CN114041811A - 模体和模体在扫描设备中的应用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种模体和模体在扫描设备中的应用方法。该模体包括：主模体和设置于主模体内的多个子模体，主模体的尺寸大于各子模体的尺寸，各子模体的尺寸不同且彼此间隔设置，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于主模体和第一子模体之间，从而使得模体中的不同子模体能够进行组合，以实现谱畸变校正和基物质分解两种功能，避免了CT系统平行束照射的局限性，使得模体的通用性更广泛，功能变得更强大，实用性更高。

Description

模体和模体在扫描设备中的应用方法

技术领域

本申请涉及医学领域，特别是涉及一种模体和模体在扫描设备中的应用方法。

背景技术

为了标定或校正CT系统中探测器谱响应的不均匀性和研究能谱相关的高级应用，需要采用相对应的模体进行处理。

传统技术中，假设CT系统的X射线照射方式为平行束，并通过组合不同厚度和多种材料设计平板或阶梯模体。但是，通常CT系统所采用的X射线照射方式为扇束或者锥束，从而使得传统技术设计的模体过于理想化，以致于设计的模体存在实用性不强等缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种模体和模体在扫描设备中的应用方法。

一种模体，所述模体包括：主模体和设置于所述主模体内的多个子模体；

其中，所述主模体的尺寸大于各所述子模体的尺寸，各所述子模体的尺寸各不同且彼此间隔设置，所述多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于所述主模体和所述第一子模体之间。

在其中一个实施例中，所述第一子模体与所述主模体的中心轴相互重合。

在其中一个实施例中，所述第一其它子模体的中心轴均相切于以所述主模体或所述第一子模体的中心轴上任一点为圆心的同一圆周上。

在其中一个实施例中，所述第一其它子模体的尺寸依次减小。

在其中一个实施例中，所述子模体为N个，其中，第N个子模体和第N-1个子模体的尺寸之和小于第N-2个子模体的尺寸，N大于等于3。

在其中一个实施例中，所述主模体和各所述子模体之间的尺寸依次相差预设倍数。

在其中一个实施例中，所述多个子模体中尺寸较大的第二子模体的中心轴与所述多个子模体中除去所述第二子模体后的第二其它子模体的外壁构成的切面与所述第二其它子模体的外壁不相交，所述第二子模体的尺寸仅次于所述第一子模体的尺寸。

在其中一个实施例中，所述多个子模体的材料相同或不同。

本实施例提供的模体包括主模体和设置于主模体内的多个子模体，且主模体的尺寸大于各子模体的尺寸，各子模体的尺寸不同且彼此间隔设置，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于主模体和第一子模体之间，从而使得模体中的不同子模体能够进行组合，以实现谱畸变校正和基物质分解两种功能，避免了CT系统平行束照射的局限性，使得模体的通用性更广泛，功能变得更强大，实用性更高。

一种模体在扫描设备中的应用方法，所述方法包括：

获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，所述模体为上述任一实施例中所述的模体；

将所述第一标定数据、所述模体的理论投影值进行拟合，得到所述第一标定数据与所述理论投影值之间的映射关系；

获取扫描目标对象后所述探测器测量得到的第二标定数据；

通过所述第二标定数据和所述映射关系，确定目标投影值。

在其中一个实施例中，所述获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，包括：

获取扫描模体中多个组合子模体后探测器测量得到的所述第一标定数据；

其中，所述多个组合子模体包括所述模体中相同材料的多个子模体组合后的组合子模体或所述模体中不同材料的多个子模体组合后的组合子模体。

本实施例提供的模体在扫描设备中的应用方法可以获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，将所述第一标定数据、所述模体的理论投影值进行拟合，得到所述第一标定数据与所述理论投影值之间的映射关系，获取扫描目标对象后所述探测器测量得到的第二标定数据，通过所述第二标定数据和所述映射关系，确定目标投影值；本申请可以通过扫描模体获取到标定数据，然后通过标定数据实现谱畸变校正和基物质分解，从而提高谱畸变校正和基物质分解的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中模体的截面示意图；

图2为另一个实施例中模体的结构示意图；

图3为另一个实施例中设计的模体的最终截面结构图；

图4为另一个实施例中球管放线照射模体的结构示意图；

图5为一个实施例中医学设备的内部结构图；

图6为一个实施例中模体在扫描设备中的应用方法的流程示意图；

图7为一个实施例中模体在扫描设备中的应用装置的结构框图。

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，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的模体进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1为一实施例提供的一种模体的截面示意图，该模体可以应用于标定或校正临床和临床前CT系统中探测器谱响应的不均匀性和研究能谱相关的高级应用，即基物质分解。该模体包括主模体和设置于主模体内的多个子模体。

其中，主模体的尺寸大于各子模体的尺寸，各子模体的尺寸不同且彼此间隔设置，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于主模体和第一子模体之间。

具体的，上述模体具有一个核心主体结构，即主模体，该主模体内还设置有多个子模体。主模体的尺寸大于每个子模体的尺寸，且每个子模体的尺寸不相同，且彼此间隔设置，也就是每个子模体之间可以独立设置，位置不相交。每个子模体的位置可以任意设置，只要彼此不相交即可。间隔设置可以理解为两两子模体之间完全分离设置或者两两子模体之间不相挨。

可以理解的是上述主模体和各子模体均可以为柱状结构，且柱状结构可以相同，只要尺寸不同即可。该柱状结构可以为圆柱体结构、椭圆体结构和棱柱体结构等等。在本实施例中，该柱状结构可以为圆柱体结构，且若主模体和各子模体均为圆柱体结构时，上述尺寸可以理解为圆柱体的直径或者半径。另外，上述主模体和各子模体的高度可以相同，对此高度本实施例也不做限定，可以自定义设置。其中，模体的任意截面大小均可以相同，且每个截面与模体的中心轴垂直。在本实施例中，可以以主模体和各子模体均为圆柱体结构进行解释说明。

在本实施例中，临床和临床前CT系统可以为包含积分型探测器、双层探测器和光子计数探测器的CT系统，还可以为将能谱功能作为定量分析用途的双能CT系统、光子计数型CT系统等等，但是不限于这些CT系统。其中，通过包含积分型探测器、双层探测器和光子计数探测器的CT系统可以扫描组合后的子模体，以获取组合后的子模体出现在探测器上的标定数据，以通过标定数据实现谱畸变校正，得到目标对象的实际投影值；通过将能谱功能作为定量分析用途的双能CT系统、光子计数型CT系统扫描组合后的子模体，以获取组合后的子模体出现在探测器上的标定数据，以通过标定数据计算基物质投影值，得到目标对象的基物质的分解结果。其中，在CT系统扫描组合后的子模体时，一定会扫描模体中的主模体。

还可以理解的是，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体，均可以位于主模体和尺寸最大的第一子模体之间的柱体环内，上述多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体中各个子模体的位置可以任意设置，只要设置在柱体环内即可。上述第一其它子模体可以为多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体外的其它子模体。

本实施例提供了一种模体，该模体包括主模体和设置于主模体内的多个子模体，且主模体的尺寸大于各子模体的尺寸，各子模体的尺寸不同且彼此间隔设置，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于主模体和第一子模体之间；将模体中的不同子模体进行组合，并通过CT系统扫描组合后的子模体，以获取组合后的子模体出现在探测器上的标定数据，从而通过标定数据实现谱畸变校正和基物质分解，以得到目标对象的实际投影值和目标对象的基物质的分解结果，同时，该模体可以适用于现有的CT系统中，接收扇束或锥束形式照射的X射线，在此基础上，能够实现谱畸变校正和基物质分解两种功能，避免平行束照射的局限性，使得模体的通用性更广泛，功能变得更强大。

继续参见图1所示模体。作为其中一个实施例，上述模体包含的多个子模体中尺寸最大的第一子模体与主模体的中心轴相互重叠。

在本实施例中，模体包含的多个子模体中尺寸最大的子模体可以称为第一子模体，第一子模体的中心轴与模体中主模体的中心轴可以相同，即第一子模体与主模体的中心轴重叠设置。多个子模体中第一其它子模体的中心轴与主模体的中心轴可以不相同。

进一步地，第一其它子模体的中心轴均相切于以主模体或第一子模体的中心轴上任一点为圆心的同一圆周上。

还可以理解的是，以主模体或尺寸最大的第一子模体的中心轴上任一点为圆心的圆周对应的尺寸可以小于主模体的尺寸，且可以大于尺寸最大的第一子模体的尺寸，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体的中心轴均可以相切于以主模体或第一子模体的中心轴上任一点为圆心的同一圆周上。

本实施例可以将第一其它子模体的中心轴设置于同一圆周上，以便于进一步对第一其它子模体的具体位置进行设置。

本实施例中模体包含的尺寸最大的第一子模体与主模体同心轴设置，进而将尺寸最大的第一子模体与多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体进行组合，并对组合后的子模体进行扫描以实现谱畸变校正和基物质分解。

作为其中一个实施例，第一其它子模体的尺寸依次减小；子模体为N个，其中，第N个子模体和第N-1个子模体的尺寸之和小于第N-2个子模体的尺寸，N大于等于3。

具体的，多个子模体的总数量为N时，N可以等于多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体的总数量N-1，即多个子模体包括尺寸最大的第一子模体和多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体。若分别为N个子模体进行编号，分别为子模体1、子模体2、子模体3、...、子模体N-2、子模体N-1、子模体N，则从子模体1到子模体N，子模体的尺寸可以依次减小，或者从子模体N到子模体1，子模体的尺寸可以依次减小。其中，第N个子模体和第N-1个子模体的尺寸之和可以小于第N-2个子模体的尺寸，N大于等于3。在本实施例中，将编号最小的子模体1的尺寸可以为尺寸最大的第一子模体。另外，两两相邻编号子模体之间的尺寸可以相差固定倍数，也可以相差任意值，对此可以不做限定。

示例性的，如图1所示的模体，若模体包括主模体M0和5个子模体，5个子模体的编号分别为M1、M2、M3、M4和M5，主模体和子模体的尺寸均用半径表示，其中，主模体M0的半径为R0，子模体M1的半径为R1，子模体M2的半径为R2，子模体M3的半径为R3，子模体M4的半径为R4，子模体M5的半径为R5，则半径之间存在的大小关系可以表示为R0>R1>R2>R3>R4>R5，也就是，从主模体和子模体之间尺寸是依次减小的。

继续参见图1示例，主模体和子模体的半径之间存在的大小关系有：R0>(R1+R2)，R1>(R2+R3)，R2>(R3+R4)，R3>(R4+R5)。

其中，继续参见图1，该模体包括主模体M0和子模体M1、M2、M3、M4和M5，且图中主模体的子模体的设置位置是任意排放的，只是为了说明主模体和各子模体间的尺寸大小关系；且截面图中包括了两个子模体M3和两个子模体M4，并给两两子模体之间是相挨设置的，为了说明在N子模体中，第N个子模体和第N-1个子模体的尺寸之和要小于第N-2个子模体的尺寸，在模体的实际设计过程中，两两子模体之间是不相交的。

进一步地，N可以模体的实际应用场景和模体的设计原则共同确定。但在本实施例中，N至少可以等于3，也就是，在将多个子模体进行组合时，可以至少组合成两组子模体，以便能够扫描两组子模体得到两组标定数据，从而使得谱畸变校正和基物质分解的结果更加准确。

另外，主模体和各子模体之间的尺寸依次相差预设倍数；多个子模体的材料相同或不同。

其中，将主模体和各子模体之间的尺寸可以设置成依次相差预设倍数的尺寸，上述预设倍数可以为大于等于0的常数。但在本实施例中，预设倍数可以设定为0.5，以保证X射线经过任意组合后的多个子模体后得到的标定数据均不会超过X射线经过较小编号的单个子模体后得到的标定数据。继续参见上一实例，X射线经过子模体M2-M5的标定数据可以小于X射线经过模体M1的标定数据，进一步确保组合后的子模体与标定数据一一对应。上述主模体和各子模体中主模体的尺寸最大。通常，X射线在扫描多个子模体时，一定会照射主模体。

可以理解的是，模体中主模体和各子模体的材料可以不同，各子模体的材料可以相同，也可以不同。其中，在通过模体实现谱畸变校正时，各子模体的材料可以相同，在通过模体实现基物质分解时，各子模体的材料可以不同。

还可以理解的是，模体中主模体的材料可以为等价空气、等价水或软组织等材料，但是，在设计模体时，主模体和子模体可以采用不同的材料，且这些材料均可以根据辐射防护标准设定。

示例性的，在模体中，主模体和尺寸最大的第一子模体的材料均可以设置为碘材料，中心轴相互重叠设置的第一子模体和主模体的材料均可以设置为水材料，此情况下，该模体可以实现水、碘基物质分解；在模体中，主模体和尺寸最大的第一子模体的材料均可以设置为钙材料，中心轴相互重叠设置的第一子模体和主模体的材料均可以设置为水材料，此情况下，该模体可以实现水、钙基物质分解；在模体中，主模体和尺寸最大的第一子模体的材料均可以设置为碘材料，中心轴相互重叠设置的第一子模体和主模体的材料均可以设置为钙材料，此情况下，该模体可以实现碘、钙基物质分解。

本实施例中模体包含的第一其它子模体的尺寸依次减小，进一步能够保证X射线经过任意组合后的多个子模体后得到的标定数据均不会超过X射线经过较小编号的单个子模体后得到的标定数据，并且对不同尺寸的子模体进行组合，对组合后的子模体进行扫描获得多组标定数据，通过多组标定数据实现谱畸变校正和基物质分解功能，同时，模体中第一其它子模体的尺寸依次减小，以使得子模体的尺寸自动收敛。

图2为另一实施例提供的模体的结构示意图。该模体包含的多个子模体中尺寸较大的第二子模体的中心轴与多个子模体中除去第二子模体后的第二其它子模体的外壁构成的切面与第二其它子模体的外壁不相交，第二子模体的尺寸仅次于第一子模体的尺寸。

具体的，多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体外的第二其它子模体的尺寸不同且彼此间隔设置。第二其它子模体可以为多个子模体中除去第二子模体外的其它子模体，第二其它子模体中可以包括第一子模体。

在本实施例中，多个子模体中尺寸较大的第二子模体的中心轴与多个子模体中除去第二子模体后的第二其它子模体的外壁构成的切面，与除去自身外的第二其它子模体的外壁均不相交。尺寸较大的第二子模体的中心轴可以设置于以主模体或尺寸最大的第一子模体的中心轴上任一点为圆心的同一圆周上，且第二子模体的尺寸仅次于第一子模体的尺寸，也就是，第二子模体为多个子模体中除去第一子模体外的第一其它子模体中尺寸最大的子模体。

示例性的，继续参见图2，若模体中有5个子模体，分别编号为M1、M2、M3、M4和M5，其中，子模体M1的尺寸最大，即第一子模体，且模体中主模体的编号为M0，则图中L3为穿过子模体M2(即第2个子模体)的中心轴和子模体M1外壁的切面，切面L3限定了子模体M3、子模体M4和子模体M5的位置，子模体M3、子模体M4和子模体M5均与切面L3不相交，图中L1为穿过子模体M2的中心轴和子模体M3外壁的切面，进一步切面L1限定了子模体M4和子模体M5的位置，子模体M4和子模体M5均与切面L1不相交，图中L2为穿过子模体M2的中心轴和子模体M4外壁的切面，进一步切面L2限定了子模体M5的位置，子模体M5均可以与切面L2不相交。若子模体有多个，也可以通过上述类似方式进行确定每个子模体的位置。图2中虚线圆表示以主模体或尺寸最大的第一子模体的中心轴上任一点为圆心的圆周。

在本实施例中，上述实施例中可以确定子模体与主模体之间的大致设置位置，为了让子模体固定设置，还可以根据模体的应用场景和模体的设计原则确定模体中子模体的具体位置，同时，也可以根据模体的应用场景和模体的设计原则，确定模体中主模体和子模体的尺寸和数量。如根据应用于临床CT系统的头部、胸部和腹部实际模型对应的尺寸或者应用于临床前CT系统的动物实际模型对应的尺寸来确定主模体和子模体的尺寸、具体位置和数量。

如图3所示为本实施例设计的模体的最终截面结构图，图3中虚线圆表示以主模体或尺寸最大的第一子模体的中心轴上任一点为圆心的圆周。本实施例中设计的模体可以理解为多功能模体，既可以实现包含积分型探测器、双层探测器和光子计数探测器的CT系统中实现探测器的谱畸变校正，也可以实现将能谱功能作为定量分析用途的双能CT系统、光子计数型CT系统中的基物质分解。

本实施例中模体包含的多个子模体的位置彼此不同，从而可以将不同位置的子模体进行组合，对组合后的子模体进行扫描获得多组标定数据，通过多组标定数据实现谱畸变校正和基物质分解功能，从而提高谱畸变校正和基物质分解的准确性。

另一实施例还提供了一种模体应用系统，该模体应用系统包括模体、医学设备、CT系统、CT系统内设置的球管和探测器。

其中，模体应用系统还可以包括检查床、电动旋转台和用于固定球管和探测器的机架。

具体的，待扫描的目标对象可以以任意姿势躺在检查床上，待扫描的模体也可以通过电动旋转台固定在检查床上，任意姿势可以为侧卧姿、仰卧姿或者俯卧姿。目标对象为活体，还可以为活体的某个部位。上述电动旋转台可以为能够连续或者步进旋转的旋转台，并可以将电动旋转台和模体共同固定在检查床上。在扫描过程中，电动旋转台的旋转运动可以带动模体进行自转，此时，球管和探测器可以不转动，电动旋转台的一个自转周期结束后，将模体和电动旋转台进行水平方向整体移动，进行下一个自转周期的球管放线和探测器采集标定数据的过程，依此完成整个探测器像素面的采数探测。

可以理解的是，机架可以将球管和探测器固定在CT系统的CT滑环内，在扫描过程中，机架可以带动球管和探测器一起转动，球管将X射线照射在目标对象或模体上，以使X射线照射模体后的标定数据出现在探测器上不同的探测区域。上述探测器可以将获取到的标定数据发送给医学设备，医学设备可以通过标定数据实现谱畸变校正和基物质分解。

上述模体可以为上述实施例中设计的模体。在扫描过程中，可以扫描组合后的子模体，以使得到多组标定数据。组合后的子模体可以为模体中多个子模体之间的组合结果，如任意两个子模体组合、任意三个或多个子模体组合。但是在本实施例中，组合后的子模体可以包括两个子模体，且两个子模体包括多个子模体中尺寸最大的第一子模体和其它的任意一个子模体。同时，在扫描过程中，一定会经过主模体进行扫描。

在本实施例中，扫描模体或者目标对象后可以得到多个衰减投影值，并通过多个衰减投影值生成对应的正弦图，将正弦图中的最大值可以确定为标定数据。

如图4所示为球管放线照射模体的结构示意图，球管放线照射模体，探测器进一步探测模体的标定数据，其中，模体可以通过电动旋转台进行自转，也可随着检查床进行移动，图中球管放线的形式可以为锥形束，即图中两个斜虚线和探测器的一边组成的三角形为锥形束的投影区域。

上述模体应用系统可以扫描多组子模体得到多组标定数据，以通过多组标定数据实现谱畸变校正和基物质分解功能，从而提高谱畸变校正和基物质分解的准确性。

本申请提供的模体在扫描设备中的应用方法，可以适用于图5所示的医学设备。在本实施例中，该医学设备可以为能够进行数据处理的电子设备或者服务器等等。医学设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该医学设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该医学设备的数据库用于存储扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据、扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据和计算得到的理论投影值。该医学设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种模体在扫描设备中的应用方法。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

图6为一个实施例提供的一种模体在扫描设备中的应用方法的流程示意图，以该方法应用于医学设备为例进行说明，包括以下步骤：

S100、获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，模体为上述任一实施例中的模体。

具体的，模体应用系统中的球管可以放线照射模体，使探测器获取到扫描模体后得到的标定数据，即第一标定数据，进一步，探测器可以将第一标定数据发送给医学设备。上述第一标定数据可以包括不同能量段的标定数据。实际上，球管扫描的是模体中组合后的子模体，组合后的子模体可以包括模体中多个子模体中的任意两个子模体、任意三个或多个子模体。但是在本实施例中，组合后的子模体可以包括两个子模体，且两个子模体包括多个子模体中尺寸最大的第一子模体和其它的任意一个子模体。同时，在扫描过程中，一定会经过主模体进行扫描。

S200、将第一标定数据、模体的理论投影值进行拟合，得到第一标定数据与理论投影值之间的映射关系。

具体的，医学设备可以预先计算模体的理论投影值，然后通过第一标定数据、理论投影值、未知拟合参数的映射关系进行拟合，得到映射关系中的拟合参数，并将得到的拟合参数带入映射关系，得到第一标定数据与理论投影值之间已知拟合参数的映射关系。拟合过程可以为将第一标定数据和理论投影值直接带入未知拟合参数的映射关系中，得到拟合参数，或者，在第一标定数据包括不同能量段对应的多个标定数据时，拟合过程可以为通过第一标定数据和理论投影值，采用拟合算法对映射关系中的未知拟合参数进行拟合，得到拟合后的拟合参数，并将得到的拟合参数带入映射关系，得到第一标定数据与理论投影值之间已知拟合参数的映射关系。上述拟合算法包括梯度下降法、牛顿迭代法等等，该牛顿迭代法可以为牛顿-拉夫逊法。

S300、获取扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据。

具体的，模体应用系统中的球管可以放线照射目标对象，使探测器获取到扫描目标对象后得到的标定数据，即第二标定数据，进一步，探测器可以将第二标定数据发送给医学设备。实际上，球管扫描的目标对象可以为整个人体或者整个动物，还可以为人体或者动物上的某个部位。

在本实施例中，上述S300可以在上述S200之前执行，也可以在上述S100之前执行，对此本实施例不做限定。

S400、通过第二标定数据和映射关系，确定目标投影值。

医学设备可以将获取到的第二标定数据带入到第一标定数据与理论投影值之间已知拟合参数的映射关系中，可以得到测量的目标投影值。该目标投影值可以为谱畸变校正后的投影值，还可以为基物质分解的投影值。

在本实施例中，在实现谱畸变校正和基物质分解时，将模体和目标对象可以应用于相同的模体应用系统中，也就是CT系统设置的协议参数相同、球管放线时的角度相同、模体和目标对象在扫描过程中的姿势相同等等。

上述模体在扫描设备中的应用方法可以获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，将第一标定数据、模体的理论投影值进行拟合，得到第一标定数据与理论投影值之间的映射关系，获取扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据，通过第二标定数据和映射关系，确定目标投影值；该方法可以通过扫描模体获取到标定数据，然后通过标定数据实现谱畸变校正和基物质分解，从而提高谱畸变校正和基物质分解的准确性。

作为其中一个实施例，上述S100中获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据的步骤，包括：获取扫描模体中多个组合子模体后探测器测量得到的第一标定数据。

其中，多个组合子模体包括模体中相同材料的多个子模体组合后的组合子模体或模体中不同材料的多个子模体组合后的组合子模体。

具体的，在扫描过程中，球管可以扫描组合后的子模体。其中，组合后的子模体可以为模体中不同尺寸相同材料组合的子模体，还可以为模体中不同尺寸不同材料组合的子模体。在本实施例中，在实现谱畸变校正时，可以将模体中的多个子模体设计成相同材料，并且将多个子模体中两个不同尺寸相同材料的子模体组合，形成组合后的子模体，在实现谱畸变校正时，球管对这些组合后的子模体进行放线扫描；其中，两个不同尺寸相同材料的子模体中必须包括多个子模体中尺寸最大的第一子模体。同时，在实现基物质分解时，可以将模体中的多个子模体设计成不同材料，并且将多个子模体中两个不同尺寸不同材料的子模体组合，形成组合后的子模体，在实现基物质分解时，球管对这些组合后的子模体进行放线扫描；其中，两个不同尺寸不同材料的子模体中必须包括多个子模体中尺寸最大的第一子模体，另外一个子模体可以为第一其它子模体中的任意一个子模体。

示例性一，继续参见图2中的模体，若该模体用于包含积分型探测器的CT系统中探测器的谱畸变校正时，可以组合出四种方便计算的不同尺寸相同材料的子模体，分别为(子模体M1+M2)、(子模体M1+M3)、(子模体M1+M4)和(子模体M1+M5)，其它模体也类似，只要组合后的子模体中包括尺寸最大的子模体即可，则积分型探测器像素面所探测的第一标定数据可以对应上述组合的子模体的四个标定数据，且四个标定数据依次递减，其中，可以预先对积分型探测器CT系统设置常用的不同协议参数，如峰值电压kVp、移动代理服务器mAs、滤过和准直等参数，然后根据积分型探测器像素面实际探测到的第一标定数据I_m，以及通过理论计算的探测器像素面响应的理论投影值I_s，进一步医学设备可以采用映射关系对应的多项式或样条曲线拟合映射关系中未知的拟合参数，并将拟合参数带入至映射关系中，得到已知拟合参数的映射关系；在球管扫描目标对象后，医学设备可以将积分型探测器像素面实际探测到的第二标定数据I'_m带入至已知拟合参数的映射关系，通过插值获得理想的积分型探测器像素面探测到的目标投影值I'_s。

示例性二，继续参见图2中的模体，若该模体用于双层探测器CT系统中探测器的谱畸变校正时，可以组合出四种方便计算的不同尺寸相同材料的子模体，为了获得不同尺寸的组合，必须有一个子模体与主模体M0为同心轴设置，分别为(子模体M1+M2)、(子模体M1+M3)、(子模体M1+M4)和(子模体M1+M5)，则双层探测器像素面所探测的第一标定数据可以对应上述组合的子模体的四个标定数据，且四个标定数据依次递减，其中，可以预先对双层探测器CT系统设置常用的不同协议参数，如峰值电压kVp、移动代理服务器mAs、滤过和准直等参数，然后根据双层探测器像素面实际探测到的低能段和高能段对应的第一标定数据I_mL和I_mH，以及通过理论计算的对应低能段和高能段下探测器像素面响应的理论投影值I_sL和I_sH，进一步医学设备可以采用低能段和高能段的映射关系对应的多项式或样条曲线拟合低能段和高能段的映射关系中未知的拟合参数，并将拟合参数带入至低能段和高能段的映射关系中，得到低能段和高能段对应的已知拟合参数的映射关系；在球管扫描目标对象后，医学设备可以将积分型探测器像素面实际探测到的低能段和高能段的第二标定数据I'_mL和I'_mH，带入至低能段和高能段对应的已知拟合参数的映射关系，通过插值获得理想的积分型探测器像素面探测到的低能段和高能段对应的目标投影值I'_sL和I'_sH。

示例性三，继续参见图2中的模体，若该模体用于光子计数型探测器CT系统中探测器的谱畸变校正时，可以组合出四种方便计算的不同尺寸相同材料的子模体，分别为(子模体M1+M2)、(子模体M1+M3)、(子模体M1+M4)和(子模体M1+M5)，则光子计数型探测器像素所探测的投影值曲线对应上述组合的四个峰值，四个峰值为四个标定数据，且四个标定数据依次递减，其中，可以预先对光子计数型探测器CT系统设置常用的不同协议参数，如峰值电压kVp、移动代理服务器mAs、滤过和准直等参数，然后根据光子计数型探测器像素面实际探测到的不同能量段(由设定的阈值分割形成不同的能量段)的第一标定数据I_m，以及通过理论计算的对应不同能量段下探测器像素面响应的理论投影值I_s，进一步医学设备可以采用不同能量段的映射关系对应的多项式或样条曲线拟合不同能量段的映射关系中未知的拟合参数，并将拟合参数带入至不同能量段的映射关系中，得到不同能量段对应的已知拟合参数的映射关系；在球管扫描目标对象后，医学设备可以将光子计数型探测器像素面实际探测到的不同能量段的第二标定数据I'_m，带入至不同能量段对应的已知拟合参数的映射关系，通过插值获得理想的光子计数型探测器像素面探测到的不同能量段对应的目标投影值I'_s。

示例性四，继续参见图2中的模体，若该模体用于双能CT系统、光子计数型CT系统等能谱CT系统中对目标对应进行基物质分解，以确定基物质分解系数；其中，通过投影域进行基物质分解具有比在图像域进行基物质分解理论上更优的图像质量，然而由于球管光谱特性和探测器谱响应曲线均较难获得，研究提出的投影域基物质分解算法难以实施，但是可以通过多项式近似的方式来进行基物质分解。模体实现基物质分解时，模体中的主模体M0可以设置为等价水的材料，子模体M1-M5可以设置为等价碘或等价钙的材料，以便进行水碘或水骨基物质分解，当然还可以根据具体测量成分设计子模体的材料。在双能CT系统实现基物质分解时，可以组合出四种方便计算的不同尺寸不同材料的子模体，分别为(子模体M1+M2)、(子模体M1+M3)、(子模体M1+M4)、(子模体M1+M5)、(子模体M1+M6)、(子模体M1+M7)，则对应探测器像素面实际探测到的不同尺寸不同材料子模体组合在高能段和低能段对应的第一标定数据T_H和T_L，以及通过理论计算的对应高能段和低能段下探测器像素面响应的理论投影值根据理论计算的理论投影值t_a和t_p，对应的分解关系(即映射关系)可以表示为：

其中，医学设备可以根据第一标定数据T_H、T_L、理论投影值t_a和t_p进行分解，得到分解系数(即拟合参数)b₀-b₅和c₀-c₅，在临床使用球管进行目标对象扫描时，根据探测器像素面实际探测到的高能段和低能段的第二标定数据T'_H和T'_L，利用上述确定的分解系数，可以采用牛顿-拉夫逊迭代计算基物质投影值t'_a和t'_p。

上述模体在扫描设备中的应用方法可以获取扫描模体中多个组合子模体后探测器测量得到的标定数据，以将模体应用于不同的场景中，分别实现谱畸变校正和基物质分解，同时，模体模体实现不同功能时，可以测量到不同组合后的子模体对应的多组标定数据，从而能够提高谱畸变校正和基物质分解的准确性。

应该理解的是，虽然图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种模体在扫描设备中的应用装置，包括：第一标定数据获取模块11、参数拟合模块12、第二标定数据获取模块13和目标投影值获取模块14，其中：

第一标定数据获取模块11，用于获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，模体为上述任一实施例中的模体；

参数拟合模块12，用于将第一标定数据、模体的理论投影值进行拟合，得到第一标定数据与理论投影值之间的映射关系；

第二标定数据获取模块13，用于获取扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据；

目标投影值获取模块14，用于通过第二标定数据和映射关系，确定目标投影值。

本实施例提供的模体在扫描设备中的应用装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，第一标定数据获取模块11具体用于获取扫描模体中多个组合子模体后探测器测量得到的第一标定数据；

其中，多个组合子模体包括模体中相同材料的多个子模体组合后的组合子模体或模体中不同材料的多个子模体组合后的组合子模体。

本实施例提供的模体在扫描设备中的应用装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

关于模体在扫描设备中的应用装置的具体限定可以参见上文中对于模体应用方法的限定，在此不再赘述。上述模体在扫描设备中的应用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。

在一个实施例中，提供了一种医学设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，模体为上述任一实施例中的模体；

将第一标定数据、模体的理论投影值进行拟合，得到第一标定数据与理论投影值之间的映射关系；

获取扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据；

通过第二标定数据和映射关系，确定目标投影值。

在一个实施例中，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，模体为上述任一实施例中的模体；

将第一标定数据、模体的理论投影值进行拟合，得到第一标定数据与理论投影值之间的映射关系；

获取扫描目标对象后探测器测量得到的第二标定数据；

通过第二标定数据和映射关系，确定目标投影值。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上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发明专利范围的限制。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)

1.一种模体，其特征在于，所述模体包括：主模体和设置于所述主模体内的多个子模体；

其中，所述主模体的尺寸大于各所述子模体的尺寸，各所述子模体的尺寸各不同且彼此间隔设置，所述多个子模体中除去尺寸最大的第一子模体后的第一其它子模体均位于所述主模体和所述第一子模体之间。

2.根据权利要求1所述的模体，其特征在于，所述第一子模体与所述主模体的中心轴相互重合。

3.根据权利要求1或2所述的模体，其特征在于，所述第一其它子模体的中心轴均相切于以所述主模体或所述第一子模体的中心轴上任一点为圆心的同一圆周上。

4.根据权利要求3所述的模体，其特征在于，所述第一其它子模体的尺寸依次减小。

5.根据权利要求4所述的模体，其特征在于，所述子模体为N个，其中，第N个子模体和第N-1个子模体的尺寸之和小于第N-2个子模体的尺寸，N大于等于3。

6.根据权利要求5所述的模体，其特征在于，所述主模体和各所述子模体之间的尺寸依次相差预设倍数。

7.根据权利要求1所述的模体，其特征在于，所述多个子模体中尺寸较大的第二子模体的中心轴与所述多个子模体中除去所述第二子模体后的第二其它子模体的外壁构成的切面与所述第二其它子模体的外壁不相交，所述第二子模体的尺寸仅次于所述第一子模体的尺寸。

8.根据权利要求1、2或7所述的模体，其特征在于，所述多个子模体的材料相同或不同。

9.一种模体在扫描设备中的应用方法，其特征在于，所述方法包括：

获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，所述模体为上述权利要求1-8中任一项所述的模体；

将所述第一标定数据、所述模体的理论投影值进行拟合，得到所述第一标定数据与所述理论投影值之间的映射关系；

获取扫描目标对象后所述探测器测量得到的第二标定数据；

通过所述第二标定数据和所述映射关系，确定目标投影值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取扫描模体后探测器测量得到的第一标定数据，包括：

获取扫描模体中多个组合子模体后探测器测量得到的所述第一标定数据；

其中，所述多个组合子模体包括所述模体中相同材料的多个子模体组合后的组合子模体或所述模体中不同材料的多个子模体组合后的组合子模体。

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