WO2023115879A1 - 一种数据校正方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本说明书实施例提供一种数据校正方法和系统，该方法应用于医学扫描设备，所述医学扫描设备包括射线发射装置和探测器，所述探测器包括多个探测器像素单元，所述方法包括：获取所述探测器像素单元的空间位置；根据所述探测器像素单元的空间位置和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；确定所述探测器的待校正响应数据；使用所述余弦校正数据对所述待校正响应数据进行校正，得到目标数据；根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数；根据所述校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。

Description

一种数据校正方法和系统
优先权声明
本申请要求2021年12月23提交的中国专利申请号202111594782.2的优先权，其内容全部通过引用并入本文。
技术领域
本说明书涉及医学成像计算领域，特别涉及一种数据校正方法和系统。
背景技术
随着科学技术的发展，光子计数探测器逐渐在医学成像中广泛应用。但是，光子计数探测器存在像素间响应不均匀的问题，这样会导致重建的图像中出现伪影。传统技术中，通过采用平场校正(Flat Field Correction)的方法对探测器像素单元的响应数据进行校正，以提高探测器像素单元的响应均匀性，从而消除重建图像中的伪影。然而，平场校正对探测器的响应均匀性提高效果较差。
因此，需要提供一种数据校正方法和系统，用于降低重建图像中的伪影。
发明内容
本说明书实施例之一提供一种数据校正方法，应用于医学扫描设备，所述医学扫描设备包括射线发射装置和探测器，所述探测器包括多个探测器像素单元。所述方法包括：获取所述探测器像素单元的空间位置；根据所述探测器像素单元的空间位置和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；确定所述探测器的待校正响应数据；使用所述余弦校正数据对所述待校正响应数据进行校正，得到目标数据；根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数；所述处理器根据所述校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
在一些实施例中，所述根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数，包括：对于所述探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算所述探测器像素单元对应的目标数据的均值，将所述均值作为所述探测器像素单元的校正数据；根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数。
在一些实施例中，所述待校正响应数据包括所述探测器响应于不同厚度的均质平板的数据。
在一些实施例中，所述根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数，包括：建立校正数据与目标数据的线性关系；基于对应于所述不同厚度的均质平板的所有所述探测器像素单元的校正数据，对所述校正数据与目标数据的线性关系求解，确定所述校正系数。
在一些实施例中，所述获取所述探测器像素单元的空间位置，包括：获取测试模体在所述探测器上的投影图像；根据所述投影图像，确定所述探测器的响应中心点；根据所述响应中心点、所述探测器像素单元之间的距离和所述射线发射装置的焦点与所述响应中心点之间的距离，确定所述探测器像素单元的三维坐标。
在一些实施例中，所述根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据，包括：针对每一个所述探测器像素单元，根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到所述余弦校正数据，其中，所述第一连线是指所述探测器像素单元和所述射线发射装置的焦点之间的连线，所述第二连线为所述射线发射装置的焦点与所述探测器上的垂直点之间的连线，所述第二连线垂直于所述探测器。
在一些实施例中，所述垂直点为所述响应中心点。
在一些实施例中，所述确定所述探测器的待校正响应数据，包括：通过所述探测器获取模体数据和空气数据，其中，所述模体数据为所述射线发射装置和所述探测器之间设置测试模体时所述探测器的响应数据，所述空气数据为所述射线发射装置和所述探测器之间未设置所述测试模体时所述探测器的响应数据；根据所述空气数据和所述模体数据，确定所述待校正响应数据。
在一些实施例中，所述模体为至少两种厚度的均质平板。
本说明书实施例之一提供一种数据校正系统，所述系统包括：获取模块，用于获取所述探测器像素单元的空间位置，根据所述探测器像素单元的空间位置和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；确定模块，用于确定所述探测器的待校正响应数据，使用所述余弦校正数据对所述待校正响应数据进行校正，得到目标数据；校正模块，用于根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数，根据所述校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
在一些实施例中，所述校正模块还用于：对于所述探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算所述探测器像素单元对应的目标数据的均值，将所述均值作为所述探测器像素单元的校正数据；根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数。
在一些实施例中，所述待校正响应数据包括所述探测器响应于不同厚度的均质平板的数据。
在一些实施例中，所述校正模块还用于：建立校正数据与目标数据的线性关系；基于对应于所述不同厚度的均质平板的所有所述探测器像素单元的校正数据，对所述校正数据与目标数据的线性关系求解，确定所述校正系数。
在一些实施例中，所述获取模块还用于：获取测试模体在所述探测器上的投影图像；根据所述投影图像，确定所述探测器的响应中心点；根据所述响应中心点、所述探测器像素单元之间的距离和所述射线发射装置的焦点与所述响应中心点之间的距离，确定所述探测器像素单元的三维坐标。
在一些实施例中，所述获取模块还用于：针对每一个所述探测器像素单元，根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到所述余弦校正数据，其中，所述第一连线是指所述探测器像素单元和所述射线发射装置的焦点之间的连线，所述第二连线为所述射线发射装置的焦点与所述探测器上的垂直点之间的连线，所述第二连线垂直于所述探测器。
在一些实施例中，所述垂直点为所述响应中心点。
在一些实施例中，所述确定模块还用于：通过所述探测器获取模体数据和空气数据，其中，所述模体数据为所述射线发射装置和所述探测器之间设置测试模体时所述探测器的响应数据，所述空气数据为所述射线发射装置和所述探测器之间未设置所述测试模体时所述探测器的响应数据；根据所述空气数据和所述模体数据，确定所述待校正响应数据。
在一些实施例中，所述模体为至少两种厚度的均质平板。
在一些实施例中，所述系统还包括分布确定模块，用于：确定多个均质平板组合，所述均质平板组合包括至少两个不同厚度的均质平板，所述至少两个不同厚度的均质平板由至少两种基物质组成；获取所述探测器响应于每个所述均质平板组合的空校数据；基于所述探测器响应于每个所述均质平板组合的空校数据，确定每种材料的均质平板对应所述不同厚度的分解系数；基于所述待检测对象的响应数据及所述分解系数，确定所述待检测对象中所述基物质的分布。
在一些实施例中，所述系统还包括能量确定模块，用于：基于响应于不同厚度的均质平板的校正数据，确定所述均质平板的有效衰减系数；基于所述均质平板的有效衰减系数确定所述射线发射装置或所述探测器的有效能量。
本说明书实施例之一提供一种数据校正装置，包括处理器，所述处理器用于执行数据校正方法。
本说明书实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行数据校正方法。
本说明书实施例之一提供一种数据校正方法或系统，获取通过探测器像素单元的空间位置；根据探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据；确定探测器的待校正响应数据；使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据；根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数；根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正，可以得到对探测器像素单元的不均匀性进行校正的校正系数，通过该校正系数可以实现对待检测对象的响应数据进行更加准确的校正，从而能够提高对探测器像素单元的不均匀性进行校正的效果，进而能够使得待检测对象的重建图像具备更低的噪声和更少的伪影。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的数据校正系统的应用场景示意图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的数据校正系统的模块示意图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的数据校正方法的示例性流程图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的探测器像素单元的三维坐标所在的三维笛卡尔坐标系的示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的根据每一排探测器像素单元对应的目标数据的均值，确定校正系数的示例性流程图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的分析待检测对象的基物质组成的分布的示例性流程图；
图7是根据本说明书一些实施例所示的确定有效能量的示例性流程图；
图8是根据本说明书一些实施例所示的根据所有探测器像素单元的校正数据确定校正系数的示例 性流程图；
图9是根据本说明书一些实施例所示的数据校正方法的应用环境示意图；
图10是根据本说明书一些实施例所示的射线发射装置的结构示意图；
图11是根据本说明书一些实施例所示的数据校正方法的步骤的流程示意图；
图12是根据本说明书一些实施例所示的余弦校正矩阵的示意图；
图13是根据本说明书一些实施例所示的获取探测器像素单元的三维坐标的流程示意图；
图14是根据本说明书一些实施例所示的获取探测器的待校正响应数据的流程示意图；
图15是根据本说明书一些实施例所示的10mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板对应的待校正响应数据校正前后的示意图；
图16是根据本说明书一些实施例所示的100mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板对应的待校正响应数据校正前后的示意图；
图17是根据本说明书一些实施例所示的对水膜响应数据进行校正前的正弦图；
图18是根据本说明书一些实施例所示的对水膜响应数据进行校正后的正弦图；
图19是根据本说明书一些实施例所示的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是根据本说明书一些实施例所示的数据校正系统的应用场景100示意图。
如图1所示，在一些实施例中，应用场景100可以包括处理器110、网络120、用户终端130、存储设备140及医学扫描设备150。应用场景100可以通过实施本说明书中披露的方法和/或过程快速且准确地对待检测对象的响应数据进行校正。
处理器110可以用于处理来自应用场景100的至少一个组件或外部数据源(例如，云数据中心)的数据和/或信息。处理器110可以通过网络120从用户终端130、存储设备140、医学扫描设备150访问数据和/或信息。处理器110可以直接连接用户终端130、存储设备140及医学扫描设备150以访问信息和/或数据。例如，处理器110可以获取探测器像素单元的空间位置。处理器110可以对获取的数据和/或信息进行处理。例如，处理器110可以根据获取的探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据，使用余弦校正数据对获取的待校正响应数据进行校正，得到目标数据，并根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，再根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。在一些实施例中，处理器110可以是单个服务器或服务器组。处理器110可以是本地的、远程的。
网络120可以包括提供能够促进应用场景100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，应用场景100的一个或多个组件(例如，处理器110、用户终端130、存储设备140及医学扫描设备150)之间可以通过网络120交换信息和/或数据。
在一些实施例中，网络120可以是有线网络或无线网络中的任意一种或多种。在一些实施例中，网络120可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络120可以包括有线或无线网络接入点，例如，基站和/或网络交换点，通过这些网络接入点，应用场景100的一个或多个组件可连接到网络120以交换数据和/或信息。
用户终端130指用户所使用的一个或多个终端或软件。在一些实施例中，用户终端130是指医护人员(例如，护工、医生等)使用的终端或软件。在一些实施例中，用户终端130可以包含但不限于智能电话、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机等。在一些实施例中，用户终端130可以通过网络120与应用场景100中的其他组件交互。例如，用户终端130可以向处理器110发送一个或多个控制指令以控制处 理器110对待检测对象的响应数据进行校正。
存储设备140可以用于存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备140可以存储从处理器110、用户终端130、存储设备140及医学扫描设备150等获得的数据和/或信息。例如，存储设备140可以存储获取的探测器像素单元的空间位置。在一些实施例中，存储设备140可包括大容量存储器、可移除存储器等或其任意组合。
医学扫描设备150可以是用于获取用户的医学图像的设备。在一些实施例中，医学扫描设备150可以对被测物进行扫描，得到扫描数据并生成用户的医学图像。被测物可以是检测对象的整体或其中的一部分。检测对象可以包括人体、动物等生物体。作为示例，被测物可以包括器官、组织、病变部位、肿瘤部位或者上述部位的任意组合。具体例如，被测物可以是头部、胸部、腹部、心脏、肝脏、上肢、下肢等，或者上述部位的任意组合。在一些实施例中，医学扫描设备150可以是一个设备或一个设备组。具体地，医学扫描设备150可以是一个医学成像系统，例如，一个PET(Positron Emission Tomography)设备、一个SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)设备、一个CT(Computed Tomography)设备、一个MRI(Magnetic Resonance Imaging)设备等。进一步地，医学成像系统可以是单独使用，也可以结合使用。例如，一个PETCT设备、一个PETMRI设备或一个SPECTMRI设备等。
在一些实施例中，医学扫描设备150可以包括腔体151、床架152、操作控制计算机设备和图像生成器。腔体151内部可以收容用来产生和检测放射性射线的组件。在一些实施例中，腔体151可以收容射线发射装置154和探测器153。射线发射装置154可以发射放射性射线。放射性射线可以发射到置于腔体151中的物体处，并透过物体被探测器153接收。放射性射线可以包括微粒射线、光子射线等中的一种或其组合。微粒射线可以包括中子、质子、电子、μ介质、重离子等中的一种或其组合。光子射线可以包括X射线、γ射线、α射线、β射线、紫外线、激光等中的一种或其组合。作为示例，光子射线可能是X射线，其相应的医学扫描设备150则可以是一个CT系统、一个数字式射线成像系统(DR)、一个多模态医学成像系统等其中的一种或多种。进一步地，在一些实施例中，多模态医学成像系统可以包括CTPET系统、SPECTMRI系统等中的一种或多种。作为示例，射线发射装置154可以是一个X射线管。X射线管可以发射X射线，该射线透过置于腔体151内部的物体，并被探测器153接收。
探测器153可以包括多个探测器像素单元。在一些实施例中，探测器153上的多个探测器像素单元可以按照预设方式进行排列，例如，多个探测器像素单元按照m行n列排列，其中，行可以为探测器153的排方向，列可以为探测器153的通道方向。在一些实施例中，探测器153可以是圆形探测器、方形探测器、或弧形探测器等。弧形探测器的旋转角度可以是在0度到360度之间。在一些实施例中，弧形探测器的旋转角度可以是固定不变的。在一些实施例中，弧形探测器的旋转角度可以根据需要调整。例如，可以根据所需要的图像的分辨率、图像的大小、探测器的灵敏度、探测器的稳定性或其中的一种或者几种的组合，进行调整。在一些实施例中，探测器153可以是一维探测器、二维探测器、或三维探测器。
床架152可以支撑检测对象(例如，待检测的病人、均质平板等)。
操作控制计算机设备可以与腔体151、射线发射装置154、探测器153、高压发生器、床架152和/或图像生成器相关联。上述设备之间可以通过直接或者间接的方式相连接。在一些实施例中，操作控制计算机设备可以控制腔体151旋转至某一位置。该位置可以是系统默认值，也可以由用户(例如医生、护士等)设定。在一些实施例中，操作控制计算机设备可以控制高压发生器。例如，操作控制计算机设备可以控制高压发生器产生的电压或电流的强度。
图像生成器可以生成图像。在一些实施例中，图像生成器可以进行图像预处理、图像重建、和/或感兴趣区域提取等操作，以生成用户的医学图像。图像生成器可以和探测器153、操作控制计算机设备和/或外部数据源(图中未体现)相关联。在一些实施例中，图像生成器可以从探测器153或者外部数据源接收数据，并基于所接收的数据生成用户的医学图像。外部数据源可以是硬盘、软盘、随机存储器(random access memory,RAM)、动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)等中的一种或多种。
应当注意应用场景100仅仅是为了说明的目的而提供的，并不意图限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出多种修改或变化。例如，应用场景100还可以包括数据库。然而，这些变化和修改不会背离本说明书的范围。
图2是根据本说明书一些实施例所示的数据校正系统200的示例性框图。
如图2所示，数据校正系统200可以包括获取模块210及确定模块220、校正模块230。
获取模块210可以用于获取探测器像素单元的空间位置，根据探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据。在一些实施例中，获取模块210可以用于获取探测器像素单元的三维坐标，根据探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据。在一些实施例中，获取模块210还可以用于：获取测试模体在探测器上的投影图像；根据投影图像，确定探测器的响应中心点；根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间 的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。在一些实施例中，获取模块210还用于：针对每一个探测器像素单元，根据探测器像素单元的三维坐标和焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到余弦校正数据，其中，第一连线是指探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线，第二连线为射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线，第二连线垂直于探测器。
确定模块220可以用于确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据。在一些实施例中，确定模块220还用于：通过探测器获取模体数据和空气数据，其中，模体数据为射线发射装置和探测器之间设置测试模体时探测器的响应数据，空气数据为射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据；根据空气数据和模体数据，确定待校正响应数据。
校正模块230可以用于根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。在一些实施例中，校正模块230还可以用于：对于探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，将均值作为探测器像素单元的校正数据；根据所有探测器像素单元的校正数据，确定校正系数。
在一些实施例中，待校正响应数据包括探测器响应于不同厚度的均质平板的数据。在一些实施例中，校正模块230还用于：建立校正数据与目标数据的线性关系；基于对应于不同厚度的均质平板的所有探测器像素单元的校正数据，对校正数据与目标数据的线性关系求解，确定校正系数。
在一些实施例中，数据校正系统200还可以包括分布确定模块240。分布确定模块240可以用于：确定多个均质平板组合，均质平板组合包括至少两个不同厚度的均质平板，至少两个不同厚度的均质平板由至少两种基物质组成；获取探测器响应于每个均质平板组合的空校数据；基于探测器响应于每个均质平板组合的空校数据，确定每种材料的均质平板对应不同厚度的分解系数；基于待检测对象的响应数据及分解系数，确定待检测对象中基物质的分布。
在一些实施例中，数据校正系统200还可以包括能量确定模块250。能量确定模块250可以用于基于响应于不同厚度的均质平板的校正数据，确定均质平板的有效衰减系数；基于均质平板的有效衰减系数确定射线发射装置或探测器的有效能量。
关于获取模块210、确定模块220、校正模块230、分布确定模块240及能量确定模块250的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。
需要注意的是，以上对于数据校正系统200及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的获取模块210、确定模块220、校正模块230、分布确定模块240及能量确定模块250可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
图3是根据本说明书一些实施例所示的数据校正方法300的示例性流程图。如图3所示，流程300包括下述步骤。在一些实施例中，流程300应用于医学扫描设备，医学扫描设备包括射线发射装置和探测器，关于医学扫描设备的更多描述可以参见图1及其相关描述，此处不再赘述。在一些实施例中，流程300可以由处理器110或数据校正系统200执行。
本申请实施例提供的数据校正方法，可以应用于如图9所示的应用环境中，该应用环境包括终端910和医学扫描设备920。其中，终端910可以通过网络与医学扫描设备920进行通信。终端910可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑机和平板电脑。医学扫描设备920可以但不限于是CT(Computed Tomography，即电子计算机断层扫描)设备和PET(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)-CT设备。医学扫描设备920的结构如图10所示，医学扫描设备920包括射线发射装置1010和探测器1020。射线发射装置1010可以是X射线发射装置，例如X射线球管。探测器1020由整块的半导体晶体材料和多个探测器像素单元组成，每一个探测器像素单元可以包括专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，ASIC可以由电荷敏感型前置放大器、脉冲整型器、比较器和数字计数器构成。射线发射装置1010用于通过射线发射装置的焦点1030发射射线，该射线经过医学扫描设备920中的待扫描对象可以在探测器1020上形成待扫描对象的投影。本公开实施例对射线发射装置1010和探测器1020的种类和结构等不作限制，只要能够实现其功能即可。
步骤310，获取探测器像素单元的空间位置。在一些实施例中，步骤310可以由获取模块210执行。
探测器像素单元的空间位置可以表征探测器像素单元在三维空间中的位置信息。探测器像素单元的空间位置可以有多种表达形式。例如，探测器像素单元的空间位置可以表示为与参照物(例如，探测器的中心)的相对位置关系。又例如，探测器像素单元的空间位置可以通过三维坐标进行表示。示例地，探 测器像素单元的空间位置可以为探测器像素单元在某个三维笛卡尔坐标系上的三维笛卡尔坐标。又例如，探测器像素单元的空间位置可以为探测器像素单元在某个圆柱坐标系上的圆柱坐标。在一些实施例中，获取模块210可以通过任意可行的方式获取探测器像素单元的三维坐标。例如，直接从用户终端130、存储设备140、医学扫描设备150或外部数据源获取探测器像素单元的三维坐标。
在一些实施例中，如图11所示，提供了一种数据校正方法，以该方法1100应用于图9中的终端910为例进行说明，包括步骤1110、获取探测器像素单元的三维坐标。
在一些实施例中，获取模块210还可以通过测试模体确定探测器像素单元的三维坐标。例如，获取模块210可以获取测试模体在探测器上的投影图像，根据投影图像，确定探测器的响应中心点，根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。
测试模体可以为被医学扫描设备150扫描以获取探测器像素单元的三维坐标的物体。例如，均质平板、钢珠等。
探测器像素单元的三维坐标可以是指以旋转中心为坐标原点确定的探测器上探测器像素单元的三维坐标；射线发射装置的焦点坐标是以该旋转中心为坐标原点确定的焦点的三维坐标。旋转中心是指射线发射装置和探测器绕检测对象做圆周旋转时的中心，旋转中心是虚拟的点。具体地，在医学扫描设备为CT设备时，旋转中心可以是指CT设备的孔径中心线上的点。
图4是根据本说明书一些实施例所示的探测器像素单元的三维坐标所在的三维笛卡尔坐标系的示意图，如图4所示，在一些实施例中，可以以射线发射装置的旋转中心为原点、以射线发射装置的理论中心投影线为Y轴、以探测器的排方向为X轴及以探测器的通道方向为Z轴，建立一个三维笛卡尔坐标系，探测器像素单元的三维坐标可以为探测器像素单元在该三维笛卡尔坐标系上的坐标。其中，射线发射装置的理论中心投影线可以指射线发射装置的焦点垂直投影至探测器的投影线。
在一个实施例中，如图13所示，涉及获取探测器像素单元的三维坐标的一种可能的实现方式，步骤包括：
步骤1310、获取测试模体在探测器上的投影图像。
射线发射装置和探测器是绕测试模体旋转的，在通过射线发射装置和探测器的旋转，可以得到不同角度下的测试模体在探测器上的投影图像。具体地，投影图像可以是在探测器获得后传输至终端，并存储在终端的存储器中的，终端在需要时直接在存储器中获取即可。测试模体可以是均质平板，也可以是钢珠模体。本实施例对测试模体的种类和结构等不作限制，只要能够实现其功能即可。
步骤1320、根据投影图像，确定探测器的响应中心点。
终端在获取到测试模体在探测器上的多个投影图像后，根据投影图像可以确定探测器的响应中心点。具体地，终端对获取到的每个投影图像进行分析，确定投影图像的质心，将所有投影图像的质心连接，并求解所有质心连接后的图像的中心点，即为探测器的响应中心点。
步骤1330、根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。
探测器像素单元之间的距离可以由工作人员预先存储在终端的存储器中的，终端在需要时直接在存储器中获取即可。终端在得到探测器的响应中心点后，根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点和响应中心点之间的距离，可以确定探测器像素单元的三维坐标。
具体地，探测器像素单元的三维坐标是射线发射装置和探测器绕检测对象旋转时的旋转中心为坐标原点确定的，响应中心点、旋转中心和射线发射装置的焦点是在同一条直线上的，则根据射线发射装置的焦点坐标和射线发射装置的焦点和响应中心点之间的距离，可以得到响应中心点的三维坐标；根据响应中心点的三维坐标、响应中心点与其最近的探测器像素单元之间的距离，可以得到该探测器像素单元的三维坐标，根据探测器像素单元之间的距离，可以确定其他探测器像素单元的三维坐标。
本实施例提供的确定探测器像素单元的三维坐标的方法简单易懂，且容易实现。
探测器像素单元之间的距离即相邻两个探测器像素单元之间的距离。在一些实施例中，获取模块210可以通过任意可行的方式获取探测器像素单元之间的距离。例如，直接从用户终端130、存储设备140、医学扫描设备150或外部数据源获取探测器像素单元之间的距离。
在一些实施例中，获取模块210可以获取射线发射装置的焦点与旋转中心之间的距离，确定射线发射装置的焦点的三维坐标(0,-y tube,0)，其中，y tube为射线发射装置的焦点与旋转中心之间的距离。
在一些实施例中，获取模块210可以再根据射线发射装置的焦点的三维坐标确定探测器的响应中心点的三维坐标(0,y center,0)，其中，y center为响应中心点与旋转中心之间的距离。可以理解的，y center＝y total-y tube，其中，y total为射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离。
在一些实施例中，获取模块210可以通过任意可行的方式获取射线发射装置的焦点与响应中心点 之间的距离及射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离。例如，直接从用户终端130、存储设备140、医学扫描设备150或外部数据源获取射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离及射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离。
在一些实施例中，获取响应中心点的三维坐标后，获取模块210可以根据响应中心点的三维坐标及探测器像素单元之间的距离确定每个探测器像素单元的三维坐标。例如，获取模块210可以先确定与响应中心点相邻的多个探测器像素单元(即第一相邻探测器)的三维坐标，再确定每个第一相邻探测器相邻的多个探测器像素单元(即第二相邻探测器)的三维坐标，如此循环，直到所有的探测器相像素单元的三维坐标均被确定。仅作为示例地，响应中心点的左侧为X轴正方向时，响应中心点的左侧相邻的探测器像素单元的三维坐标即为(x space,y center,0)，其中，x space为探测器像素单元之间的距离；响应中心点的右侧相邻的探测器像素单元的三维坐标即为(-x space,y center,0)。
在一些实施例中，通过根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，可以快速且准确地确定探测器像素单元的三维坐标。
步骤320，根据探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据。在一些实施例中，步骤320可以由获取模块210执行。
射线发射装置的焦点空间位置可以用于表征射线发射装置的焦点的空间位置。射线发射装置的焦点空间位置可以通过任意形式进行表示。例如，射线发射装置的焦点空间位置可以表示为与参照物(例如，探测器的中心)的相对位置关系。又例如，探测器像素单元的空间位置可以通过三维坐标(即焦点坐标)进行表示。
余弦校正数据可以用于表征探测器像素单元与射线发射装置的焦点之间的连线，与射线发射装置的理论中心投影线之间的夹角。
在一些实施例中，如图11所示，步骤1110还可以包括根据探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据。
探测器上包括多个探测器像素单元，终端可以获取每一个探测器像素单元的三维坐标，以及射线发射装置的焦点坐标，并根据每一个探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算得到每一个探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标之间的余弦校正数据。对于每一个探测器像素单元都可以计算得到一个余弦校正数据，则对于探测器上的多个探测器像素单元可以得到多个余弦校正数据。本实施例对计算余弦校正数据的具体过程不作限制，只要能够实现其功能即可。
在一个可选的实施例中，探测器上的多个探测器像素单元可以按照预设方式进行排列，例如，多个探测器像素单元按照m行n列排列，其中，行是以探测器的排方向进行定义的，列是以探测器的通道方向进行定义的。如图4所示，探测器的排方向可以是探测器像素单元所在的三维坐标系中的Z轴方向，探测器的通道方向可以是探测器像素单元所在的三维坐标系中的X方向。具体地，对于多个余弦校正数据可以使用矩阵的形式表示为S i,j，i＝1，2…m，j＝1，2…n，矩阵的行和列与探测器像素单元的行和列相对应，例如，第一矩阵S中的第i行第j列元素s i,j即表征探测器中的第i行第j列探测器像素单元对应的夹角cosθ i,j。余弦校正数据的矩阵如图12所示，图12中Channel是指探测器的通道方向，Slice是指探测器的排方向。
在一些实施例中，对于每个探测器像素单元，获取模块210可以通过该探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算该探测器像素单元对应的夹角，再将每个探测器像素单元对应的夹角按照探测器上的探测器像素单元的排列方式进行组合，确定余弦校正数据。
在一些实施例中，针对每一个探测器像素单元，根据三维坐标和焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到余弦校正数据；第一连线是指探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线，第二连线为射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线，第二连线垂直于探测器。获取模块210可以根据探测器像素单元的三维坐标和焦点坐标计算第一连线的长度，再结合第二连线的长度，确定该探测器像素单元的夹角余弦，从而确定该探测器像素单元对应的夹角。可以理解的，第二连线的长度与第一连线长度的比值即为该探测器像素单元夹角余弦。
第一连线和第二连线均是虚拟连线，并不是实际存在的。垂直点也是虚拟的点，垂直点为第二连线与探测器的交点。对于某一个探测器像素单元，终端在计算余弦校正数据时，先确定第一连线(该探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线)与第二连线(射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线)的夹角，计算该夹角的余弦值，即射线发射装置的焦点与该探测器像素单元之间的距离与射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的距离的比值，就可以得到该探测器像素单元的余弦校正数据。使用同样的方法可以得到探测器中所有探测器像素单元的余弦校正数据。
探测器像素单元的三维坐标可以表示为(x i,j,y i,j,z i,j)，射线发射装置的焦点的三维坐标可以表示 为(0,-y tube,0)，则射线发射装置的焦点与探测器像素单元之间的距离l i,j可以表示为
Figure PCTCN2022102081-appb-000001
Figure PCTCN2022102081-appb-000002
射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的距离可以表示为k i,j，则余弦校正数据可以表示为cosθ i,j＝k ij/l i,j。
本实施例提供的确定计算余弦校正数据的方法简单快捷，可以提高确定校正系数的效率。
在一些实施例中，该垂直点即为上述的响应中心点。在确定响应中心点后，就可以直接根据响应中心点和射线发射装置的焦点确定第二连线，无需重新确定垂直点，能够提高计算余弦校正数据的效率。
在一些实施例中，根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，可以快速且准确地得到所述余弦校正数据，从而快速确定探测器像素单元与射线发射装置的焦点之间的连线，与射线发射装置的理论中心投影线之间的夹角，便于后续确定探测器像素单元的校正系数。
步骤330，确定探测器的待校正响应数据。在一些实施例中，步骤330可以由确定模块220执行。
待校正响应数据可以为与射线发射装置扫描后，探测器中每一个探测器像素单元的响应数据相关的数据。例如，待校正响应数据可以指射线发射装置发射的射线通过测试模体发射到探测器后，探测器中每一个探测器像素单元的响应数据。该测试模体的种类、结构和材料等是已知的。需要获取待校正响应数据时，确定模块220可以控制医学扫描设备150执行至少一次扫描，以获取待校正响应数据。
在一个实施例中，如图14所示，涉及获取探测器的待校正响应数据的一种可能的实现方式，步骤包括：
步骤1410、获取模体数据和空气数据，模体数据为射线发射装置和探测器之间设置测试模体时探测器的响应数据，空气数据为射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据。
测试模体可以是不同厚度的均质平板，例如：聚甲基丙烯酸甲酯板或铝板。在射线发射装置和探测器之间设置测试模体，射线发射装置发射的射线通过测试模体后传输至探测器，探测器中的每个探测器像素单元的响应数据记为模体数据。在射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据，也就是说，射线发射装置发射的射线通过空气传输至探测器，探测器中的每个探测器像素单元的响应数据记为空气数据。不同厚度的测试模体的模体数据可以表示为
Figure PCTCN2022102081-appb-000003
i＝1，2…m，j＝1，2…n，其中，t表示测试模体的厚度。空气数据可以表示为
Figure PCTCN2022102081-appb-000004
i＝1，2…m，j＝1，2…n。
在一些实施例中，模体可以包括同一材料的不同厚度的均质平板、不同材料的同一厚度的均质平板、不同材料的不一厚度的均质平板或其任意组合。例如，模体可以包括10mm厚、8mm厚及6mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板扫描。又例如，模体可以包括10mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板扫描后及10mm厚的铝板。又例如，模体可以包括10mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板、6mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板及8mm厚的铝板。
步骤1420、根据空气数据和模体数据，确定待校正响应数据。
终端在得到空气数据和模体数据后，计算空气数据和模体数据的比值，并对该比值求对数，可以得到待校正响应数据。具体地，待校正响应数据M i,j可以表示为
Figure PCTCN2022102081-appb-000005
在本实施例中，在确定待校正响应数据时考虑到了空气对射线发射装置发射的射线的影响，使得确定的待校正响应数据更加接近实际应用场景，则根据该待校正响应数据确定的校正系数会更加准确，可以提高对探测器的响应非均匀性的校正效果。并且，在测试模体为均质平板时，可以消除由不同方向的射线穿过均质平板的长度差异对最终确定的校正系数的影响，从而使得确定的校正系数更加正确。
在一个具体的实施例中，在测试模体为10mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板，在对待校正响应数据进行校正前的如图15所示。在测试模体为100mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯板，在对待校正响应数据进行校正后的如图16所示。图15和图16中的横坐标为探测器像素单元，纵坐标为对待校正响应数据进行校正后的目标数据，A表示校正后的目标数据，B表示校正前的待校正响应数据。从图15和图16中可以看出，校正后的目标数据的波动降低，均匀性得到较大的提升。
在一个具体的实施例中，在待检测对象为实际水膜时，对实际水膜的响应数据进行校正前的正弦图如图17所示，使用本申请提供的数据校正方法对实际水膜的响应数据进行校正后的正弦图如图18所示。对图17和图18进行对比中可以发现校正后正弦图均匀性提升，条状伪影减弱。
在一些实施例中，每个均质平板对应的待校正响应数据可以用第四矩阵表示，其中，第四矩阵中的一个元素可以表征一个探测器像素单元对应于该均质平板的空校值。例如，第四矩阵中第i行第j列元素
Figure PCTCN2022102081-appb-000006
即表征探测器中的第i行第j列探测器像素单元对应的数据。
步骤340，处理器使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据。在一些实施例中，步骤340可以由确定模块220执行。
目标数据可以为待校正响应数据消除了不同方向的射线穿过均质平板的长度差异后的数据。在一些实施例中，确定模块220可以使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据。对于每个均质平板对应的空校数据，处理器可以使用每个探测器像素单元对应的夹角对其进行校正，以获取每个均质平板对应的目标数据。
在一些实施例中，如图11所示的一种数据校正方法，还包括步骤1120、确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据。终端获取探测器的待校正数据响应数据后，使用计算得到的余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到校正后的数据，即目标数据。本实施例对确定探测器的待校正响应数据的方法不作限制，只要能够实现其功能即可。
具体地，探测器的待校正响应数据可以用矩阵来表示，可以表示为M i,j，i＝1，2…m，j＝1，2…n，终端可以将余弦校正数据(矩阵形式的)与待校正响应数据相乘(矩阵中对应位置的元素相乘)，得到目标数据，则目标数据B i,j可以表示为：
Figure PCTCN2022102081-appb-000007
其中，
Figure PCTCN2022102081-appb-000008
为哈达玛积(Hadamard product)，即两个矩阵的对应位置的元素相乘的运算。
在一些实施例中，确定模块220使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，可以消除由不同方向的射线穿过均质平板的长度差异对最终确定的校正系数的影响，从而使得确定的校正系数更加正确。
步骤350，根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数。在一些实施例中，步骤350可以由校正模块230执行。
校正系数可以为用于对探测器像素单元的响应数据进行校正，以减少伪影的参数。
在一些实施例中，校正模块230可以根据每一排探测器像素单元对应的目标数据的均值，确定校正系数，关于根据每一排探测器像素单元对应的目标数据的均值，确定校正系数可以参见图5及其相关描述，此处不再赘述。
步骤360，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。在一些实施例中，步骤360可以由校正模块230执行。
在一些实施例中，校正模块230可以先确定待检测对象的响应数据。可以将待检测对象放置在射线发射装置和探测器之间，医学扫描设备150对待检测对象扫描，以获取待检测对象的扫描数据。待检测对象的扫描数据可以用一个第五矩阵D i,j表示，其中，第五矩阵中的一个元素可以表征一个探测器像素单元响应于待检测对象的响应数据。例如，第五矩阵D i,j中第i行第j列元素d i,j即表征探测器中的第i行第j列探测器像素单元响应于待检测对象的响应数据。
在一些实施例中，校正模块230可以基于空气数据和待检测对象的扫描数据确定待检测对象的空校数据
Figure PCTCN2022102081-appb-000009
处理器可以通过校正系数对待检测对象的空校数据
Figure PCTCN2022102081-appb-000010
进行校正，获得校正后的数据。
如图11所示的一种数据校正方法，还可以包括步骤1130、根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
待检测对象的响应数据是指射线发射装置发射的射线通过待检测对象发射到探测器后，探测器中每一个探测器像素单元的响应数据。终端在得到目标数据后，根据目标数据确定对探测器像素单元的响应数据进行校正时的校正系数，使用该校正系数可以对检测对象的响应数据进行校正。本实施例对确定校正系数的具体方法不作限制，只要能够实现其功能即可。
在一些实施例中，数据校正方法通过获取探测器像素单元的空间位置，根据探测器像素单元的空间位置和射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据；根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。本实施例提供的数据校正方法通过根据确定的余弦校正数据对待校正响应数据进行校正后的目标数据，可以得到对探测器像素单元的不均匀性进行校正的校正系数，通过该校正系数可以实现对待检测对象的响应数据进行更加准确的校正，从而能够提高对探测器像素单元的不均匀性进行校正的效果，进而能够使得待检测对象的重建图像具备更低的噪声和更少的伪影。
应当注意的是，上述有关流程300的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程300进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
图5是根据本说明书一些实施例所示的根据每一排探测器像素单元对应的目标数据的均值，确定校正系数的示例性流程图。如图5所示，流程500包括下述步骤。在一些实施例中，流程500可以由处理器110执行。
步骤510，对于探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，处理器计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，将均值作为探测器像素单元的校正数据。
校正数据可以指用于确定校正系数的数据。
探测器的预设方向可以是指探测器的排方向，也可以是指探测器的通道方向。若预设方向为排方向，则终端对于探测器在排方向上的每一排探测器像素单元，计算该排所有探测器像素单元对应的目标数据的均值，将该均值作为该排探测器像素单元的校正数据。具体地，第i排探测器像素单元对应的校正数据
Figure PCTCN2022102081-appb-000011
可以表示为
Figure PCTCN2022102081-appb-000012
在一些实施例中，对于每一排探测器像素单元，处理器可以计算该排探测器像素单元对应的目标数据的均值，从而确定该排探测器像素单元中每个探测器像素单元的校正数据。例如，对于第a排探测器像素单元，其包括n个探测器像素单元(即，第一探测器像素单元、第二探测器像素单元及第n探测器像素单元等)，处理器可以计算n个探测器像素单元对应的目标数据的均值，并将该均值作为n个探测器像素单元的校正数据。
步骤520，根据所有探测器像素单元的校正数据，确定校正系数。
校正系数是指对探测器像素单元的响应数据进行校正后可以得到校正数据对应的系数。具体地，终端在得到探测器中所有探测器像素单元的校正数据后，确定校正系数。校正系数的确定可以根据探测器像素单元的不均匀性的变化关系进行确定。
本实施例提供的确定校正系数的方法简单易懂，计算快捷，容易实现。
在一个可选的实施例中，假设，探测器像素单元的不均匀性是线性变化的，则将探测器像素单元的目标数据线性映射至校正数据，可以得到
Figure PCTCN2022102081-appb-000013
其中，
Figure PCTCN2022102081-appb-000014
为第i排探测器像素单元对应的目标数据的均值，g i,j为第i行第j列的探测器像素单元对应的第一校正系数，b i,j为第i行第j列的探测器像素单元对应的第二校正系数。
在一些实施例中，处理器可以基于对应于不同厚度的均质平板的所有探测器像素单元的校正数据，对校正数据与目标数据的线性关系求解，确定校正系数。例如，图8是根据本说明书一些实施例所示的根据所有探测器像素单元的校正数据确定校正系数的示例性流程图，如图8所示，对于每个探测器像素单元，处理器可以根据该探测器像素单元响应于至少两个不同厚度的均质平板的校正数据(例如，响应于均质平板a的校正数据810、响应于均质平板b的校正数据820及响应于均质平板n的校正数据830等)，对上述线性关系840进行求解，得到该探测器像素单元对应的第一校正系数850和第二校正系数860。
在一些实施例中，处理器可以基于上述线性关系，对探测器像素单元响应于待检测对象的空校数据进行校正，以获得校正后的数据。例如，对于第i行第j列探测器像素单元，其校正后的数据为：
Figure PCTCN2022102081-appb-000015
在一些实施例中，通过建立校正数据与目标数据的线性关系，可以快速确定每个探测器像素单元对应的校正系数。
在一些实施例中，对于所述探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，处理器计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，基于该均值确定校正系数，可以进一步降低用于确定校正系数的数据的波动性，使得确定的校正系数应用于待检测对象的响应数据的校正后，更有助于提升重建图像的均匀性。
在一些实施例中，数据校正方法还可以用于分析待检测对象的基物质组成的分布。图6是根据本说明书一些实施例所示的分析待检测对象的基物质组成的分布的示例性流程图。如图6所示，流程600可以包括以下步骤。
步骤610，确定多个均质平板组合。
均质平板组合可以包括至少两个不同厚度的均质平板。例如，均质平板组合1可以包括厚度为t p的均质平板a及厚度为t a的均质平板b。两个不同的均质平板可以由两种不同的基物质组成。例如，均质平板a为聚甲基丙烯酸甲酯均质平板，均质平板b为均质铝板。
步骤620，获取探测器响应于每个均质平板组合的空校数据。
对于每个均质平板组合，射线发射装置可以对该均质平板组合进行扫描，分布确定模块240获取探测器响应于该均质平板组合的每个均质平板的空校数据，关于获取均质平板的空校数据的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。
步骤630，基于探测器响应于每个均质平板组合的空校数据，确定每种材料的均质平板对应不同厚度的分解系数。
在一些实施例中，分布确定模块240可以确定均质平板组合的空校数据及该均质平板组合中每块均质平板的厚度与每种基物质对应的分解系数之间的关系，基于探测器响应于每个均质平板组合的空校数据及每块均质平板的厚度，确定每种基物质对应的分解系数。
在一个实施例中，本申请实施例提供的数据校正方法可以用于分析待检测对象的基物质组成的分布。具体地，假设，测试模体使用厚度为t p的聚甲基丙烯酸甲酯均质平板和厚度为t a的均质铝板作为基物质，对于具有两个能量仓的(高能仓H和低能仓L)的射线发射装置，测试模体的厚度用以下公式表示：
Figure PCTCN2022102081-appb-000016
Figure PCTCN2022102081-appb-000017
其中，B H为射线发射装置高能仓采集的数据通过本申请提供的数据校正方法校正后的目标数据，B L为射线发射装置低能仓采集的数据通过本申请提供的数据校正方法校正后的目标数据。m 0，m 1，m 3…表示厚度为t p的聚甲基丙烯酸甲酯均质平板的分解系数，n 0，n 1，n 3…表示厚度为t a的均质铝板的分解系数。通过上述公式和两种均质平板对应的校正后的目标数据可以确定上述公式中的分解系数。基于上述公式、分解系数和待检测对象的目标数据可以得到待检测对象中两种基物质的分布情况。
以均质平板组合1为例，对于具有两个能量仓的(高能仓H和低能仓L)的射线发射装置，高能仓H和低能仓L对应的射线能量不同，例如，高能仓H可以发射80keV-140keV的射线，低能仓L可以发射30keV以下的射线。其中，B H为探测器响应于射线发射装置高能仓对均质平板组合1扫描后采集的数据，通过本申请提供的数据校正方法校正后的目标数据；B L为探测器响应于射线发射装置低能仓对均质平板组合1扫描后采集的数据。
可以理解的，处理器可以基于至少9种均质平板组合的空校数据，对上述公式进行求解，以确定m 0、m 1、m 2、m 3、m 4、m 5、m 6、m 7、m 8、n 0、n 1、n 2、n 3、n 4、n 5、n 6、n 7及n 8。
步骤640，基于待检测对象的响应数据及分解系数，确定待检测对象中基物质的分布。
在一些实施例中，分布确定模块240可以将待检测对象的响应数据及分解系数代入均质平板组合的空校数据及该均质平板组合中每块均质平板的厚度与每种基物质对应的分解系数之间的关系，以确定待检测对象中基物质的分布。其中，待检测对象的响应数据可以包括探测器响应于射线发射装置高能仓对待检测对象扫描后的空校数据及探测器响应于射线发射装置低能仓对待检测对象扫描后的空校数据。关于获取待检测对象的空校数据的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。
仍以上述聚甲基丙烯酸甲酯均质平板及均质铝板为例，待检测对象由聚甲基丙烯酸甲酯均质平板及均质铝板组成，则待检测对象中聚甲基丙烯酸甲酯均质平板的厚度t x1和均质铝板的厚度t x2分别为：
Figure PCTCN2022102081-appb-000018
Figure PCTCN2022102081-appb-000019
其中，B H,i为探测器响应于射线发射装置高能仓对待检测对象扫描后的空校数据，B L,i为探测器响应于射线发射装置低能仓对待检测对象扫描后的空校数据。
在一些实施例中，通过确定多个均质平板组合，处理器获取探测器响应于每个均质平板组合的空校数据，并基于探测器响应于每个均质平板组合的空校数据，可以准确确定每种材料的均质平板对应不同厚度的分解系数，再基于待检测对象的响应数据及分解系数，可以准确确定待检测对象中基物质的分布。
在一些实施例中，数据校正方法还可以用于确定有效能量。图7是根据本说明书一些实施例所示的确定有效能量的示例性流程图。如图7所示，流程700可以包括以下步骤。
步骤710，基于响应于不同厚度的均质平板的校正数据，确定均质平板的有效衰减系数。
有效衰减系数可以表征均质平板的厚度与校正数据之间的对应关系。在一些实施例中，能量确定模块250可以通过线性拟合，基于不同厚度的均质平板的校正数据，确定用于表征均质平板的厚度与校正数据之间的对应关系的线性曲线，并将该线性曲线的斜率作为该均质平板的有效衰减系数。
步骤720，基于均质平板的有效衰减系数确定射线发射装置或探测器的有效能量。
有效能量可以指射线发射装置发射的射线穿过均质平板后能够被探测器响应的射线能量。在一些实施例中，能量确定模块250可以基于均质平板的有效衰减系数确定射线发射装置或探测器的有效能量。例如，能量确定模块250可以基于射线发射装置发射的射线能量及均质平板的有效衰减系数确定射线发射装置或探测器的有效能量。仅作为示例地，能量确定模块250可以将射线发射装置发射的射线能量与有效衰减系数的乘积作为有效能量。
在一些实施例中，通过基于响应于不同厚度的均质平板的校正数据，可以准确确定均质平板的有效衰减系数，再基于均质平板的有效衰减系数，可以快速确定射线发射装置或探测器的有效能量，为医学扫描设备的参数设置提供参考。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图19所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机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。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据校正方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入 装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图19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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，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：
获取探测器像素单元的三维坐标，根据探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据；
确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据；
根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：对于探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，将均值作为探测器像素单元的校正数据；根据所有探测器像素单元的校正数据，确定校正系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取测试模体在探测器上的投影图像；根据投影图像，确定探测器的响应中心点；根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：针对每一个探测器像素单元，根据探测器像素单元的三维坐标和焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到余弦校正数据；第一连线是指探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线，第二连线为射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线，第二连线垂直于探测器。
在一个实施例中，垂直点为响应中心点。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取模体数据和空气数据，模体数据为射线发射装置和探测器之间设置测试模体时探测器的响应数据，空气数据为射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据；根据空气数据和模体数据，确定待校正响应数据。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，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：
获取探测器像素单元的三维坐标，根据探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据；
确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据；
根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对于探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，将均值作为探测器像素单元的校正数据；根据所有探测器像素单元的校正数据，确定校正系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取测试模体在探测器上的投影图像；根据投影图像，确定探测器的响应中心点；根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：针对每一个探测器像素单元，根据探测器像素单元的三维坐标和焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到余弦校正数据；第一连线是指探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线，第二连线为射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线，第二连线垂直于探测器。
在一个实施例中，第二连线为射线发射装置的焦点与响应中心点之间的连线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取模体数据和空气数据，模体数据为射线发射装置和探测器之间设置测试模体时探测器的响应数据，空气数据为射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据；根据空气数据和模体数据，确定待校正响应数据。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取探测器像素单元的三维坐标，根据探测器像素单元的三维坐标和射线发射装置的焦点坐标，计算余弦校正数据；
确定探测器的待校正响应数据，使用余弦校正数据对待校正响应数据进行校正，得到目标数据；
根据目标数据确定探测器像素单元对应的校正系数，根据校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对于探测器在预设方向上的每一 排探测器像素单元，计算探测器像素单元对应的目标数据的均值，将均值作为探测器像素单元的校正数据；根据所有探测器像素单元的校正数据，确定校正系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取测试模体在探测器上的投影图像；根据投影图像，确定探测器的响应中心点；根据响应中心点、探测器像素单元之间的距离和射线发射装置的焦点与响应中心点之间的距离，确定探测器像素单元的三维坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：针对每一个探测器像素单元，根据探测器像素单元的三维坐标和焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到余弦校正数据；第一连线是指探测器像素单元和射线发射装置的焦点之间的连线，第二连线为射线发射装置的焦点与探测器上的垂直点之间的连线，第二连线垂直于探测器。
在一个实施例中，垂直点为响应中心点。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取模体数据和空气数据，模体数据为射线发射装置和探测器之间设置测试模体时探测器的响应数据，空气数据为射线发射装置和探测器之间未设置测试模体时探测器的响应数据；根据空气数据和模体数据，确定待校正响应数据。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (20)

  1. 一种数据校正方法，应用于医学扫描设备，所述医学扫描设备包括射线发射装置和探测器，所述探测器包括多个探测器像素单元，其特征在于，所述方法包括：
    获取所述探测器像素单元的空间位置；
    根据所述探测器像素单元的空间位置和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；
    确定所述探测器的待校正响应数据；
    使用所述余弦校正数据对所述待校正响应数据进行校正，得到目标数据；
    根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数；
    根据所述校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
  2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理器根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数，包括：
    对于所述探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算所述探测器像素单元对应的目标数据的均值，将所述均值作为所述探测器像素单元的校正数据；
    根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数。
  3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待校正响应数据包括所述探测器响应于不同厚度的均质平板的数据。
  4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数，包括：
    建立校正数据与目标数据的线性关系；
    基于对应于所述不同厚度的均质平板的所有所述探测器像素单元的校正数据，对所述校正数据与目标数据的线性关系求解，确定所述校正系数。
  5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述探测器像素单元的空间位置，包括：
    获取测试模体在所述探测器上的投影图像；
    根据所述投影图像，确定所述探测器的响应中心点；
    根据所述响应中心点、所述探测器像素单元之间的距离和所述射线发射装置的焦点与所述响应中心点之间的距离，确定所述探测器像素单元的三维坐标。
  6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据，包括：
    针对每一个所述探测器像素单元，根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到所述余弦校正数据，其中，所述第一连线是指所述探测器像素单元和所述射线发射装置的焦点之间的连线，所述第二连线为所述射线发射装置的焦点与所述探测器上的垂直点之间的连线，所述第二连线垂直于所述探测器。
  7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述垂直点为所述响应中心点。
  8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述探测器的待校正响应数据，包括：
    通过所述探测器获取模体数据和空气数据，其中，所述模体数据为所述射线发射装置和所述探测器之间设置测试模体时所述探测器的响应数据，所述空气数据为所述射线发射装置和所述探测器之间未设置所述测试模体时所述探测器的响应数据；
    根据所述空气数据和所述模体数据，确定所述待校正响应数据。
  9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述模体为至少两种厚度的均质平板。
  10. 一种数据校正系统，其特征在于，包括：
    获取模块，用于获取所述探测器像素单元的空间位置，根据所述探测器像素单元的空间位置和所述射线发射装置的焦点空间位置，计算余弦校正数据；
    确定模块，用于确定所述探测器的待校正响应数据，使用所述余弦校正数据对所述待校正响应数据进行校正，得到目标数据；
    校正模块，用于根据所述目标数据确定所述探测器像素单元对应的校正系数，根据所述校正系数对待检测对象的响应数据进行校正。
  11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述校正模块还用于：
    对于所述探测器在预设方向上的每一排探测器像素单元，计算所述探测器像素单元对应的目标数据的均值，将所述均值作为所述探测器像素单元的校正数据；
    根据所有所述探测器像素单元的校正数据，确定所述校正系数。
  12. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述待校正响应数据包括所述探测器响应于不同厚度的均质平板的数据。
  13. 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述校正模块还用于：
    建立校正数据与目标数据的线性关系；
    基于对应于所述不同厚度的均质平板的所有所述探测器像素单元的校正数据，对所述校正数据与目标数据的线性关系求解，确定所述校正系数。
  14. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述获取模块还用于：
    获取测试模体在所述探测器上的投影图像；
    根据所述投影图像，确定所述探测器的响应中心点；
    根据所述响应中心点、所述探测器像素单元之间的距离和所述射线发射装置的焦点与所述响应中心点之间的距离，确定所述探测器像素单元的三维坐标。
  15. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述获取模块还用于：
    针对每一个所述探测器像素单元，根据所述探测器像素单元的三维坐标和所述焦点坐标，计算第一连线和第二连线之间的夹角余弦，得到所述余弦校正数据，其中，所述第一连线是指所述探测器像素单元和所述射线发射装置的焦点之间的连线，所述第二连线为所述射线发射装置的焦点与所述探测器上的垂直点之间的连线，所述第二连线垂直于所述探测器。
  16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述垂直点为所述响应中心点。
  17. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述确定模块还用于：
    通过所述探测器获取模体数据和空气数据，其中，所述模体数据为所述射线发射装置和所述探测器之间设置测试模体时所述探测器的响应数据，所述空气数据为所述射线发射装置和所述探测器之间未设置所述测试模体时所述探测器的响应数据；
    根据所述空气数据和所述模体数据，确定所述待校正响应数据。
  18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述模体为至少两种厚度的均质平板。
  19. 一种数据校正装置，包括处理器，所述处理器用于执行权利要求1～9中任一项所述的数据校正方法。
  20. 一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如权利要求1～9中任一项所述的数据校正方法。
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