CN117825417A - 用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于标定扫描成像设备的标定方法，包括：通过探测器采集经过几何标定模体的射线，以获得探测器数据，其中，探测器数据包括射线经过几何标定模体后在探测器上的实际投影位置；获取初始的射线源参数和初始的探测器参数；根据初始的射线源参数、初始的探测器参数以及几何标定模体相对于射线源和探测器的位置关系，通过几何计算获得几何标定模体在探测器上的理论投影位置；构建实际投影位置和理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的优化函数；根据优化函数，将偏差取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数，将优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
Description
技术领域
本公开涉及扫描成像技术领域，更具体地，涉及一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和标定系统。
背景技术
根据扫描成像理论，如果要对被扫描物体精确图像重建，必须已知射线源靶点和探测器晶体的精确位置，由于机械制作和安装存在误差，因此几何标定成为扫描成像中必不可少的步骤。
例如，以静态CT扫描成像技术为例，根据CT成像理论，如果要对被扫描物体精确CT重建，必须已知射线源靶点和探测器晶体的精确位置，由于机械制作和安装存在误差，因此几何标定成为CT成像中必不可少的步骤。采用分布式射线源或多个单靶点射线源的静态CT，由于射线源本身尺寸较大或数量较多，制作和安装误差也会相应的更大，对成像质量产生较大影响。类似的，探测器也会存在相同的问题，也需要通过几何校正修正几何误差。
在本部分中公开的以上信息仅用于对本公开的技术构思的背景的理解，因此，以上信息可包含不构成现有技术的信息。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本公开实施例提出一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和标定系统。
在一个方面，提供了一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，几何标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，所述标定方法包括：
通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，其中，所述探测器数据包括所述射线经过所述扫描区域后在所述探测器上的实际投影位置；
获取初始的射线源参数和初始的探测器参数，其中，所述射线源参数用于表示所述射线源在标定系统中的位置，所述探测器参数用于表示所述探测器在所述标定系统中的位置；
根据初始的射线源参数、初始的探测器参数以及所述几何标定模体相对于所述射线源和所述探测器的位置关系，通过几何计算获得所述几何标定模体在所述探测器上的理论投影位置；
根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数；以及
将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
根据一些示例性的实施例，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，包括：构建所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的优化函数，在所述优化函数中，所述偏差为因变量，所述射线源参数和所述探测器参数为自变量。
根据一些示例性的实施例，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，还包括：根据所述优化函数，将所述偏差取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数，将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
根据一些示例性的实施例，所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，包括：构建优化函数，所述优化函数包括投影位置约束项和靶点距离约束项，其中，所述投影位置约束项为所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第一函数；所述靶点距离约束项为相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第二函数。
根据一些示例性的实施例，在所述优化函数中，所述投影位置约束项具有第一权重值，所述靶点距离约束项具有第二权重值。
根据一些示例性的实施例，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，还包括：根据所述优化函数，将所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差和相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差的加权求和取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数，将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括旋转台，所述几何标定模体位于所述旋转台上；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述射线源发出射线；控制所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及在所述几何标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括升降台，所述几何标定模体位于所述升降台上；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述射线源发出射线；控制所述升降台升降，以带动所述几何标定模体升降。
根据一些示例性的实施例，所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线；以及在所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括旋转台，所述几何标定模体位于所述旋转台上；所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线；控制所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及在所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线和所述几何标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
根据一些示例性的实施例，所述射线源参数包括：所述Ns个靶点中第1个靶点在标定系统中的位置坐标，所述Ns个靶点的排列方向，和所述Ns个靶点中各个靶点的编号。
根据一些示例性的实施例，所述探测器包括探测器臂和安装于所述探测器臂上的多个探测单元；所述多个探测单元在所述探测器臂上直线排列，所述探测器参数包括：所述多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的位置坐标，和所述多个探测单元的排列方向；或者，所述多个探测单元在所述探测器臂上弧线排列，所述探测器参数包括：所述多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的角度和半径。
根据一些示例性的实施例，所述标定方法还包括：在将几何标定模体置于所述射线形成的扫描区域中之前，通过所述探测器采集空气投影数据；所述获得探测器数据包括：通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得初始探测器数据；以及，利用所述空气投影数据，对所述初始探测器数据进行校正，以获得所述探测器数据。
根据一些示例性的实施例，所述几何标定模体包括至少一个金属丝。
根据一些示例性的实施例，所述几何标定模体包括多个金属丝，所述多个金属丝以彼此不同的半径和/或彼此不同的角度分布在所述旋转台上。
在另一方面，提供一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定系统，所述标定系统包括：标定装置主体；设置于所述标定装置主体上的几何标定模体；驱动件，所述驱动件用于驱动所述几何标定模体运动；以及控制器，所述控制器被配置为根据如上所述的标定方法，对扫描成像设备进行几何标定。
在又一方面，提供一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定系统，所述标定系统包括：底座；连接于所述底座上的旋转台；设置于所述旋转台上的几何标定模体，所述几何标定模体位于所述旋转台的离心位置；以及驱动件，所述驱动件用于驱动所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转。
根据一些示例性的实施例，所述标定系统还包括：升降台，所述升降台连接于所述底座上，所述旋转台设置于所述升降台上。
根据一些示例性的实施例，所述几何标定模体包括至少一个金属丝；或者，所述几何标定模体包括多个金属丝，所述多个金属丝以彼此不同的半径和/或彼此不同的角度分布在所述旋转台上。
根据一些示例性的实施例，所述扫描成像设备包括探测器，所述探测器包括多个探测器晶体；以及所述金属丝的直径不大于单个探测器晶体的宽度。
本公开的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了射线源、被检查对象和探测器之间的投影关系的示意图。
图2为根据本公开的一些示例性实施例的静态CT设备的结构示意图。
图3A为根据本公开的一些示例性实施例的静态CT设备包括的扫描级的结构示意图。
图3B为根据本公开的另一些示例性实施例的静态CT设备包括的扫描级的结构示意图。
图4A是根据本公开的一些示例性实施例的标定系统的结构示意图。
图4B是根据本公开的另一些示例性实施例的标定系统的结构示意图。
图4C为图4B中所示的四个金属丝在旋转台上的投影图。
图4D是图4A所示的标定系统的侧视图。
图5是根据本公开的一些示例性实施例的标定方法的流程图。
图6是根据本公开的一些示例性实施例的标定方法的获取优化的射线源参数和优化的探测器参数的示例性流程图。
图7是根据本公开的另一些示例性实施例的标定方法的获取优化的射线源参数和优化的探测器参数的示例性流程图。
图8示意性示出了根据本公开的示例性实施例的标定系统的控制器的结构框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。另外，本公开以下提供的各个实施例以及实施例中的技术特征可以以任意方式相互组合。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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公开和简化描述，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公开的限制。此外，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。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本公开的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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公开中的具体含义。
在本公开的说明书中，计算机断层扫描(Computed Tomography，简称为CT)成像指利用射线对检测对象进行断层扫描后，由探测器收得的模拟信号再变成数字信号，经电子计算机计算出每一个象素的衰减系数，再重建图像，从而能显示出检测对象各部位的断层结构。
图1示意性示出了射线源、被检查对象和探测器之间的投影关系的示意图。参照图1，在本公开的实施例中，射线源S发出的射线(例如X射线，γ射线等)入射到被检查对象OB上，透射通过被检查对象OB的射线被探测器D检测到。被检查对象OB上的空间点X通过射线源S被作用到探测器D的图像点Y。在正向投影(也称为前向投影)中，已知被检查对象OB上的空间点的像素值，求取探测器D上的图像点的投影值。在反向投影(也称为后向投影)中，已知探测器D上的图像点的投影值，求取被检查对象OB上的空间点的像素值。
电子计算机断层扫描技术由于能够消除物体重叠的影响，在安全检查、医疗领域等场合中发挥了重要作用。传统的CT采用滑环装置通过X射线源和探测器的旋转来获取不同角度上的投影数据，通过重建方法来获取断层图像，从而获得被检测行李物品的内部信息。传统的CT装置在数据采集过程中通常采用滑环旋转，不但扫描速度有限、体积庞大，而且机械加工精度要求高，成本较高，限制了其在实际中的广泛应用。近些年，碳纳米管X光管技术进入了实用领域。与传统射线源不同，它无须利用高温来产生射线，而是根据碳纳米管尖端放电原理产生阴极射线，打靶产生X光。其优点是可以快速开启和关闭，且体积更小。把这种X射线源排布成环状，进行不同角度下对物体的照射，就可以制成无需旋转的“静态CT”，大大提高了射线成像的速度，同时由于省去了滑环的结构，节省了成本，对于安全检查等领域具有十分重要的意义。
图2为根据本公开的一些示例性实施例的静态CT设备的结构示意图。参照图2，根据本公开实施例的静态CT设备可以包括扫描级、传送机构110、控制装置140和成像装置130。例如，所述扫描级可以包括射线源、探测器和采集装置。
例如，在本公开的实施例中，射线源可以为分布式射线源，所述分布式射线源可以包括多个靶点，例如，多个X靶点。在分布式X射线源中，靶点是指射线源的发射点或焦点。具体地，高能电子从阴极发射并轰击金属阳极靶，从而产生X射线。发射的X射线的能量取决于阳极靶的材料，而X射线的强度取决于轰击阳极靶的电子流强和电子能量。在分布式X射线源中，多个阴极与多个靶点一一对应，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线。这种设计使得分布式X射线源能够实现使用较少的阴极组件产生较多X射线辐射源的效果，提高了系统的稳定性，减少了阴极组件的使用数量，降低了设备的生产成本。
在利用分布式射线源的静态CT设备中，通过将多个靶点组合在一起，并在不同的角度上按照设定顺序激活它们，可以从各个角度获取多个投影数据集。这些投影数据集可以用于计算机重建算法来生成高质量的横截面图像。使用分布式X射线源的一个优势是可以减少伪影和提高图像质量。通过使用多个靶点，X射线束的发射位置分布更加均匀，可以提供更多的投影角度和数据，减少重建图像中的伪影，并提供更准确的解剖信息。也就是说，分布式X射线源中的靶点是指发射X射线束的点或区域，它们的分布形式有助于获得高质量的投影数据，用于静态CT图像的重建。
在本公开的实施例中，分布式射线源中的多个靶点可以沿预定的第一方向布置。例如，预定的第一方向可以为直线方向，或者，可以为弧形方向。本公开的实施例并不对分布式射线源中靶点的布置形式做特别的限制。
图3A为根据本公开的一些示例性实施例的静态CT设备包括的扫描级的结构示意图。图3B为根据本公开的另一些示例性实施例的静态CT设备包括的扫描级的结构示意图。参照图3A和图3B，在本公开的实施例中，所述静态CT设备包括分布式射线源20和探测器30，所述分布式射线源20可以包括多个靶点210。在一些实施例中，如图3A所示，多个靶点210可以呈弧形布置，相应地，所述探测器30可以包括呈弧形或圆形布置的多个探测单元310。在一些实施例中，如图3B所示，多个靶点210可以沿直线布置，相应地，所述探测器30可以包括沿直线布置的多个探测单元310。需要说明的是，在图2至图3B的实施例中，仅示意性示出了根据本公开的一些示例性实施例的静态CT设备的结构示意图，而不是本公开的全部实施例。在本公开的实施例中，可以采用任何合适布置的分布式射线源和探测器。
在本公开的实施例中，所述多个靶点210分别朝向被检查物体120发出射线，多个探测单元310用于检测经过所述被检查物体120的射线。例如，在图3A和图3B所示的实施例中，多个靶点210发出X射线，多个探测单元310接受从多个靶点210发出且经过被检查物体120的部分X射线。这样，在射线源20与探测器30之间，形成对被检查物体120进行扫描的扫描区域。在该扫描区域中，位于扫描区域的大致中间位置，且垂直于传送机构110的传送方向的至少一个平面，可以称为扫描平面。
示例地，探测单元310可以包括至少一个探测器晶体。例如，探测单元310可以包括一个探测器晶体。再例如，探测单元310可以包括沿多个探测器晶体，多个探测器晶体可以沿一维方向排列，或者，多个探测器晶体可以沿二维方向排列。
应该理解，每个探测器晶体是探测器的基本单元，它们可以吸收射线(例如X射线)并将其转换为其他形式的能量，例如光或电信号。例如，探测器晶体的材料可以包括氧化物和卤化物(例如碘化物和氟化物)等。
例如，在图2所示的实施例中，传送机构110承载被检查物体120并驱动被检查物体120作直线运动。控制装置140控制射线源20的多个靶点210的出束顺序，使得探测器30输出对应于投影数据的数字信号。成像装置130基于所述数字信号重建所述被检查物体120的CT图像。
需要说明的是，在本公开的实施例中，成像装置130可以采用现有的各种已知的重建算法来重建被检查物体的CT图像。例如，重建算法可以选用迭代、解析或其他重建算法，本公开的实施例不对重建算法做特别限制。
在本公开的一些实施例中，每个分布式射线源20上具有一个或多个靶点，靶点的能量可设定，靶点激活的顺序可设置。例如，靶点可以分布在多个扫描平面上(例如，扫描平面垂直于通道前进方向)。每个平面中，靶点分布可以为连续或不连续的一段或多段直线或弧线。由于靶点能量可设，在出束过程中可以实现不同靶点具有不同能谱，或位于不同平面的靶点能量有区别等多种扫描方式。可以对靶点进行分组设计，比如每个模块的靶点作为一组，或是每个平面的靶点作为一组，同一组内的靶点电子打靶的顺序可调，可以实现顺序出束、交替出束，不同组内的靶点可以同时激活进行扫描，以加快扫描速度。
探测器30可以是单排或多排，探测器类型可以是单能、双能或者能谱型探测器。
传送机构110包括载物台或传输皮带，控制装置140控制X光机及探测器的机架，通过控制分布式射线源的出束方式和物体的直线平移运动或者两者的组合，可以实现螺旋扫描轨迹或者圆周扫描轨迹或其他特殊轨迹的扫描。控制装置140负责完成CT系统运行过程的控制，包括机械转动、电气控制、安全联锁控制，特别是负责控制射线源的出束速度/频率、出束能量和出束顺序，控制探测器的数据读出与数据重建。
静态CT得益于其高扫描速度，高稳定性和灵活的扫描方式等优点逐渐成为CT领域的研究热点。但是，作为一个新的技术路线，与原有的螺旋CT在很多数据处理方式上有不同的要求，例如由于多靶点带来的几何校正等问题，不能沿用螺旋CT处理方式。
根据CT成像理论，如果要对被扫描物体精确CT重建，必须已知射线源靶点和探测器晶体的精确位置，由于机械制作和安装存在误差，因此几何标定成为CT成像中必不可少的步骤。采用分布式射线源或多个单靶点射线源的静态CT，由于射线源本身尺寸较大或数量较多，制作和安装误差也会相应的更大，对成像质量产生较大影响。类似的，探测器也会存在相同的问题，也需要通过几何校正修正几何误差。
本公开的实施例提供了一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定系统，它可以对扫描成像设备进行几何标定，例如，可以对基于分布式射线源的静态CT设备进行几何标定。
图4A是根据本公开的一些示例性实施例的标定系统的结构示意图。图4B是根据本公开的另一些示例性实施例的标定系统的结构示意图。参照图4A和图4B，所述标定系统40可以包括：底座410；连接于底座410上的旋转台420；设置于旋转台420上的几何标定模体50，几何标定模体50位于旋转台420的离心位置；以及驱动件430，驱动件430用于驱动旋转台420旋转，以带动几何标定模体50旋转。
在一些示例性实施例中，所述几何标定模体50可以包括至少一个金属丝。例如，几何标定模体50包括仅一个金属丝，该一个金属丝位于旋转台420的离心位置。
参照图4A，旋转台420围绕旋转轴线AX1旋转。一个金属丝垂直设置在旋转台420上且距离旋转轴线AX1一定的偏移距离。由于几何标定模体在旋转台420上的离心设置，所以，在旋转台420旋转过程中，几何标定模体可以处于不同的几何位置，有利于从多个不同的几何位置获取标定数据，从而可以提高标定的精度。
参照图4B，旋转台420围绕旋转轴线AX1旋转。所述几何标定模体50可以包括多个金属丝，多个金属丝分别位于旋转台420的不同离心位置，即，多个金属丝以彼此不同的半径和/或彼此不同的角度分布在旋转台420上。也就是说，在旋转台420上，所述多个金属丝中任一个金属丝的半径和角度中的至少一个与所述多个金属丝中另一个金属丝的半径和角度中的至少一个不相同。
例如，在图4B所示的实施例中，示意性示出了四个金属丝，为了描述方便，分别标记为第一金属丝501、第二金属丝502、第三金属丝503和第四金属丝504。第一金属丝501、第二金属丝502、第三金属丝503和第四金属丝504均垂直设置在旋转台420上，且距离旋转轴线AX1的偏移距离分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4。
图4C为图4B中所示的四个金属丝在旋转台上的投影图。参照图4B和图4C，建立一个极坐标系，在该极坐标系中，以旋转轴线AX1在旋转台420上的正投影的点作为极点AXO，由极点AXO出发的一条射线OX作为极轴。在此基础上，四个金属丝的位置可以通过(ρ，θ)表示，其中，ρ对应极坐标系中的极径、矢径或半径，具体为金属丝在旋转台上的正投影的点相对于极点AXO的距离；θ对应极坐标系中的极角或辐角，具体为金属丝在旋转台上的正投影的点与极点的连线相对于极轴OX的角度。
示例性地，第一金属丝501、第二金属丝502、第三金属丝503和第四金属丝504的位置分别表示为(ρ1，θ1)、(ρ2，θ2)、(ρ3，θ3)、(ρ4，θ4)。ρ1、ρ2、ρ3、ρ4中的任意两者不相等，和/或，θ1、θ2、θ3、θ4中的任意两者不相等。
在该实施例中，多个金属丝设置在旋转台420上且距离旋转轴线AX1不同的偏移距离或偏移角度，这样，在旋转台420旋转过程中，多个金属丝可以处于不同的几何位置，有利于从多个不同的几何位置获取标定数据，从而可以进一步提高标定的精度。
在一些示例性实施例中，所述金属丝可以为硬质金属丝，这样，金属丝可以垂直于旋转台420的台面，有利于将金属丝的前端设置在扫描区域中。
在一些示例性实施例中，所述金属丝的直径不大于单个探测器晶体的宽度。通过将金属丝的直径设计得较小，可以提高标定的精度。
继续参照图4A和图4B，标定系统40还可以包括：升降台440，升降台440连接于底座410上，旋转台420设置于升降台440上。这样，可以通过控制升降台上下平移固定距离，在多个高度位置扫描金属丝以获得更多的标定数据，从而有利于提高标定精度。
在本公开的实施例中，底座410用于承载其他部件，并保持设置在其上的部件的稳定性。驱动件430可以包括用于驱动升降台440上下移动的移动驱动机构；和/或，用于驱动旋转台420旋转的旋转驱动机构。
例如，用于驱动旋转台420旋转的旋转驱动机构可以包括齿轮传动机构、伺服电机驱动机构和步进电机驱动机构中的至少一种。齿轮传动机构可以包括驱动电机、驱动齿轮和被驱动齿轮组成，通过齿轮的啮合实现旋转力传递。伺服电机驱动是通过控制伺服电机的转速和位置来实现旋转台的旋转。伺服电机通常与编码器和闭环控制系统结合使用，以实现高精度的旋转控制。步进电机驱动通过控制步进电机的脉冲信号来实现旋转台的旋转。步进电机具有离散的步进角度，可以精确控制旋转台的位置和速度。
例如，用于驱动升降台440上下移动的移动驱动机构可以包括螺杆传动机构、电动螺杆传动机构和齿轮传动机构中的至少一种。螺杆传动机构可以包括螺杆和与之啮合的螺母。当螺杆旋转时，螺母沿着螺杆的螺旋线移动，从而实现升降台的上下移动。电动螺杆传动机构结合了螺杆传动和电动驱动技术。通过电动机驱动螺杆旋转，从而推动升降台进行上下移动。齿轮传动机构使用齿轮的啮合来传递力和运动。通过驱动齿轮的旋转，可以实现升降台的上下移动。
需要说明的是，在本公开的实施例中，不对旋转驱动机构、移动驱动机构的类型和结构做特别的限制，在不冲突的情况下，相关领域中已知的各种类型的旋转驱动机构、移动驱动机构均可以用于本公开的实施例中。
本公开的一些示例性实施例还提供一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法。
图4D是图4A所示的标定系统的侧视图。结合参照图4A至图4D，在进行标定时，标定系统40放置在扫描成像设备的传送装置(例如图2所示的传送机构110)上，控制传送装置将标定系统40的几何标定装模体50输送到X射线的扫描平面，使得几何标定模体50处于射线源20和探测器30组成的扫描平面内。例如，在进行几何标定时，仅几何标定模体50的前端位于扫描平面内，标定系统40的其他部分始终处于扫描平面以外。这样，可以避免标定系统40的其他部分对标定数据造成干扰。
图5是根据本公开的一些示例性实施例的标定方法的流程图。结合参照图1至图5，所述标定方法可以用于对扫描成像设备进行几何标定，例如，该标定方法可以对静态CT设备进行几何标定。在该静态CT设备中，射线源20可以为分布式射线源，其包括Ns个靶点210，Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数。所述第一方向可以对应图3A所示的直线排列方向或图3B所示的弧线排列方法。需要说明的是，本公开的实施例中，不对分布式射线源的多个靶点的排列方向和形式做特别的限制。
在本公开的一些实施例中，所述标定方法可以包括步骤S510～S550。
在步骤S510中，通过探测器30采集经过扫描区域的射线，获得探测器数据，其中，探测器数据包括射线经过扫描区域后在探测器30上的实际投影位置。
在一些示例性的实施例中，所述标定方法可以包括：在将几何标定模体50置于射线形成的扫描区域或扫描平面之前，通过探测器30采集空气投影数据pair。
应该理解，在进行图像重建时，需要知道探测器在没有物体(即只有空气)的情况下的读数，以便从实际的测量数据中去除这个背景值。例如，在CT成像中，例如，通常会使用一种称为线积分的方法来获取投影数据。这个过程涉及到将射线通过物体，并测量射线在穿过物体后的衰减。这个衰减值(或者说投影数据)就反映了射线路径上物质的性质，例如密度和组成。在没有物体存在，也就是只有空气的情况下，也可以进行类似的测量。这样得到的投影数据就可以作为一个参考或者说是背景值，在实际的图像重建过程中，从测量到的投影数据中去除这个背景值，以得到只由物体本身造成的射线衰减。
在步骤S510中，所述获得探测器数据包括：通过探测器30采集经过扫描区域(几何标定模体50位于该扫描区域中)的射线，获得初始探测器数据pi；以及，利用空气投影数据pair，对初始探测器数据pi进行校正，以获得探测器数据prji。
需要说明的是，在本文中，1≤i≤Ns，即，i表示的分布式射线源中某一个靶点210的编号。
例如，可以利用以下的公式来进行空气校正，以获得探测器数据prji：prji＝pi/pair。
在本公开的一些示例性的实施例中，标定系统40包括旋转台420，几何标定模体50位于旋转台420上。
在该实施例中，获得初始探测器数据pi可以包括：控制射线源20发出射线；控制旋转台420旋转，以带动几何标定模体50旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及，在几何标定模体50旋转m圈的过程中，探测器30采集从射线源20发出且经过扫描区域的射线。
在本公开的一些示例性的实施例中，标定系统40包括升降台440，几何标定模体50位于升降台440上。
在该实施例中，获得初始探测器数据pi可以包括：控制射线源20发出射线；控制升降台440升降，以带动几何标定模体50升降；以及在几何标定模体50升降过程中，探测器30采集从射线源20发出且经过扫描区域的射线。
在本公开的一些示例性的实施例中，射线源20包括Ns个靶点210，Ns个靶点210沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数。
在该实施例中，获得初始探测器数据pi可以包括：控制Ns个靶点210按照设定顺序发出射线；以及在Ns个靶点210按照设定顺序发出射线的过程中，探测器30采集从射线源20发出且经过扫描区域的射线。
在本公开的一些示例性的实施例中，标定系统40包括旋转台420，几何标定模体50位于旋转台420上。射线源20包括Ns个靶点210，Ns个靶点210沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数。
在该实施例中，获得初始探测器数据pi可以包括：控制Ns个靶点210按照设定顺序发出射线；控制旋转台420旋转，以带动几何标定模体50旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及在Ns个靶点210按照设定顺序发出射线和几何标定模体50旋转m圈的过程中，探测器30采集从射线源发出且经过扫描区域的射线。
需要说明的是，在本公开的实施例中，对几何标定模体的运动形式、设置数量和射线源的靶点数量不做特别的限制，在不冲突的情况下，各种情况可以相互组合和结合。例如，在一些实施例中，几何标定模体50可以设置在旋转台上，旋转台设置在升降台上，射线源20可以为包括多个靶点的分布式射线源，这样，获得探测器数据prji的步骤可以根据该设置方式进行相应调整，在此不再赘述。
还需要说明的是，在本公开的实施例中，几何标定模体50的运动和射线源的出束的顺序可以不做特别限制。例如，几何标定模体50固定于一个位置，控制所有靶点按照设定顺序出一次束，然后旋转台旋转至下一个位置，控制所有靶点再次出束，直至旋转台旋转一周后结束。
在步骤S520中，获取初始的射线源参数和初始的探测器参数，其中，射线源参数用于表示射线源20在标定系统40中的位置，探测器参数用于表示探测器30在标定系统40中的位置。
发明人经研究发现，在利用分布式射线源的静态CT扫描成像设备中，由于靶点距离间隔较大，尤其是由多个单靶点组合而成的射线源，每个靶点的误差不一致。探测器晶体密集排布，误差相对较小，误差主要来源于整个探测器臂架的安装。因此，几何标定对于每个靶点位置进行单独标定，对探测器按照整个探测器臂架进行标定。
在本文中，为了描述方便，将射线源参数描述为si，将探测器参数描述为Pd。
在一些示例性的实施例中，射线源采用分布式射线源，靶点间隔具备足够高的精度，误差主要来源于射线源整体的安装，则可以对靶点位置进行整体标定，即{si：1≤i≤Ns}由分布式射线源的起始坐标、排布方向和编号i决定。在该实施例中，所述射线源中相邻两个靶点的相对位置关系已知，射线源参数si可以包括：Ns个靶点中第1个靶点在标定系统中的位置坐标，Ns个靶点的排列方向，和Ns个靶点中各个靶点的编号。
在一些示例性的实施案例中，探测器臂采用直线排布或弧线排列，探测器臂的参数为起始坐标和排布方向。
例如，参照图4A至图4D，探测器30可以包括探测器臂320和安装于探测器臂320上的多个探测单元310。多个探测单元310在探测器臂320上直线排列。在该实施例中，相邻两个探测单元相对位置关系已知，探测器参数Pd可以包括：多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的位置坐标，和多个探测单元的排列方向。
再例如，多个探测单元310在探测器臂上弧线排列，相邻两个探测单元相对位置关系已知，探测器参数Pd可以包括：多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的角度和半径。
在步骤S530中，根据初始的射线源参数、初始的探测器参数以及几何标定模体50相对于射线源20和探测器30的位置关系，通过几何计算获得几何标定模体50在探测器30上的理论投影位置。
例如，在步骤S510中获取的探测器数据prji包括实际投影位置，即，从该探测器数据prji中，可以提取出几何标定模体50(例如金属丝)的实际投影位置，可以描述为pos(si，Pd)。可以理解，该实际投影位置为关于射线源参数和探测器参数的函数。
例如，在步骤S530中，以旋转台420的旋转中心为坐标原点，根据旋转台420的转速以及几何标定模体50的位置，在已知初始的射线源参数si和探测器参数Pd的情况下，通过几何计算，可以获得与投影数据prji对应的几何标定模体50的理论投影位置，记为cpos(si，Pd)。可以理解，理论投影位置cpos(si，Pd)也是关于射线源参数和探测器参数的函数。
在步骤S540中，根据实际投影位置和理论投影位置，对射线源参数和探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数。
在步骤S550中，将优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
图6是根据本公开的一些示例性实施例的标定方法的获取优化的射线源参数和优化的探测器参数的示例性流程图。
参照图6，在一些示例性的实施例中，步骤S540可以包括步骤S541～S542。
在步骤S541中，构建实际投影位置和理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的优化函数，在优化函数中，偏差为因变量，射线源参数和探测器参数为自变量。
步骤S542中，根据优化函数，将偏差取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数。
例如，在该实施例中，可以通过求解如下的优化函数，来获得优化的射线源参数和优化的探测器参数：
其中，“argmin”是一个数学术语，用于表示一个函数在其定义域中取得最小值的参数值(自变量的值)。具体地，在该优化函数中，表示：当取得最小值时的射线源参数si和探测器参数Pd；si为射线源参数；Pd为探测器参数；Ns为分布式射线源中靶点的总数量；i表示的分布式射线源中某一个靶点的编号，1≤i≤Ns；pos(si，Pd)表示实际投影位置；cpos(si，Pd)表示理论投影位置。
图7是根据本公开的另一些示例性实施例的标定方法的获取优化的射线源参数和优化的探测器参数的示例性流程图。
参照图7，在一些示例性的实施例中，步骤S540可以包括步骤S543～S544。
在步骤S543中，构建优化函数，优化函数包括投影位置约束项和靶点距离约束项，其中，投影位置约束项为实际投影位置和理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第一函数；靶点距离约束项为相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第二函数。
例如，在优化函数中，投影位置约束项具有第一权重值，靶点距离约束项具有第二权重值。可选地，第二权重值可以为0。
在步骤S544中，根据优化函数，将实际投影位置和理论投影位置之间的偏差和相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差的加权求和取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数。
在一些示例性的实施案例中，对优化的目标函数根据实际情况增加一些约束条件，使得优化问题的求解更稳定。例如，虽然靶点位置存在误差，但是靶点之间间隔偏差在一定范围内，则可以在优化函数中新增如下的靶点距离约束项，其中dis(si，si+1)表示靶点i和i+1之间的距离，ds表示两个靶点的理论间距，λ1和λ2表示两种约束的权重。
例如，在该实施例中，可以通过求解如下的优化函数，来获得优化的射线源参数和优化的探测器参数：
其中，“argmin”是一个数学术语，用于表示一个函数在其定义域中取得最小值的参数值(自变量的值)。具体地，在该优化函数中，表示：当 取得最小值时的射线源参数si和探测器参数Pd；si为射线源参数；Pd为探测器参数；Ns为分布式射线源中靶点的总数量；i表示的分布式射线源中某一个靶点的编号；pos(si，Pd)表示实际投影位置；cpos(si，Pd)表示理论投影位置；dis(si，si+1)表示靶点i和i+1之间的距离；ds表示两个靶点的理论间距；λ1和λ2表示两种约束的权重值。
具体地，在上述优化函数中，为投影位置约束项，/>为靶点距离约束项。投影位置约束项的权重值为λ1，靶点距离约束项的权重值为λ2。在一些示例性的实施例中，投影位置约束项的权重值λ1大于靶点距离约束项的权重值λ2，这样，在进行标定时，更多地考虑投影位置约束的影响因素。
返回参照图4A至图4D，根据本公开的一些实施例的标定系统40可以包括：标定装置主体；设置于标定装置主体上的几何标定模体50；驱动件430，驱动件430用于驱动几何标定模体运动；以及控制器450，控制器450被配置为：根据上述的标定方法，对扫描成像设备进行几何标定。
例如，所述标定装置主体可以包括：底座410；和连接于底座410上的旋转台420。或者，所述标定装置主体可以包括：底座410；连接于底座410上的升降台440；和连接于底座410上的旋转台420。
图8示意性示出了根据本公开的示例性实施例的标定系统的控制器的结构框图。
如图8所示，根据本公开实施例的标定系统的控制器450可以包括处理器1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器1001例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))等等。处理器1001还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器1001可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM 1003中，存储有控制器450操作所需的各种程序和数据。处理器1001、ROM1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。处理器1001通过执行ROM 1002和/或RAM 1003中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 1 002和RAM 1 003以外的一个或多个存储器中。处理器1001也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
根据本公开的实施例，控制器450还可以包括输入/输出(I/O)接口1005，输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。控制器450还可以包括连接至I/O接口1005的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 1002和/或RAM 1003和/或ROM 1002和RAM 1003以外的一个或多个存储器。
需要说明的是，在上述实施例中，以具有分布式射线源的静态CT扫描成像设备为例，对标定方法进行了描述，但是，本公开的实施例不局限于此。在本公开的另一些示例性的实施例中，所述标定系统和标定方法也可以对单靶点射线源的螺旋CT设备进行几何标定，在标定过程中，射线源和探测器处于静止状态。
还需要说明的是，本公开的实施例也可以对单/多视角X射线成像设备进行几何标定。例如，在一些实施例中，射线源的靶点数量可以为Ns＝1，虽然单/多视角X射线成像设备自身非CT设备，无法对被扫描物进行CT成像，但是单靶点出束时，标定装置旋转采集的数据满足CT成像的数据完备性要求，也可以进行CT重建，从而也适用于上面描述的几何标定流程。
根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本公开的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
Claims (20)
1.一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，几何标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，其特征在于，所述标定方法包括：
通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，其中，所述探测器数据包括所述射线经过所述扫描区域后在所述探测器上的实际投影位置；
获取初始的射线源参数和初始的探测器参数，其中，所述射线源参数用于表示所述射线源在标定系统中的位置，所述探测器参数用于表示所述探测器在所述标定系统中的位置；
根据初始的射线源参数、初始的探测器参数以及所述几何标定模体相对于所述射线源和所述探测器的位置关系，通过几何计算获得所述几何标定模体在所述探测器上的理论投影位置；
根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数；以及
将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，包括：
构建所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的优化函数，在所述优化函数中，所述偏差为因变量，所述射线源参数和所述探测器参数为自变量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，还包括：
根据所述优化函数，将所述偏差取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数，将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；
根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，包括：
构建优化函数，所述优化函数包括投影位置约束项和靶点距离约束项，
其中，所述投影位置约束项为所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第一函数；所述靶点距离约束项为相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差关于射线源参数和探测器参数的第二函数。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述优化函数中，所述投影位置约束项具有第一权重值，所述靶点距离约束项具有第二权重值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，根据所述实际投影位置和所述理论投影位置，对所述射线源参数和所述探测器参数进行标定，以获取优化的射线源参数和优化的探测器参数，还包括：
根据所述优化函数，将所述实际投影位置和所述理论投影位置之间的偏差和相邻的两个靶点之间的实际距离和理论距离之间的偏差的加权求和取值最小值时对应的射线源参数和探测器参数确定为优化的射线源参数和优化的探测器参数，将所述优化的射线源参数和优化的探测器参数确定为几何标定参数。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括旋转台，所述几何标定模体位于所述旋转台上；
所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：
控制所述射线源发出射线；
控制所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及
在所述几何标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括升降台，所述几何标定模体位于所述升降台上；
所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：
控制所述射线源发出射线；
控制所述升降台升降，以带动所述几何标定模体升降。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；
所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：
控制所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线；以及
在所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括旋转台，所述几何标定模体位于所述旋转台上；所述射线源包括Ns个靶点，所述Ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，Ns为大于等于2的正整数；
所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：
控制所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线；
控制所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及
在所述Ns个靶点按照设定顺序发出射线和所述几何标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述射线源参数包括：所述Ns个靶点中第1个靶点在标定系统中的位置坐标，所述Ns个靶点的排列方向，和所述Ns个靶点中各个靶点的编号。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述探测器包括探测器臂和安装于所述探测器臂上的多个探测单元；
所述多个探测单元在所述探测器臂上直线排列，所述探测器参数包括：所述多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的位置坐标，和所述多个探测单元的排列方向；或者，所述多个探测单元在所述探测器臂上弧线排列，所述探测器参数包括：所述多个探测单元中第1个探测单元在标定系统中的角度和半径。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述标定方法还包括：在将几何标定模体置于所述射线形成的扫描区域中之前，通过所述探测器采集空气投影数据；
所述获得探测器数据包括：通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得初始探测器数据；以及，利用所述空气投影数据，对所述初始探测器数据进行校正，以获得所述探测器数据。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述几何标定模体包括至少一个金属丝。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述几何标定模体包括多个金属丝，所述多个金属丝以彼此不同的半径和/或彼此不同的角度分布在所述旋转台上。
16.一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定系统，其特征在于，所述标定系统包括：
标定装置主体；
设置于所述标定装置主体上的几何标定模体；
驱动件，所述驱动件用于驱动所述几何标定模体运动；以及
控制器，所述控制器被配置为根据如权利要求1-13中任一项所述的标定方法，对扫描成像设备进行几何标定。
17.一种用于对扫描成像设备进行几何标定的标定系统，其特征在于，所述标定系统包括：
底座；
连接于所述底座上的旋转台；
设置于所述旋转台上的几何标定模体，所述几何标定模体位于所述旋转台的离心位置；以及
驱动件，所述驱动件用于驱动所述旋转台旋转，以带动所述几何标定模体旋转。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述标定系统还包括：升降台，所述升降台连接于所述底座上，所述旋转台设置于所述升降台上。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其中，所述几何标定模体包括至少一个金属丝；或者，
所述几何标定模体包括多个金属丝，所述多个金属丝以彼此不同的半径和/或彼此不同的角度分布在所述旋转台上。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述扫描成像设备包括探测器，所述探测器包括多个探测器晶体；以及
所述金属丝的直径不大于单个探测器晶体的宽度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311864035.5A CN117825417A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311864035.5A CN117825417A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117825417A true CN117825417A (zh) | 2024-04-05 |
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ID=90505398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311864035.5A Pending CN117825417A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 用于对扫描成像设备进行几何标定的标定方法和系统 |
Country Status (1)
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-
2023
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