CN210697663U

CN210697663U - 一种用于ct环状伪影校正的体模

Info

Publication number: CN210697663U
Application number: CN201920572667.7U
Authority: CN
Inventors: 代秋声; 徐如祥; 王振方; 高飞
Original assignee: Jiangsu Mocoto Medical Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Mocoto Medical Technology Co ltd
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2029-04-25

Abstract

本实用新型涉及一种用于CT环状伪影校正的体模及校正方法，所述弧形体模包括至少两个弧形台阶，所有弧形台阶的弧度均相同；在装配状态下，所有弧形台阶按照径向半径由大到小依次紧密叠设，且令所有弧形台阶靠近弧心的内侧面齐平，以使所有弧形台阶远离弧心的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述弧形体模安置于X射线源的发射口，且弧形体模中心层面的弧心与X射线源的焦点重叠。本实用新型构思巧妙，可靠性好，能够实现物体中间区域以及外围区域环状伪影的全部校正。

Description

一种用于CT环状伪影校正的体模

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种用于CT环状伪影校正的体模。

背景技术

在CT成像过程中，X射线穿过成像物体后，有一部分康普顿散射X光子也会进入CT探测器，这些散射的X光子属于噪声，由于它们的分布与成像物体密切相关，探测器各探测单元接收的数量不一致，很容易在重建的断层图像中形成环形伪影，影响临床诊断。

另外，参见附图1，进入到CT探测器1中的X光子，也会由于康普顿散射效应，一部分X光子只沉积部分能量给CT探测器1后就逃逸出CT探测器1。在CT探测器1的探测单元的不同位置，其逃逸出去的比例不一样，这种不一致，也会导致在重建的断层图像中出现环形伪影。特别探测单元的边缘列与中间列相比，情况尤为突出。

因此，为了解决这种问题，现有技术公开一种常规的校正方法，即使用一个与人体密度、尺寸相近的圆形体模2(即圆形校正人体模型)进行模拟成像，以获取校正数据，再在实际成像过程中，通过插值近似的方法消除康普顿散射的影响。但是，参见附图2，采用这种方法进行校正时，将圆形体模2放在扫描孔中央，这样，外围的CT探测器1的探测单元只能获得大尺寸体模的投影数据，而无法获得小尺寸体模的投影数据，因此难于使用插值的方法进行相对准确的校正。

例如，用于头部校正的体模直径分别是12cm、18cm、24cm，CT探测器1 的外围探测单元只得到了24cm体模的校正系数，18cm、12cm体模的校正系数都无法获取。参见附图3，在实际的成像过程中，如果成像的物体直径是20cm，那么就无法使用插值的方法得到相对准确的校正系数，因此非常不利于物体外围区域的环形伪影的消除，从而仍然无法避免外围环形伪影的存在。

鉴于此，提出一种用于CT环状伪影校正的体模及校正方法是本实用新型所要研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于CT环状伪影校正的体模及校正方法，以解决现有技术CT扫描时，容易在重建的断层图像中形成环形伪影的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于CT环状伪影校正的体模，包括一组弧形体模或梯形体模；

所述弧形体模包括至少两个半径不同的弧形台阶，所有弧形台阶的弧度均相同；在装配状态下，所有弧形台阶依次同轴叠设，所有弧形台阶靠近弧心的内侧面齐平，以使所有半径不同的弧形台阶远离弧心的外侧面形成厚度落差；在工作状态下，所述弧形体模安置于X射线源的发射口，且弧形体模中心层面的弧心与X射线源的焦点重叠；

所述梯形体模包括至少两个高不同的梯形台阶，在装配状态下，所有梯形台阶依次叠设，且令所有梯形台阶朝向上底的内侧面齐平，以使所有高不同的梯形台阶朝向下底的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述梯形体模安置于X射线源的发射口。

为达到上述目的，本实用新型采用的另一种技术方案是：一种用于CT环状伪影校正的体模，包括一弧形体模或者梯形体模；

所述弧形体模由至少两层半径不同的弧形台阶一体连接构成，每层弧形台阶的弧度均相同；所述弧形体模中，靠近弧心的内侧面为一弧形面，远离弧心的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述弧形体模安置于X射线源的发射口，且弧形体模中心层面的弧心与X射线源的焦点重叠；

所述梯形体模由至少两层高不同的梯形台阶一体连接构成，所述梯形体模中，靠近梯形上底的内侧面为一平面，靠近下底的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述梯形体模安置于X射线源的发射口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所有弧形台阶的半径由大到小依次递减，所有梯形台阶的高由大到小依次递减。

2、上述方案中，所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为0.5-1.5g/m³。

3、上述方案中，所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为0.8-1.2g/m³。

4、上述方案中，所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为0.9-1.1g/m³。

本实用新型工作原理及优点：

本实用新型将校正体模设计成弧形体模，在摆位时，将X射线源的焦点与弧形体模中心层面的弧心重合，同时设计不同厚度的弧形台阶，覆盖成像物体的尺寸范围，让CT探测器外侧的各探测单元能够获取X射线穿过不同尺寸物体的投影数据，生成与中间区域模块同样多的校正系数，以方便在应用的过程中得到准确的插值。本实用新型构思巧妙，可靠性好，能够实现物体中间区域以及外围区域环状伪影的全部校正。

附图说明

图1是现在未校正时的圆形体模断层图像；

图2是现有传统中校正的工作原理示意图；

图3是现有传统校正后的圆形体模断层图像；

图4是本实施例中弧形体模的立体图；

图5是本实施例中校正的工作原理示意图；

图6是本实施例校正后的弧形体模断层图像；

图7是本实施例变化中校正的工作原理示意图。

以上附图中：1、CT探测器；2、圆形体模；3、X射线源；4、焦点；5、X 射线；6、弧形体模；60、弧形台阶；7、梯形体模。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种用于CT环状伪影校正的体模

参见附图4-5，包括一组弧形体模6，所述弧形体模6包括四个弧形台阶60，即弧形台阶60的厚度可以根据需要设计四个数值，比如5cm、10cm、15cm、20cm。另外，如果针对头部和四肢成像，弧形体模6的弧形台阶60厚度范围可以从5cm 到25cm；如果时针对全身成像，弧形体模6的弧形台阶60厚度范围可以从5cm 到45cm。所有弧形台阶60的弧度均相同；本实施例中，在装配状态下，所有弧形台阶60按照径向半径由大到小依次紧密叠设。事实上，弧形台阶60也不一定按照半径由大到小叠设，也可以按照半径由小到大叠设，甚至可以按照半径大小随意叠设，从实际效果上讲，可以起到同样效果。所有弧形台阶60靠近弧心的内侧面齐平，以使所有弧形台阶60远离弧心的外侧面依次形成厚度落差。本实施例中，所述弧形体模的密度范围为0.9-1.1g/m³，即体模材料的密度基本接近水的密度。

在工作状态下，所述X射线源3发出X射线5，弧形体模6安置于X射线源3的发射口，且位于X射线源3和CT探测器1之间，所述弧形体模6中心层面的弧心与X射线源3的焦点4重叠。

参见附图6，采用上述弧形体模6的伪影校正方法，包括获取校正系数步骤和应用校正系数步骤，所述获取校正系数步骤按照以下步骤操作：

S1，建立所述的弧形体模6。

S2，令X射线源3不曝光，此时，采集CT探测器1各单元的本底暗电流Bk，其中，k为探测单元的编号。

S3，令X射线源3曝光，并且无成像物体时CT探测器1各探测单元的输出数据I0_k，其中，k为探测单元的编号。

S4，将所述弧形体模6安置于X射线源3的发射口，位于X射线源3和CT 探测器1之间，并且使得弧形体模6中心层面的弧心与X射线源3的焦点4重叠。

S5，沿轴线方向移动所述弧形体模6，依次曝光、采集不同厚度的弧形台阶 60对应的CT探测器1各探测单元的输出数据I_k，n，其中，k为探测单元的编号， n＝1、2、3……，分别对应不同厚度的弧形台阶60的区域。

S6，对采集的曝光数据进行本底暗电流扣除处理，计算公式如下：

I0′_k＝I0_k-B_k 式1；

I′_k，n＝I_k，n-B_k 式2。

其中，B_k是校零的常数，式1和式2都是用于校零。

S7，根据下述式3对无成像物体的曝光数据和有成像物体的曝光数据进行取对数计算：

S8，采用高次曲线方程(次数≥2)对不同厚度下的弧形台阶60的A_k，n数据进行最小二乘法拟合，获得CT探测器1各探测单元所对应的拟合后数据A0_k，n。

S9，根据下述式4计算不同厚度的弧形台阶60下的各探测单元的校正系数 a_k，n：

S10，建立以下每个探测单元的校正系数表：

A<sub>k，1</sub>	A<sub>k，2</sub>	A<sub>k，3</sub>	……
				a<sub>k，1</sub>	a<sub>k，2</sub>	a<sub>k，3</sub>	……

所述应用校正系数步骤再按照以下步骤操作：

SS1，采集CT探测器1各探测单元本底数据B_k、空气曝光数据H0_k，和有成像物体时的投影数据H_k。

SS2,参照获取校正系数表的步骤S6和S7的方法，根据下式5计算对数值：

SS3,根据计算结果C_k，利用校正系数表，采用插值的方式获取对应的校正系数c_k，比如A_k，1<C_k<A_k，2，则

SS4，若C_k的值在A_k的覆盖范围之外，则校正系数c_k用最接近的A_k所对应的a_k值替代。

SS5，利用插值获得的校正系数，根据以下式7对C_k进行校正：

C0_k＝(1-c_k)C_k 式7。

SS6,使用校正后的数据C0_k进行图像重建，消除环形伪影。

针对上述实施例，本实施例进一步解释及可能产生的变化描述如下：

1、上述实施例中，所述弧形体模6由四层弧形台阶60一体连接构成，每层弧形台阶60的弧度均相同，所有弧形台阶60的径向半径由大到小依次递减，所述弧形体模6中，靠近弧心的内侧面为一弧形面，远离弧心的外侧面依次形成厚度落差。本实施例变化与实施例相比，区别为，一者为一体连接构成，另一者由若干个弧形台阶6叠设而成。

2、参见附图7，上述实施例中，所述体模还可以采用梯形体模7，所述梯形体模7包括四个梯形台阶，即梯形台阶的厚度可以根据需要设计四个数值，比如5cm、10cm、15cm、20cm。在装配状态下，所有梯形台阶按照高由大到小依次紧密叠设，同理，事实上，梯形台阶也不一定按照由大到小叠设，也可以按照高由小到大叠设，甚至可以按照高的大小随意叠设，从实际效果上讲，可以起到同样效果。所有梯形台阶朝向上底的内侧面齐平，以使所有梯形台阶朝向下底的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述梯形体模安置于X射线源的发射口。

3、上述实施例中，所述弧形体模6包括四个弧形台阶60或者由四层弧形台阶60一体构成，事实上，弧形台阶60的个数也可以是两个、三个、五个及五个以上等等，不限于本申请的个数。同理，梯形体模7中梯形台阶的个数也不一定是四个，也可以是两个、三个、五个及五个以上等等，不限于本申请的个数。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：包括一组弧形体模或梯形体模；

所述弧形体模包括至少两个半径不同的弧形台阶，所有弧形台阶的弧度均相同；在装配状态下，所有弧形台阶依次同轴叠设，所有弧形台阶靠近弧心的内侧面齐平，以使所有半径不同的弧形台阶远离弧心的外侧面形成厚度落差；在工作状态下，所述弧形体模安置于X 射线源的发射口，且弧形体模中心层面的弧心与 X 射线源的焦点重叠；

所述梯形体模包括至少两个高不同的梯形台阶，在装配状态下，所有梯形台阶依次叠设，且令所有梯形台阶朝向上底的内侧面齐平，以使所有高不同的梯形台阶朝向下底的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述梯形体模安置于 X 射线源的发射口。

2.根据权利要求 1所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所有弧形台阶的半径由大到小依次递减，所有梯形台阶的高由大到小依次递减。

3.根据权利要求 1所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.5-1.5g/m。

4.根据权利要求 1所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.8-1.2g/m。

5.根据权利要求 1 所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.9-1.1g/m。

6.一种用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：包括一弧形体模或者梯形体模；

所述弧形体模由至少两层半径不同的弧形台阶一体连接构成，每层弧形台阶的弧度均相同；所述弧形体模中，靠近弧心的内侧面为一弧形面，远离弧心的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述弧形体模安置于 X 射线源的发射口，且弧形体模中心层面的弧心与 X 射线源的焦点重叠；

所述梯形体模由至少两层高不同的梯形台阶一体连接构成，所述梯形体模中，靠近梯形上底的内侧面为一平面，靠近下底的外侧面依次形成厚度落差；在工作状态下，所述梯形体模安置于 X 射线源的发射口。

7.根据权利要求 6 所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所有弧形台阶的半径由大到小依次递减，所有梯形台阶的高由大到小依次递减。

8.根据权利要求 6 所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.5-1.5g/m。

9.根据权利要求 6 所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.8-1.2g/m。

10.根据权利要求 6 所述的用于 CT 环状伪影校正的体模，其特征在于：所述弧形体模或者梯形体模的密度范围为 0.9-1.1g/m。