[发明专利]用于几何校准CT扫描仪的方法和装置

权利要求书

1.一种用于几何校准具有至少一排探测器单元的CT扫描仪的方法，包括对所述至少一排探测器单元中的每一排探测器单元执行以下步骤：

几何描述建立步骤，用于建立所述CT扫描仪的完整几何描述，其中所述完整几何描述包括至少一个未知几何参数；

前向投影函数建立步骤，用于利用所述完整几何描述来建立前向投影函数的描述；

实际投影坐标获取步骤，用于获取置入扫描视野SFOV中的校准模在当前排的探测器单元上的对应于多个角度的实际投影坐标；

计算投影坐标获取步骤，用于利用所述前向投影函数的描述来获取所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述多个角度的计算投影坐标；以及

校准值获取步骤，用于通过非线性最小二乘拟合算法基于所获取的实际投影坐标和计算投影坐标来求解所述至少一个未知几何参数，从而得到所述至少一个未知几何参数的校准值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述当前排的探测器单元的结构是n×q×r，其中，n表示模块的数量，q表示每个模块中子模块的数量，r表示每个子模块中探测器单元的数量。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个未知几何参数包括(n-1)个相邻模块之间的空气间隙大小和1个ISO通道偏移。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述前向投影函数的描述如下：

其中，是所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于前向投影角度β的计算投影坐标；x和y是所述校准模的坐标；S是包括所述至少一个未知几何参数的集合，P是所述前向投影函数的描述。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述校准值获取步骤包括目标函数最小化步骤，用于利用所述非线性最小二乘拟合算法求解所述至少一个未知几何参数，使得以下目标函数具有最小值：

其中F表示所述目标函数，β_i表示当前扫描角度；m表示扫描角度的数量；x′_p(β_i)表示所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述当前扫描角度的实际投影坐标，表示所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述当前扫描角度的计算投影坐标。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述当前扫描角度的实际投影坐标是所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述当前扫描角度的投影数据的高斯中心。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述多个角度的实际投影坐标通过对所述校准模进行所述多个角度的轴向扫描来获取。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述非线性最小二乘拟合算法包括Powell优化算法。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述校准模是长度为100mm、直径为2mm的铁棒。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个未知几何参数的校准值用于后续的图像重构。

11.一种用于几何校准具有至少一排探测器单元的CT扫描仪的装置，包括：

几何描述建立部件，用于建立所述CT扫描仪的完整几何描述，其中所述完整几何描述包括至少一个未知几何参数；

前向投影函数建立部件，用于利用所述完整几何描述来建立前向投影函数的描述；

实际投影坐标获取部件，用于获取置入扫描视野SFOV中的校准模在当前排的探测器单元上的对应于多个角度的实际投影坐标；

计算投影坐标获取部件，用于利用所述前向投影函数的描述来获取所述校准模在所述当前排的探测器单元上的对应于所述多个角度的计算投影坐标；以及

校准值获取部件，用于通过非线性最小二乘拟合算法基于所获取的实际投影坐标和计算投影坐标来求解所述至少一个未知几何参数，从而得到所述至少一个未知几何参数的校准值。