CN112294349A - X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 - Google Patents
X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112294349A CN112294349A CN202011185982.8A CN202011185982A CN112294349A CN 112294349 A CN112294349 A CN 112294349A CN 202011185982 A CN202011185982 A CN 202011185982A CN 112294349 A CN112294349 A CN 112294349A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light source
- point light
- coordinate
- geometric
- correction
- 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.)
- Pending
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 121
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 2
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 2
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 210000005075 mammary gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
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
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本申请涉及一种基X射线设备校正方法、成像方法和成像系统，X射线设备的点阵光源与探测器之间设置有模体；点阵光源包括多个点光源；模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个点光源的射线投影区域至少对应六个几何体；方法包括：控制点阵光源中多个点光源扫描模体，得到各个点光源对模体的投影图像；根据各投影图像，确定各投影图像中至少六个几何体在图像坐标系下的第一坐标；获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；根据第一坐标以及第二坐标，计算点阵光源中各点光源的校正矩阵。通过获取点阵光源中各点光源的校正矩阵，再通过个点光源的校正矩阵能够校正X射线设备的成像质量，从而保证图像伪影校正的准确性，提升重建图像的质量。
Description
技术领域
本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种X射线设备校正方法、成像方法和成像系统。
背景技术
在传统的乳腺X射线医疗影像产品中，三维断层成像技术越来越凸显出其特有优势，其中包括：消除组织影像重叠影响，提升病灶和边缘可视性，展现乳房不同深度位置结构信息，精准定位病灶，有效提高乳腺癌检出率，降低假阳性召回率等。而这种采用热阴极的旋转运动单光源依然存在不足，主要表现在：为了能够进行多视角的X射线扫描，X光源固定在旋转机架上做弧线运动进行X射线扫描。由于机械运动带来的运动伪影和热电子发射机制产生的时间延时，使得扫描图像的空间分辨率降低，扫描时间延长，在拍摄过程中很容易产生运动伪影，从而影响图像质量及医生诊断的准确率。
目前出现一种采用新型的场致发射曝光方式的面阵成像的技术，相对于传统的热电子阴极，场致发射阴极又称为冷阴极。场致发射X射线源是采用场致发射冷阴极作为电子源，通过场致电子发射的方式产生电子束。在外加强电场的作用下场发射阴极材料的表面势垒被抑制，其表面势垒的高度降低、宽度变窄，使阴极内部的大量电子不需要另外增加能量，仅利用量子隧道效应，就可以穿透表面势垒而逸出，在真空中形成场致电子发射。由于单个光源在平板上的可曝光区域受多种因素影响，比如光源的功率、SID的大小、光源锥角的大小以及平板探测器尺寸，单个光源不完全覆盖整个探测器平板，在这种规则排列的射线源中，使得其中某几个射线投射某一个固定ROI区域，从而达到重建的目的。
但是，上述面光源技术在乳腺产品进行三维成像时，由于机械精度误差等原因造成设备在进行病人扫描时的几何参数与设备设计的几何参数有偏差，从而导致图像重建质量较差的问题。
发明内容
本申请提供一种X射线设备校正方法、成像方法和成像系统，以至少解决相关技术中基于面光源的图像重建质量较差的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种X射线设备校正方法，所述方法应用于X射线设备，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个所述几何体；所述方法包括：控制所述点阵光源中多个所述点光源扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像；根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标；获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
在其中一个实施例中，所述根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵包括：根据所述第一坐标以及第二坐标，确定所述投影图像中各几何体与模体中各几何体之间的对应关系；根据所述对应关系、第一坐标以及第二坐标，建立方程组；求解方程组，得到所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
在其中一个实施例中，控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像包括：控制所述点阵光源中多个所述点光源，逐个投影射线扫描所述模体，得到各个点光源对应的所述模体的投影图像。
在其中一个实施例中，根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵包括：根据每个点光源对应的所述投影图像，获取每个投影图像中各几何体的第一坐标；根据每个投影图像中各几何体的第一坐标，获取相应投影图像中各几何体在模体中的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述点阵光源各点光源对应的校正矩阵。
在其中一个实施例中，多个所述几何体之间的间隔距离，根据所述点阵光源与所述模体之间的第一距离以及所述点阵光源与所述探测器之间的第二距离设定。
第二方面，本申请实施例提供了一种X射线图像成像方法，所述方法包括：获取X射线设备对扫描对象扫描得到的原始数据以及多个校正矩阵；多个所述校正矩阵为通过上述任一种所述的X射线设备校正方法得到的对应于各点光源的校正矩阵；根据各所述校正矩阵对所述原始数据进行校正；根据校正后的所述原始数据进行图像重建，得到医学图像。
在其中一个实施例中，所述根据所述校正矩阵对所述原始数据进行校正包括：所述校正矩阵包括每个点光源对应的校正矩阵；根据所述原始数据，得到基于每个点光源得到的原始数据；根据每个点光源对应的校正矩阵分别对每个点光源对应的原始数据进行校正。
第三方面，本申请实施例提供了一种X射线成像系统，其特征在于，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括模体本体以及相互间隔设置的多个几何体；多个所述几何体设置在所述模体本体上，且所述模体本体的衰减系数与所述几何体的衰减系数不同；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个几何体；所述探测器用于接收所述点阵光源产生的穿过所述模体后的射线。
在其中一个实施例中，多个所述几何体在所述模体本体上呈层状分布。
在其中一个实施例中，多个所述几何体在所述模体本体上所形成的层状分布至少为两层；两层中对应于各所述点光源的多个所述几何体，在各所述点光源的投影方向上相互之间不重叠。
在其中一个实施例中，多个所述几何体之间呈行列分布。
第四方面，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种所述的X射线设备校正方法，和/或上述任一种所述的X射线图像成像方法。
第五方面，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，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述任一种所述的X射线设备校正方法，和/或上述任一种所述的X射线图像成像方法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的X射线设备校正方法，所述方法应用于X射线设备，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个所述几何体；所述方法包括：控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像；根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标；获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。通过获取点阵光源中各点光源的校正矩阵，再通过个点光源的校正矩阵能够校正X射线设备的成像质量，解决了相关技术中基于面光源的图像重建质量较差的问题。
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X射线设备校正方法的流程图；
图2为一实施例提供的面光源成像示意图；
图3为一实施例提供的几何校正模体中几何体的成像示意图；
图4为一实施例提供的X射线图像成像方法的流程图；
图5为一实施例提供的X射线成像系统的结构示意图；
图6为一实施例提供的模体的示意图；
图7为一实施例提供的点光源覆盖模体中几何体范围的示意图；
图8为一实施例提供的X射线设备校正装置的结构示意图；
图9为一实施例提供的X射线图像成像装置的结构示意图；
图10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。
本申请提供的X射线设备校正方法应用于X射线设备，尤其是乳腺X射线医疗影像设备。所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个所述几何体。
图1为一实施例提供的X射线设备校正方法的流程图，如图1所示，X射线设备校正方法包括步骤110至步骤140；其中：
步骤110，控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像。
具体地，点阵光源中包括多个点光源，例如光源1、光源2、...光源N。在一些实施例中，参考图2，点阵光源中的多个点光源可以间隔设置在平行于探测器接收表面的一个平面上。可以理解的是，在其他实施例中，点阵光源中的多个点光源可以间隔设置在平行于探测器接收表面的一个曲面上等。点阵光源的具体设置方式本实施例不作限定。点阵光源可以根据接收到的控制信号控制其中的一个或多个点光源曝光。
具体地，可以根据扫描对象的信息，控制点阵光源中拟进行曝光的点光源的位置、个数等。另外，还可以根据成像要求控制点阵光源中点光源的曝光，以及根据曝光图像质量要求，控制点光源的曝光剂量。
由图2可以看出，点阵光源在曝光成像时，每个点光源只能覆盖探测器的一部分区域，并且点光源之间可能会有重叠的成像区域，从而可以保证扫描区域能够被一个或多个点光源发出的X射线照射到。如图2中的光源1和光源2存在重叠区域。在进行曝光时，控制所述点阵光源中多个所述点光源，逐个投影射线扫描所述模体，得到各个点光源对应的所述模体的投影图像，也就是点阵光源中的每个点光源可以分别发射X射线扫描几何校正模体，得到几何校正模体在探测器上的投影图像；针对成像区域不重叠的多个点光源也可以同时曝光几何校正模体，从而减少扫描时间。需要说明的是，若设置多个点光源同时曝光，则要求同时曝光的多个点光源在探测器的接收表面上，不存在相互重叠的成像区域。也即，若两个点光源在探测器接收表面上存在相互重叠的成像区域，则必须分别进行曝光和扫描。在实际扫描时，可以根据实际上述原则以分组的方式进行扫描和成像，也可以将全部的点光源以逐点扫描的方式一一间隔地按次进行扫描。
在点阵光源中的点光源发射X射线至模体后，X射线在模体内衰减并穿出模体，投射于探测器上。探测器接收到每个点光源的光子，以采集曝光数据，得到各个点光源对所述模体的投影图像。
步骤120，根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标。
具体地，在获取到投影图像之后，首先建立基于图像的坐标系。其中基于图像的坐标系用于表示在图像中各个点的位置坐标。再获取每个投影图像中各个几何体。获取几何体可以通过深度学习的方式，首先通过大量图像多神经网络模型进行训练，再将每个投影图像输入神经网络模型，得到每个投影图像中的几何体。最后根据每个投影图像中的几何体以及基于图像的坐标系，确定投影图像中至少六个几何体在图像坐标系下的第一坐标。
步骤130，获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标。
具体地，在X射线设备布置完成之后，X射线设备会自动建立相对于自身的坐标系。X射线设备坐标系会标注出整个X射线设备中各部件的位置坐标，例如，会标注出光源、探测器等重要部件的位置坐标。在本实施例中，在扫描的过程中会将模体放置于点阵光源以及探测器之间。因此，能够获取到模体中各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标。
步骤140，根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
具体地，根据所述第一坐标以及第二坐标，确定所述投影图像中各几何体与模体各几何体之间的对应关系；根据所述对应关系、第一坐标以及第二坐标，建立方程组；求解方程组，得到所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。模体在探测器上的投影图像如图3所示，由图3可以明显看出点阵光源中每个点光源的成像图。可以通过检测模体中各几何体的半径大小或者对几何体在水平竖直方向进行排序，区分出投影图像是上层几何体的投影还是下层几何体的投影，并分别找到每个几何体与投影图像中的每个几何体之间对应关系。
在其中一个实施例中，根据每个点光源对应的所述投影图像，获取每个投影图像中各几何体的第一坐标；根据每个投影图像中各几何体的第一坐标，获取相应投影图像中各几何体在模体中的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述点阵光源各点光源对应的校正矩阵。
在摆放模体时，通常会将模体的某一点与X射线设备的原点进行对应，例如假设X射线设备的原点是探测器中心点，将模体下表面的中心点与探测器中心点重合，这样每个几何体的第二坐标已知。将投影图像中各个几何体的第一坐标(ui，vi)和模体中各个几何体的第二坐标(xi，yi，zi)，i＝1，2，.....N；一一对应，形成方程：
uiwi＝p11xi+p12yi+p13zi+p14 (1)
viwi＝p21xi+p22yi+p23zi+p24 (2)
wi＝p31xi+p32yi+p33zi+p34 (3)
将上式公式(1)减去公式(3)乘ui(ui为第一坐标的X坐标)，公式(2)减去公式(3)乘vi(vi为第一坐标的Y坐标)得到如下公式：
p11xi+p12yi+p13zi+p14-ui(p31xi+p32yi+p33zi+p34)＝0 (3)
p21xi+p22yi+p23zi+p24-vi(p31xi+p32yi+p33zi+p34)＝0 (4)
列出点阵光源中所有几何体的方程组合得到AP＝0，其中：
在得到矩阵A后，可以利用数学方法，例如SVD分解(奇异值分解)方法求得矩阵P：
P＝(p11，p12，p13，p14，p21，p21，p23，p24，p31，p32，p33，p34，) (6)
P即是校正矩阵，代表了空间中一点坐标与其在探测器上形成投影的像素坐标关系。
可以理解的是，在点阵光源包括多个点光源，每个点光源我们都能够利用上述方法得到一个校正矩阵Pj，j＝1，2，...M，M为点光源的个数。由上述矩阵P可知，矩阵P中存在12个未知数，也就是说，要求解矩阵P就需要12个方程进行求解。而列出12个方程，对应的就需要至少6个几何体。并且6个几何体的投影不能重叠，如果重叠则无法确定投影图像中几何体的坐标，从而无法得到方程。
在其中一些实施例中，多个所述几何体之间的间隔距离，根据所述点阵光源与所述模体之间的第一距离以及所述点阵光源与所述探测器之间的第二距离设定。具体地，由于需要在投影图像中区分是点阵光源中哪个点光源的投影，因此，多个几何体之间要保持一定的距离。多个几何体之间的距离根据点阵光源与模体的第一距离，点阵光源与探测器之间的第二距离来决定，只要保证几何体在探测器上成像不重叠即可。
上述实施例中X射线设备校正方法，方法应用于X射线设备，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个所述几何体；所述方法包括：控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像；根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标；获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。通过获取点阵光源中各点光源的校正矩阵，再通过各个点光源的校正矩阵能够校正X射线设备的成像质量，解决了相关技术中基于面光源的图像重建质量较差的问题。
图4为一实施例提供的X射线图像成像方法的流程图，如图4所示，X射线图像成像方法包括步骤210至步骤230；其中，
步骤210，获取X射线设备对扫描对象扫描得到的原始数据以及多个校正矩阵。
具体地，多个所述校正矩阵为通过上述任一种所述的X射线设备校正方法得到的对应于各点光源的校正矩阵。获取X射线设备对扫描对象扫描得到的原始数据；其中，原始数据可以为直接由X射线设备对扫描对象进行扫描得到；也可以为由X射线设备对扫描对象进行扫描得到原始数据，并对原始数据进行存储，在需要使用时，从存储空间获取原始数据。
步骤220，根据各所述校正矩阵对所述原始数据进行校正。
具体地，所述校正矩阵包括每个点光源对应的校正矩阵，根据所述原始数据，得到基于每个点光源得到的原始数据；根据每个点光源对应的校正矩阵分别对每个点光源对应的原始数据进行校正。更具体的，原始数据为根据点阵光源中每一个点光源对待扫描物体进行扫描的到的原始数据，因此，在进行校正时，通过每个点光源对应的校正矩阵分别对每个点光源的到的原始数据进行几何校正。
步骤230，根据校正后的所述原始数据进行图像重建，得到医学图像。
具体地，在对图像进行重建时，利用校正矩阵进行正反投影，可以得到准确的不受机械偏差影响的重建结果，实现对重建图像的伪影校正。
上述实施例中X射线图像成像方法，通过获取X射线设备的原始数据以及校正矩阵，通过校正矩阵对原始数据进行校正，然后通过校正后的原始数据进行图像重建，能够保证重建图像质量。
在其中一个实施例中，如图5所示的X射线成像系统，X射线成像系统10包括机架11、转动支架12、成像组件13，转动支架12可转动地连接于机架11；成像组件13安装于转动支架12且能够跟随转动支架12转动，以获取不同角度的X射线图像；转动支架12能够相对于机架11转动，并带动安装在转动支架12上的成像组件13一同转动，成像组件13包括点阵光源131以及探测器132，点阵光源131与探测器132分别设置于转动支架12的两端，且点阵光源131与探测器132之间形成拍摄区域。点阵光源131与探测器132之间设置有模体，模体位于拍摄区域。如图6所示，图6为一实施例提供的模体的示意图。
具体地，X射线设备10包括相对设置的点阵光源131以及探测器132，所述点阵光源131与探测器132之间设置有模体60；所述点阵光源131包括多个点光源；所述模体60包括模体本体610以及相互间隔设置的多个几何体620；多个所述几何体620设置在所述模体本体610上，且所述模体本体610的衰减系数与所述几何体620的衰减系数不同；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个几何体620；所述探测器132用于接收所述点阵光源131产生的穿过所述模体60后的射线。将几何体620的数量与点阵光源中点光源的数量匹配设置，可以保证所有的几何体620的数量均能被点光源发出的X射线照射到。
几何体620的X射线衰减系数与模体本体610的衰减系数不同可以区分出几何体620与模体本体610的投影差异，从而可以确定投影图像中几何体620对应的投影图像。几何体620的X射线衰减系数可以大于模体本体610的衰减系数，也可以小于模体本体610的衰减系数。本实施例中，几何体620的X射线衰减系数大于模体本体610衰减系数，例如模体本体610的材质为PMMA，几何体620的材质为钢。
几何体620的形状包括球体、圆柱体、棱柱体或正方体，几何体620的具体形状本实施例不作具体限定。本申请中采用球体的几何体为例进行说明。
在其中一个实施例中，多个所述几何体620在所述模体本体610上呈层状分布。多个几何体620可以单层设置在模体本体620内部平面上，也可以是2层、3层、4层等更多层设置在模体本体620内部平面上，多个几何体620的设置层数本实施例不作限定，只要保证每个点光源对应的几何体620数量大于等于6个即可。
在其中一个实施例中，多个所述几何体620在所述模体本体610上所形成的层状分布至少为两层；两层中对应于各所述点光源的多个所述几何体620，在各所述点光源的投影方向上相互之间不重叠。几何体620分上下两层排布，每层几何体620的个数根据点光源的个数决定，每个点光源覆盖的几何体620个数相同，且在点光源的投影方向上相互之间不重叠；点光源在竖直方向上位于每个区域的中心点，从而保证测量的准确度。
在其中一个实施例中，多个所述几何体620之间呈行列分布。如图7所示，虚线框线内的小球为点光源1覆盖的几何体620，实线框中的小球为点光源2覆盖的几何体620，两个曝光区域内的几何体620排布完全一致。
在一些实施例中，点阵光源中每个点光源对应的曝光区域中几何体620的排布也可以不同，具体排布方式可以根据实际情况设置。
上述X射线成像系统，通过在阵光源131与探测器132之间设置模体60，通过对模体60进行扫描确定校正矩阵，在通过校正矩阵对原始数据进行校正，能够保证重建图像的质量。
在其中一个实施例中，如图8所示，提供了一种X射线设备校正装置，包括：扫描模块810、第一坐标计算模块820、第二坐标计算模块830以及校正矩阵计算模块840。
扫描模块810，用于控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像；
第一坐标计算模块820，用于根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标；
第二坐标计算模块830，用于获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；
校正矩阵计算模块840，用于根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
校正矩阵计算模块840，还用于根据所述第一坐标以及第二坐标，确定所述投影图像中各几何体与模体各几何体之间的对应关系；根据所述对应关系、第一坐标以及第二坐标，建立方程组；求解方程组，得到所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
扫描模块810，还用于控制所述点阵光源中多个所述点光源，逐个投影射线扫描所述模体，得到各个点光源对应的所述模体的投影图像。
校正矩阵计算模块840，还用于根据每个点光源对应的所述投影图像，获取每个投影图像中各几何体的第一坐标；根据每个投影图像中各几何体的第一坐标，获取相应投影图像中各几何体在模体中的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述点阵光源各点光源对应的校正矩阵。
在其中一个实施例中，如图9所示，提供了一种X射线图像成像装置，包括：获取模块910、校正模块920以及重建模块930。
获取模块910，用于获取X射线设备对扫描对象扫描得到的原始数据以及多个校正矩阵；多个所述校正矩阵为通过上述任一实施例的X射线设备校正方法得到的对应于各点光源的校正矩阵；
校正模块920，用于根据各所述校正矩阵对所述原始数据进行校正；
重建模块930，用于根据校正后的所述原始数据进行图像重建，得到医学图像。
校正模块920，还用于根据所述原始数据，得到基于每个点光源得到的原始数据；根据每个点光源对应的校正矩阵分别对每个点光源对应的原始数据进行校正。
另外，结合图1描述的本申请实施例X射线设备校正方法以及图4描述的本申请实施例X射线图像成像方法可以由计算机设备来实现。图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
计算机设备可以包括处理器101以及存储有计算机程序指令的存储器102。
具体地，上述处理器101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102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102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102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102可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器102是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例中，存储器102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(Electrically ErasableProgrammable 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102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102所执行的可能的计算机程序指令。
处理器101通过读取并执行存储器102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基于面光源的图像伪影校正方法。
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口103和总线100。其中，如图10所示，处理器101、存储器102、通信接口103通过总线100连接并完成相互间的通信。
通信接口103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103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100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100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100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100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X射线设备校正方法，从而实现结合图1描述的X射线设备校正方法；或执行本申请实施例中的X射线图像成像方法，从而实现结合图4描述的X射线图像成像方法。
另外，结合上述实施例中的X射线设备校正方法以及X射线图像成像方法，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X射线设备校正方法和/或X射线图像成像方法。
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X射线设备校正方法，其特征在于，所述方法应用于X射线设备，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；所述点阵光源包括多个点光源；所述模体包括相互间隔设置的多个几何体；每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个所述几何体；所述方法包括：
控制所述点阵光源中多个所述点光源扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像；
根据各所述投影图像，确定各所述投影图像中至少六个所述几何体在图像坐标系下的第一坐标；
获取各几何体在X射线设备坐标系下的第二坐标；
根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵包括：
根据所述第一坐标以及第二坐标，确定所述投影图像中各几何体与模体中各几何体之间的对应关系；
根据所述对应关系、第一坐标以及第二坐标，建立方程组；
求解方程组，得到所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述点阵光源中多个所述点光源逐次扫描所述模体，得到各个所述点光源对所述模体的投影图像包括：
控制所述点阵光源中多个所述点光源，逐个投影射线扫描所述模体，得到各个点光源对应的所述模体的投影图像。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一坐标以及第二坐标，计算所述点阵光源中各所述点光源的校正矩阵包括：
根据每个点光源对应的所述投影图像，获取每个投影图像中各几何体的第一坐标；
根据每个投影图像中各几何体的第一坐标，获取相应投影图像中各几何体在模体中的第二坐标；
根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述点阵光源各点光源对应的校正矩阵。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
多个所述几何体之间的间隔距离，根据所述点阵光源与所述模体之间的第一距离以及所述点阵光源与所述探测器之间的第二距离设定。
6.一种X射线图像成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取X射线设备对扫描对象扫描得到的原始数据以及多个校正矩阵；多个所述校正矩阵为通过所述权利要求1-5中任一项所述的X射线设备校正方法得到的对应于各点光源的校正矩阵；
根据各所述校正矩阵对所述原始数据进行校正；
根据校正后的所述原始数据进行图像重建，得到医学图像。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述校正矩阵对所述原始数据进行校正包括：所述校正矩阵包括每个点光源对应的校正矩阵；
根据所述原始数据，得到基于每个点光源得到的原始数据；
根据每个点光源对应的校正矩阵分别对每个点光源对应的原始数据进行校正。
8.一种X射线成像系统，其特征在于，所述X射线设备包括相对设置的点阵光源以及探测器，所述点阵光源与探测器之间设置有模体；
所述点阵光源包括多个点光源；
所述模体包括模体本体以及相互间隔设置的多个几何体；多个所述几何体设置在所述模体本体上，且所述模体本体的衰减系数与所述几何体的衰减系数不同；
每个所述点光源的射线投影区域至少对应六个几何体；
所述探测器用于接收所述点阵光源产生的穿过所述模体后的射线。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，多个所述几何体在所述模体本体上呈层状分布。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，多个所述几何体在所述模体本体上所形成的层状分布至少为两层；两层中对应于各所述点光源的多个所述几何体，在各所述点光源的投影方向上相互之间不重叠。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011185982.8A CN112294349A (zh) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 |
| PCT/CN2021/080940 WO2021258785A1 (en) | 2020-06-22 | 2021-03-16 | Systems and methods for x-ray imaging |
| EP21829408.0A EP4153056A4 (en) | 2020-06-22 | 2021-03-16 | X-RAY IMAGING SYSTEMS AND METHODS |
| US18/145,833 US20230125320A1 (en) | 2020-06-22 | 2022-12-22 | Systems and methods for x-ray imaging |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011185982.8A CN112294349A (zh) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112294349A true CN112294349A (zh) | 2021-02-02 |
Family
ID=74332270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011185982.8A Pending CN112294349A (zh) | 2020-06-22 | 2020-10-29 | X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112294349A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113587810A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-02 | 苏州工业园区智在天下科技有限公司 | 一种生成光源位置的方法和装置 |
| WO2021258785A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Systems and methods for x-ray imaging |
| CN114903507A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-16 | 北京中捷互联信息技术有限公司 | 一种医学图像数据处理系统及方法 |
| CN114936988A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-23 | 杭州睿影科技有限公司 | 图像校正方法、装置及电子设备 |
| CN115018720A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种用于多层平板探测器的几何校正方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102631208A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-08-15 | 天津大学 | 用于数字合成体层成像系统几何误差校正的装置及方法 |
| CN103006251A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-03 | 深圳先进技术研究院 | 用于ct系统中标定几何参数的标定体模、标定装置及标定方法 |
| CN106667512A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-17 | 上海联影医疗科技有限公司 | X射线成像设备的几何校正方法、乳腺断层成像设备 |
| CN107432750A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-05 | 上海联影医疗科技有限公司 | 校正成像系统的方法和系统 |
| CN108030501A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-05-15 | 深圳先进技术研究院 | 一种静态锥束ct成像系统几何校准装置及方法 |
| CN108201447A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-26 | 深圳先进技术研究院 | 一种静态ct系统几何参数校正方法 |
| CN110353713A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-22 | 上海联影医疗科技有限公司 | 几何校正模体、重建图像几何参数的确定方法和装置 |
-
2020
- 2020-10-29 CN CN202011185982.8A patent/CN112294349A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102631208A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-08-15 | 天津大学 | 用于数字合成体层成像系统几何误差校正的装置及方法 |
| CN103006251A (zh) * | 2012-12-06 | 2013-04-03 | 深圳先进技术研究院 | 用于ct系统中标定几何参数的标定体模、标定装置及标定方法 |
| CN106667512A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-17 | 上海联影医疗科技有限公司 | X射线成像设备的几何校正方法、乳腺断层成像设备 |
| CN107432750A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-05 | 上海联影医疗科技有限公司 | 校正成像系统的方法和系统 |
| CN108030501A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-05-15 | 深圳先进技术研究院 | 一种静态锥束ct成像系统几何校准装置及方法 |
| CN108201447A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-26 | 深圳先进技术研究院 | 一种静态ct系统几何参数校正方法 |
| CN110353713A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-22 | 上海联影医疗科技有限公司 | 几何校正模体、重建图像几何参数的确定方法和装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021258785A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Systems and methods for x-ray imaging |
| CN113587810A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-02 | 苏州工业园区智在天下科技有限公司 | 一种生成光源位置的方法和装置 |
| CN114903507A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-16 | 北京中捷互联信息技术有限公司 | 一种医学图像数据处理系统及方法 |
| CN115018720A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种用于多层平板探测器的几何校正方法及装置 |
| CN114936988A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-23 | 杭州睿影科技有限公司 | 图像校正方法、装置及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112294349A (zh) | X射线设备校正方法、成像方法和成像系统 | |
| EP1700137B1 (en) | Correction of artifacts caused by the heel effect | |
| KR101477543B1 (ko) | 엑스선 촬영 장치 및 방법 | |
| US9131916B2 (en) | Radiation imaging apparatus and control method thereof | |
| AU2017310490B2 (en) | Method and system for reconstructing 3-dimensional images from spatially and temporally overlapping x-rays | |
| CN109671128B (zh) | 图像重建过程中的数据处理、图像重建方法和装置 | |
| JPH05302979A (ja) | 同時透過・放出型集束断層撮影法 | |
| JP2003290214A (ja) | 透過ｘ線データ獲得装置およびｘ線断層像撮影装置 | |
| US20160199012A1 (en) | X-ray imaging device | |
| CN111627083B (zh) | 骨硬化伪影校正方法、装置、计算机设备和可读存储介质 | |
| CN108670286A (zh) | 一种ct系统和ct扫描方法 | |
| US11860111B2 (en) | Image reconstruction method for X-ray measuring device, structure manufacturing method, image reconstruction program for X-ray measuring device, and X-ray measuring device | |
| US20170202532A1 (en) | Data processing method, data processing device, and x-ray ct apparatus | |
| CN111728632A (zh) | 射线探测装置、射线探测方法和ct图像重建方法 | |
| CN109658465B (zh) | 图像重建过程中的数据处理、图像重建方法和装置 | |
| US9237873B2 (en) | Methods and systems for CT projection domain extrapolation | |
| US6728331B1 (en) | Method and system for trauma application of CT imaging | |
| US11367227B2 (en) | Method and apparatus for computer vision based attenuation map generation | |
| US20180070912A1 (en) | Self-calibrating device for x-ray imaging scanners | |
| JP2001112749A (ja) | プロジェクションデータ補正方法および装置並びに放射線断層撮像装置 | |
| CN110755101B (zh) | 一种ct扫描方法和装置 | |
| CN113587810A (zh) | 一种生成光源位置的方法和装置 | |
| CN112957059A (zh) | 医学成像方法、装置、设备、系统和存储介质 | |
| CN111754436A (zh) | 医学图像伪影校正的加速方法、计算机设备和存储介质 | |
| US20230320685A1 (en) | Nuclear medicine diagnostic apparatus, nuclear medicine diagnostic method, and storage medium |
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 |