：
根据以上的计算结果，当狭缝宽度SlitWidth和狭缝到焦点距离SSD越小， 狭缝与X方向角度ScanAngle越大时，每次采集到的焦点尺寸SpotSubSize越小。
以目前测试的测量工具和CT扫描仪为例，狭缝宽度SlitWidth＝0.4mm，狭 缝到焦点距离SSD＝370mm，病床在Z方向的步进距离SlitStepWidth＝1mm，能 调整的只有狭缝与X方向角度需要满足ScanAngle>48.7°，设置 ScanAngle＝62°。由此计算SpotSubSize＝1.3mm，SpotSubSize＝0.86mm，满足过 采样要求。做完暗电流校正和空气校正得到某个位置狭缝的光强投影如图8所 示，从中可知只有狭缝位置处的探测器能接收到信号。散焦测量结果如图9所 示，选取了探测器中心第20层相邻两个模块边缘的第384和385探测器通道的 测试结果，横轴根据扫描角度ScanAngle和步长SlitStepWidth转换成X方向的距 离。其中图9为原始结果，从图9可知实线384探测器通道采集到的最大焦点 强度比385小一些；图10为图9的局部放大图，从图10中可知384和385探 测器通道的散焦分布有明显的区别，即在中心焦点的左侧385通道比384通道 更大。该结果与探测器防散射光栅ASG设计一致，即会导致在相邻两个模块边 缘的两个探测器通道接收到的散焦辐射呈现图9所示的结果。同时，通过图10 可以看出散焦强度分布在21mm处有一个明显的截断，根据几何关系我们可以计算出焦点散焦强度的宽度13mm左右。以上结果证明了本发明的散焦强度测 量工具和测量方法的有效性。
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如 一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻 辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步 骤。
在一个实施例中，如图11所示，提供了一种散焦辐射测量装置，装置包括 机架和扫描床，机架形成有扫描腔，机架的一侧设置有X射线球管，与X射线 球管相对的一侧设置有探测器；散焦辐射测量装置还包括模体1110、控制模块 1120、扫描模块1130和计算模块1140，其中：
模体1110，所述模体设置于所述扫描床，且所述模体中开设的狭缝与所述 扫描腔的径向轴向呈预设角度设置；
控制模块1120，用于控制所述扫描床和所述机架沿轴向方向运动；
扫描模块1130，用于在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体 1110，并获取所述探测器接收到的辐射信号；
计算模块1140，用于根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射 分布。
在其中一些实施例中，控制模块1120还用于控制所述扫描床以等步长沿所 述扫描腔轴向运动，以带动所述模体移动目标距离；或控制所述机架床以等步 长运动，以带动所述模体移动目标距离。
在其中一些实施例中，模体1110包括：固定部以及转动部；所述固定部用 于与所述扫描床或所述机架连接；所述转动部上开设有狭缝，并嵌设于所述固 定部；所述转动部能够相对于所述固定部转动，以调整所述狭缝与所述扫描腔 径向轴线的预设角度；所述狭缝用于透过所述X射线球管产生的X射线至所述 探测器。
在其中一些实施例中，所述固定部包括金属板以及与所述扫描床或所述机 架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第一板体；所述金属板与所 述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至所述扫描床或所述机 架；所述金属板上设置有通孔，所述第一板体设置于所述通孔内；所述狭缝包 括穿透所述第一板体顶面和底面的通孔。
在其中一些实施例中，所述固定部包括金属板、限位机构以及与所述扫描 床或所述机架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第二板体；所述 金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至所述扫描 床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述通孔的一侧设置有限位机构， 所述第二板体设置于所述通孔内，并抵靠所述限位机构；所述狭缝包括穿透所 述第二板体顶面和底面的通孔。
在其中一些实施例中，计算模块1140还用于：获取空气扫描数据和探测器 暗电流数据；根据空气扫描数据和探测器暗电流数据对辐射强度值进行校正， 得到探测器通道的散焦辐射分布。
在其中一些实施例中，控制模块1120还用于在运动过程中，同步旋转所述X射线球管和所述模体，并控制所述X射线球管扫描所述模体，获取所述探测 器接收到的辐射信号。
在其中一些实施例中，计算模块1140还用于根据狭缝的宽度、扫描床的移 动步长、以及球管探测器几何尺寸计算得到所述预设角度；根据所述预设角度 将模体设置于所述扫描床。
关于散焦辐射测量装置的具体限定可以参见上文中对于散焦辐射测量方法 的限定，在此不再赘述。上述散焦辐射测量装置中的各个模块可全部或部分通 过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算 机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以 便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
另外，结合图2描述的本申请实施例散焦辐射测量方法可以由计算机设备 来实现。图12为根据本申请实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
计算机设备可以包括处理器81以及存储有计算机程序指令的存储器82。
具体地，上述处理器81可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者可以被配置成实 施本申请实施例的一个或多个集成电路。
其中，存储器82可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非 限制，存储器82可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，简称为HDD)、软盘驱 动器、固态驱动器(Solid State Drive，简称为SSD)、闪存、光盘、磁光盘、 磁带或通用串行总线(UniversalSerial Bus，简称为USB)驱动器或者两个或更 多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器82可包括可移除或不可移除(或 固定)的介质。在合适的情况下，存储器82可在数据处理装置的内部或外部。 在特定实施例中，存储器82是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例 中，存储器82包括只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)和随机存 取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)。在合适的情况下，该ROM 可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable Read-Only Memory，简 称为PROM)、可擦除PROM(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简 称为EPROM)、电可擦除PROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，简称为EEPROM)、电可改写ROM(ElectricallyAlterable Read-Only Memory，简称为EAROM)或闪存(FLASH)或者两个或更多个以上这些的组 合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器(Static Random-AccessMemory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM)，其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存 储器(Fast Page Mode DynamicRandom Access Memory，简称为FPMDRAM)、 扩展数据输出动态随机存取存储器(ExtendedDate Out Dynamic Random Access Memory，简称为EDODRAM)、同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM)等。
存储器82可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件， 以及处理器82所执行的可能的计算机程序指令。
处理器81通过读取并执行存储器82中存储的计算机程序指令，以实现上 述实施例中的任意一种散焦辐射测量方法。
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口83和总线80。其中， 如图8所示，处理器81、存储器82、通信接口83通过总线80连接并完成相互 间的通信。
通信接口83用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的 通信。通信端口83还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、 数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
总线80包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总 线80包括但不限于以下至少之一：数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)、扩展总线(Expansion Bus)、局部总线(Local Bus)。举例来说而非限制，总线80可包括图形加速接口(Accelerated Graphics Port，简称为AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，简称为 FSB)、超传输(Hyper Transport，简称为HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、无线带宽(InfiniBand)互连、低引 脚数(Low Pin Count，简称为LPC)总线、存储器总线、微信道架构(Micro ChannelArchitecture，简称为MCA)总线、外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，简称为PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附 件(Serial AdvancedTechnology Attachment，简称为SATA)总线、视频电子标 准协会局部(Video ElectronicsStandards Association Local Bus，简称为VLB) 总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下， 总线80可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线， 但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该计算机设备可以基于获取到的程序指令，执行本申请实施例中的散焦辐 射测量方法，从而实现结合图2描述的散焦辐射测量方法。
另外，结合上述实施例中的散焦辐射测量方法，本申请实施例可提供一种 计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令； 该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种散焦辐射测量 方法。
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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权 利要求为准。
Claims (10)
1.一种散焦辐射测量方法，应用于CT扫描设备，所述CT扫描设备包括机架和扫描床，所述机架形成有扫描腔，所述机架的一侧设置有X射线球管，与所述X射线球管相对的一侧设置有探测器；其特征在于，所述方法包括：
将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置；
控制所述扫描床或所述机架沿轴向方向相对运动；
在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号；
根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将模体设置于所述扫描床，所述模体上开设有狭缝，所述模体的狭缝与所述扫描腔的径向轴线呈预设角度设置包括：
根据狭缝的宽度、扫描床的移动步长、以及球管探测器几何尺寸计算得到所述预设角度；
根据所述预设角度将模体设置于所述扫描床。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述扫描床和所述扫描腔相对运动包括：
控制所述扫描床以等步长沿所述扫描腔轴向运动，以带动所述模体移动目标距离；或
控制所述机架床以等步长运动，以带动所述模体移动目标距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模体包括：固定部以及转动部；所述固定部用于与所述扫描床或所述机架连接；
所述转动部上开设有狭缝，并嵌设于所述固定部；所述转动部能够相对于所述固定部转动，以调整所述狭缝与所述扫描腔径向轴线的预设角度；所述狭缝用于透过所述X射线球管产生的X射线至所述探测器。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述固定部包括金属板以及与所述扫描床或所述机架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第一板体；
所述金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至所述扫描床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述第一板体设置于所述通孔内；所述狭缝包括穿透所述第一板体顶面和底面的通孔。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所述固定部包括金属板、限位机构以及与所述扫描床或所述机架连接的连接机构；所述转动部包括开设有狭缝的第二板体；
所述金属板与所述连接机构连接，所述连接机构用于将所述金属板固定至所述扫描床或所述机架；所述金属板上设置有通孔，所述通孔的一侧设置有限位机构，所述第二板体设置于所述通孔内，并抵靠所述限位机构；所述狭缝包括穿透所述第二板体顶面和底面的通孔。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述辐射强度值得到所述探测器通道的散焦辐射分布包括：
获取空气扫描数据和探测器暗电流数据；
根据所述空气扫描数据和探测器暗电流数据对所述辐射强度值进行校正，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号包括：
在运动过程中，同步旋转所述X射线球管和所述模体，并控制所述X射线球管扫描所述模体，获取所述探测器接收到的辐射信号。
9.一种散焦辐射测量装置，所述装置包括机架和扫描床，所述机架形成有扫描腔，所述机架的一侧设置有X射线球管，与所述X射线球管相对的一侧设置有探测器；其特征在于，所述装置还包括：
模体，所述模体设置于所述扫描床，且所述模体中开设的狭缝与所述扫描腔的径向轴向呈预设角度设置；
控制模块，用于控制所述扫描床和所述机架沿轴向方向运动；
扫描模块，用于在运动过程中，控制所述X射线球管扫描所述模体，并获取所述探测器接收到的辐射信号；
计算模块，用于根据所述辐射信号，得到所述探测器通道的散焦辐射分布。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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