CN115482171B - 一种用于伽马相机的均匀性的校正方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗成像技术领域,尤其涉及一种用于伽马相机的均匀性的校正方法与装置,所述方法应用于伽马相机的均匀性校正装置,所述校正装置包括铅板、放射源固定基座和滑台;所述放射源固定基座的底部可沿所述滑台的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座的顶部固定安装有放射源;所述铅板设置在所述滑台的后端,所述铅板与所述滑台的长度方向平行设置,所述铅板上开设有条形孔,所述放射源的放射方向垂直朝向所述铅板的条形孔;本发明能解决背景技术中提出的远场校正中放射源受限于伽马相机安装位置和场地要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗技术领域,尤其涉及一种用于伽马相机的均匀性的校正方法与装置。
背景技术
伽马相机是一种对伽马射线成像的医疗诊断设备,其由于具有传感器特性不一致的问题,会导致图像亮暗不均,因此在设备生产和临床使用阶段都需要经常性的进行均匀性校正,以补偿传感器特性漂移导致的图像的亮暗不均,提高图像质量。
传统校正方法称为远场校正,其要求基于的出发点是通过放射源安装在距离伽马相机足够的距离,来获得近似均匀一致的照射,记录此时伽马相机的响应,求倒数后进行归一化运算,既可获得伽马相机有效视野内的均匀性校正参数。
对于伽马相机上的某个像素,其坐标是(x,y),其测试实际得到的能量e(x,y),与真实能量E(x,y)间,存在对应关系E(x,y)=t(x,y)e(x,y),此时如果能够满足放射源距离伽马相机足够远,此时可以近似认为照射均匀,伽马相机上每个像素接受到的真实能量相同。即对于伽马相机上任意两点(xi,yi)和(xj,yj),均存在:定义此时的真实能量为参考值1,可以得到:即为(x,y)点的均匀性校正系数。
均匀性校正用来修正伽马相机自身特性导致的像素不均匀问题,而不解决测试能量和真实能量的对应关系,这个对应关系是由其他环节校正获得的,不是均匀性校正覆盖的内容。
远场校正要求放射源安装在距离伽马相机5-10倍伽马相机视野的距离,均匀照射伽马相机,这个要求往往受限于伽马相机安装位置和场地要求,有两个实施困难,一是伽马相机视野5-10倍的距离,往往对应3米以上的实际距离,二是受限于结构遮挡,也难以同时暴露整体探测视野,接收照射。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于伽马相机的均匀性的校正方法与装置,以解决背景技术中提出的远场校正中放射源受限于伽马相机安装位置和场地要求的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,应用于伽马相机的均匀性校正装置,所述均匀性校正装置包括铅板、放射源固定基座和滑台;
所述放射源固定基座的底部可沿所述滑台的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座的顶部固定安装有放射源;所述铅板设置在所述滑台的后端,所述铅板与所述滑台的长度方向平行设置,所述铅板上开设有条形孔,所述放射源的放射方向垂直朝向所述铅板的条形孔;
所述方法包括:
步骤A:将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,通过校正装置上的放射源分区域照射伽马相机的全部相面,获得多个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域;
步骤B:根据放射源位置与相机图像,按照距离校正计算方法,获得区域均匀性数据,并对每个区域分别进行均匀性校正;
步骤C:根据使用重叠区域,按照一致性调整计算方法,对各个区域进行相对一致性调整;
步骤D:将区域均匀性数据合并,作为整体伽马相机均匀性校正数据。
优选的,在步骤A中,所述将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,包括以下放置步骤E:
步骤E1:将铅板安装在伽马相机的前方,并且与伽马相机平行,使得铅板的长边与伽马相机的长边近似平行;
步骤E2:将滑台固定安装在铅板的前方,并且与伽马相机平行,使得滑台运动方向与伽马相机的短边近似平行;
步骤E3:将放射源安装在放射源固定基座的顶部上,将放射源固定基座的底板安装在滑台上,使得放射源能够按照滑台的滑槽能够与伽马相机平行移动;
步骤E4:调整放射源在固定装置上的相对位置,使得放射源在伽马相机上的投影照射,能够覆盖伽马相机长边;
步骤E5:移动滑台,使得放射源能够照射伽马相机的长边区域。
优选的,在步骤B中,所述距离校正计算方法包括以下计算过程:
校正装置的放射源投影在伽马相机的相机面,并以伽马相机的中心点为坐标原点建立空间坐标,其中放射源的坐标为(x1,y1,z1),此时取斜射点e和投影点c,分别得到能量:
E(x1,y1)=t(x1,y1)e(x1,y1)
E(x2,y2)=t(x2,y2)e(x2,y2)
对于空间中的点放射源,其在距离l对应的球面上,能量分布是均匀的,因此,对于单位固定接收面,其接收点放射源照射能量与距离平方成反比关系;
进而获得,由实测能量e(x2,y2)计算得到:
e(x1,y1)=t″·t′·e(x2,y2)
其中为距离校正系数,用来表征放射源距离不同带来的能量响应偏差;t′·e(x2,y2)即为(x2,y2),在于像素点c相同照射下的响应,对每个点均进行t′·e(x2,y2)运算后,即为均匀照射条件下的能量响应;即以入射点c为参考的均匀性校正参数,来表征传感器特性差异。
优选的,在步骤C中,所述一致性调整计算方法包括以下计算过程:
先后获得照射A区域图像和照射B区域的均匀性校正参数,其存在重合C区域,在重合C区域中选取部分D区域作为一致性调整参考区域;
对于重合C区域,存在2组数据,其每个像素均存在分别在照射A和照射B条件下的校正系数为t′1和t′2,由于A区域与B区域分别在受照射时的投影角度不同,导致两片区域中重合的部分在计算校正系数时存在一个比例关系,即:
p·t′1=t′2
使用重合C区域中各像素计算p的平均值,对区域A校正数据整体调整,可以将校正表A与校正表B选取参考对齐,进而合并成一个整体区域,合并时重叠区域可以任选来自调整后的区域A,或者是区域B的数据。
优选的,在步骤A中,至少获得3个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域。
一种用于伽马相机的均匀性校正装置,包括铅板、放射源固定基座和滑台;
所述放射源固定基座的底部可沿所述滑台的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座的顶部固定安装有放射源;所述铅板设置在所述滑台的后端,所述铅板与所述滑台的长度方向平行设置,所述铅板上开设有条形孔,所述放射源的放射方向垂直朝向所述铅板的条形孔。
优选的,所述滑台沿长度方向开设有滑槽,所述滑槽呈倒T型;
所述放射源固定基座的底部开设有与所述滑槽相对的滑块,所述滑块可嵌接于所述滑槽。
优选的,所述放射源固定基座的底部还开设有限位臂,所述限位臂位于所述滑块的上方。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下有益效果:本申请提出一种新的均匀性校正方法,应用于伽马相机的均匀性校正装置,矫正装置能够在缩小发射源与伽马相机之间的安装距离,低于3米以下的更近距离,降低场地要求,提高装置的使用,并分区域照亮伽马相机的全部相面,再使用矫正方法通过已知位置的放射源与伽马相机像素距离,计算出伽马相机的全视野理论响应,并测试出实际响应与理论响应进行比对,获取伽马相机均匀性校正数据,并将多个测试区域合并成整体伽马相机均匀性校正数据,并且该数据在物理上和背景技术中提出的远场均匀性校正数据t(x,y)是等效的,但能够有效解决现有校正装置受限于伽马相机安装位置和场地要求的问题。
附图说明
图1是本发明的用于伽马相机的均匀性的校正装置与方法的实施示意图;
图2是图1的侧视示意图;
图3是本发明的用于伽马相机的均匀性的校正方法的原理示意图;
图4是本发明的用于伽马相机的均匀性的校正方法的照射区域示意图;
图5是本发明的用于伽马相机的均匀性的校正方法的距离校正过程图;
图6是本发明的用于伽马相机的均匀性的校正方法的分区域校正合并图;
附图中:伽马相机1、铅板2、条形孔3、放射源4、放射源固定基座5、滑台6、滑块50、限位臂51、滑槽60。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示,一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,应用于伽马相机的均匀性校正装置,所述均匀性校正装置包括铅板2、放射源固定基座5和滑台6;
所述放射源固定基座5的底部可沿所述滑台6的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座5的顶部固定安装有放射源4;所述铅板2设置在所述滑台6的后端,所述铅板2与所述滑台6的长度方向平行设置,所述铅板2上开设有条形孔3,所述放射源4的放射方向垂直朝向所述铅板2的条形孔3;
所述方法包括:
步骤A:将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,通过校正装置上的放射源分区域照射伽马相机的全部相面,获得多个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域;
步骤B:根据放射源位置与相机图像,按照距离校正计算方法,获得区域均匀性数据,并对每个区域分别进行均匀性校正;
步骤C:根据使用重叠区域,按照一致性调整计算方法,对各个区域进行相对一致性调整;
步骤D:将区域均匀性数据合并,作为整体伽马相机均匀性校正数据。
本申请提出一种新的均匀性校正方法,应用于伽马相机的均匀性校正装置,矫正装置能够在缩小发射源与伽马相机之间的安装距离,低于3米以下的更近距离,降低场地要求,提高装置的使用,并分区域照亮伽马相机的全部相面,再使用矫正方法通过已知位置的放射源与伽马相机像素距离,计算出伽马相机的全视野理论响应,并测试出实际响应与理论响应进行比对,获取伽马相机均匀性校正数据,并将多个测试区域合并成整体伽马相机均匀性校正数据,并且该数据在物理上和背景技术中提出的远场均匀性校正数据t(x,y)是等效的,但能够有效解决现有校正装置受限于伽马相机安装位置和场地要求的问题。
更进一步的说明,在步骤A中,所述将伽马相机1与校正装置按限定的位置进行放置,包括以下放置步骤E:
步骤E1:将铅板2安装在伽马相机1的前方,并且与伽马相机1平行,使得铅板2的长边与伽马相机的长边近似平行;
步骤E2:将滑台6固定安装在铅板2的前方,并且与伽马相机1平行,使得滑台6运动方向与伽马相机1的短边近似平行;
步骤E3:将放射源4安装在放射源固定基座的顶部上,将放射源固定基座的底板安装在滑台6上,使得放射源4能够按照滑台6的滑槽能够与伽马相机1平行移动;
步骤E4:调整放射源4在固定装置5上的相对位置,使得放射源4在伽马相机1上的投影照射,能够覆盖伽马相机1的长边;
步骤E5:移动滑台5,使得放射源4能够照射伽马相机1的长边区域。
本实施例中通过上述放置步骤将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,这里面的关键是依次照射的探测器有效区域之间必须有重合的部分,因此放射源位置需要有所限定,使伽马相机1能够完成单通道的逐个区域扫描,调节成像分辨率。
优选的,在步骤B中,所述距离校正计算方法包括以下计算过程:
校正装置的放射源投影在伽马相机的相机面,并以其为坐标原点建立空间坐标,其中放射源的坐标为(x1,y1,z1),此时取斜射点e和投影点c,分别得到能量:
E(x1,y1)=t(x1,y1)e(x1,y1)
E(x2,y2)=t(x2,y2)e(x2,y2)
对于空间中的点放射源,其在距离l对应的球面上,能量分布是均匀的,因此,对于单位固定接收面,其接收点放射源照射能量与距离平方成反比关系;
进而获得,由实测能量e(x2,y2)计算得到:
e(x1,y1)=t″·t′·e(x2,y2)
其中为距离校正系数,用来表征放射源距离不同带来的能量响应偏差;t′·e(x2,y2)即为(x2,y2),在于像素点c相同照射下的响应,对每个点均进行t′·e(x2,y2)运算后,即为均匀照射条件下的能量响应;即以入射点c为参考的均匀性校正参数,来表征传感器特性差异。
距离校正计算方法还可以通过测试探头每个点e(xi,yi)和入射点e(x1,y1),可以获得全部伽马相机的均匀性校正参数;也可以不测试e(x1,y1),而是以单位1为参考值,规定e(x1,y1)=1,将各像素响应与中心入射点标定到相对一致。
基于此,通过滑台移动放射源区域,将会改变伽马相机照亮区域,对应当前照亮区域,运用以上方法,获取当前区域内每像素相对均匀性校正数据,当前区域可以包括或者不包括入射点。
更进一步的说明,在步骤C中,所述一致性调整计算方法包括以下计算过程:
先后获得照射A区域图像和照射B区域的均匀性校正参数,其存在重合C区域,在重合C区域中选取部分D区域作为一致性调整参考区域;
对于重合C区域,存在2组数据,其每个像素均存在分别在照射A和照射B条件下的校正系数为t′1和t′2,由于A区域与B区域分别在受照射时的投影角度不同,导致两片区域中重合的部分在计算校正系数时存在一个比例关系,即:
p·t′1=t′2
使用重合C区域中各像素计算p的平均值,对区域A校正数据整体调整,可以将校正表A与校正表B选取参考对齐,进而合并成一个整体区域,合并时重叠区域可以任选来自调整后的区域A,或者是区域B的数据。
一致性调整计算方法可以通过相互重叠的校正表数据,可以逐步调整到一致,进而获取全伽马相机整体响应。
更进一步的说明,在步骤A中,至少获得3个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域。
有益效果:本发明的校正方法在与伽马相机的近距离照射中,放射源无法同时照亮整个视野时,因此至少需要3个区域覆盖整个视野,以获得全伽马相机均匀性校正数据更加精确。
一种用于伽马相机的均匀性校正装置,包括铅板2、放射源固定基座5和滑台6;
所述放射源固定基座5的底部可沿所述滑台6的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座5的顶部固定安装有放射源4;所述铅板2设置在所述滑台6的后端,所述铅板2与所述滑台6的长度方向平行设置,所述铅板2上开设有条形孔3,所述放射源4的放射方向垂直朝向所述铅板2的条形孔3。
本发明的矫正装置通过开有条形孔3的铅板2限制伽马相机1的视野,并在前端配有可在滑台6上滑动的放射源固定基座5,使得放射源4能够与伽马相机1平行移动,因此放射源4能够透过铅板2的条形孔3,使伽马相机1能够完成单通道的逐个区域扫描,提高成像分辨率。
更进一步的说明,所述滑台6沿长度方向开设有滑槽60,所述滑槽60呈倒T型;
所述放射源固定基座5的底部开设有与所述滑槽60相对的滑块50,所述滑块50可嵌接于所述滑槽60。
在本实施例中,倒T型设计的滑槽60和滑块50结构简单,操作与拆卸方便,工作稳定,安全可靠。
更进一步的说明,所述放射源固定基座5的底部还开设有限位臂51,所述限位臂51位于所述滑块50的上方。
当滑块50嵌接于滑槽60时,限位臂51位于滑台6的上端面,防止滑块50位移,保证放射源固定基座5沿滑台6的长度方向平行移动,以保证使得放射源4能够与伽马相机1平行移动。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,其特征在于:应用于伽马相机的均匀性校正装置,所述均匀性校正装置包括铅板、放射源固定基座和滑台;
所述放射源固定基座的底部可沿所述滑台的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座的顶部固定安装有放射源;所述铅板设置在所述滑台的后端,所述铅板与所述滑台的长度方向平行设置,所述铅板上开设有条形孔,所述放射源的放射方向垂直朝向所述铅板的条形孔;
所述方法包括:
步骤A:将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,通过校正装置上的放射源分区域照射伽马相机的全部相面,获得多个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域;
步骤B:根据放射源位置与相机图像,按照距离校正计算方法,获得区域均匀性数据,并对每个区域分别进行均匀性校正;
步骤C:根据使用重叠区域,按照一致性调整计算方法,对各个区域进行相对一致性调整;
步骤D:将区域均匀性数据合并,作为整体伽马相机均匀性校正数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,其特征在于:在步骤A中,所述将伽马相机与校正装置按限定的位置进行放置,包括以下放置步骤E:
步骤E1:将铅板安装在伽马相机的前方,并且与伽马相机平行,使得铅板的长边与伽马相机的长边近似平行;
步骤E2:将滑台固定安装在铅板的前方,并且与伽马相机平行,使得滑台运动方向与伽马相机的短边近似平行;
步骤E3:将放射源安装在放射源固定基座的顶部上,将放射源固定基座的底板安装在滑台上,使得放射源能够按照滑台的滑槽能够与伽马相机平行移动;
步骤E4:调整放射源在固定装置上的相对位置,使得放射源在伽马相机上的投影照射,能够覆盖伽马相机长边;
步骤E5:移动滑台,使得放射源能够照射伽马相机的长边区域。
3.根据权利要求1所述的一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,其特征在于,在步骤B中,所述距离校正计算方法包括以下计算过程:
校正装置的放射源投影在伽马相机的相机面,并以伽马相机的中心为坐标原点建立空间坐标,其中放射源的坐标为(x1,y1,z1),此时取斜射点e和投影点c,分别得到能量:
E(x1,y1)=t(x1,y1)e(x1,y1)
E(x2,y2)=t(x2,y2)e(x2,y2)
对于空间中的点放射源,其在距离l对应的球面上,能量分布是均匀的,因此,对于单位固定接收面,其接收点放射源照射能量与距离平方成反比关系;
进而获得,由实测能量e(x2,y2)计算得到:
e(x1,y1)=t″·t′·e(x2,y2)
4.根据权利要求1所述的一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,其特征在于,在步骤C中,所述一致性调整计算方法包括以下计算过程:
先后获得照射A区域图像和照射B区域的均匀性校正参数,其存在重合C区域,在重合C区域中选取部分D区域作为一致性调整参考区域;
对于重合C区域,存在2组数据,其每个像素均存在分别在照射A和照射B条件下的校正系数为t′1和t′2,由于A区域与B区域分别在受照射时的投影角度不同,导致两片区域中重合的部分在计算校正系数时存在一个比例关系,即:
p·t′1=t′2
使用重合C区域中各像素计算p的平均值,对区域A校正数据整体调整,可以将校正表A与校正表B选取参考对齐,进而合并成一个整体区域,合并时重叠区域可以任选来自调整后的区域A,或者是区域B的数据。
5.根据权利要求1所述的一种用于伽马相机的均匀性的校正方法,其特征在于,在步骤A中,至少获得3个区域的相机图像,且相邻的区域之间必须有重叠区域。
6.一种用于伽马相机的均匀性校正装置,其特征在于:包括铅板、放射源固定基座和滑台;
所述放射源固定基座的底部可沿所述滑台的长度方向进行滑动,所述放射源固定基座的顶部固定安装有放射源;所述铅板设置在所述滑台的后端,所述铅板与所述滑台的长度方向平行设置,所述铅板上开设有条形孔,所述放射源的放射方向垂直朝向所述铅板的条形孔;
所述用于伽马相机的均匀性校正装置采用如权利要求1-5任意一项所述用于伽马相机的均匀性校正方法。
7.根据权利要求6所述的伽马相机的均匀性校正装置,其特征在于:所述滑台沿长度方向开设有滑槽,所述滑槽呈倒T型;
所述放射源固定基座的底部开设有与所述滑槽相对的滑块,所述滑块可嵌接于所述滑槽。
8.根据权利要求7所述的伽马相机的均匀性校正装置,其特征在于,所述放射源固定基座的底部还开设有限位臂,所述限位臂位于所述滑块的上方。
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