[发明专利]几何校正模体的校正方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及CT技术领域，特别是涉及一种几何校正模体的校正方法和系统。

背景技术

计算机断层摄影(Computed Tomography，CT)是一种通过对物体不同角度的射线投影检测获取物体在扫描范围内所有横截面断层信息的成像技术。因为CT技术有非接触，无破坏性，高分辨率等优点，所以被广泛应用于临床医学、工业、材料、生物等领域。在CT系统中，由于CT系统重建的图像是通过不同角度的投影反向计算而成，所以对CT系统的几何模型要求比较高。例如，在圆轨道的CT扫描方案中，它要求X线源、被测物体中心、探测器阵列中心在一条直线上。然而，在CT经人工安装定位后，由于机械精度达不到要求，导致实际系统的几何模型和理想的系统几何模型之间出现一定的几何偏差，这些偏差主要包括探测器的几何误差和旋转轴的几何误差，由几何误差导致的重建伪影称为几何伪影。几何伪影严重影响重建图像的质量，因此几何伪影的校正是获得高质量重建图像的关键前提。

传统技术中有多种几何伪影校正方法。解析几何校正算法通常需要制作一个精确的标定模体，模体上标记点的信息作为已知条件，然后在多角度下获取标定模体的投影，从标定模体的投影数据中提取CT系统的几何参数。如文献《A generic geometric calibration method for tomographic imaging systems with flat-panel detectors-A detailed implementation guide》中提出了一种几何校正方法：在锥形束螺旋CT系统中，射线源以锥形束的形状向探测器发射射线，对于空间上的某一点，经过射线的投射，可以在探测器上得到其对应的投影坐标，通过线性直接变换方法计算获取正确的映射关系。将该三维至二维的匹配映射关系应用到重建算法中，达到修正反投影映射的目的。该文献提出了一种新的校正模体，该校正模体是由上下两层平行的有机玻璃板组成，上层有机玻璃板均匀镶嵌着24个钢珠，下层有机玻璃板均匀镶嵌20个钢珠。首先，把校正模体放在探测器上并保证该校正模体的投影完全在FOV(Field of View，视野)内。其次，获得每个角度下钢珠投影图像并从投影图像中分割出每个钢珠的投影坐标。最后，根据每个钢珠的空间坐标和对应的投影坐标，计算出每个投影角度下的机械几何参数，把计算出的机械几何参数应用到重建算法中，得到几何校正后的重建图像。但是，几何校正模体的加工精度会影响模体上标记点的空间坐标值，进而影响几何参数的准确性。

如文献《Determination of System Geometrical Parameters and Consistency between Scans for Contrast-Enhanced Digital Breast Tomosynthesis》中提出了一种新的几何校正方法：该方法所用的几何校正模体是在圆柱表面等螺距等角度的镶嵌钢珠，共28个钢珠。首先，把校正模体垂直放在探测器表面并保证校正装置完全在FOV内。其次，获得每个投影角度下钢珠投影的图像并由阈值分割算法和加权平均算法得钢珠的投影坐标。最后，由钢珠的投影坐标和钢珠放入空间坐标，可以计算出每个投影角度下几何校正参数，把计算出的几何参数应用到重建算法中，得到几何校正后的重建图像。但是，校正模体加工精度仍会影响模体上标记点的空间坐标值，进而影响几何参数的准确性。因此，如何降低校正模体加工要求和利用低精度的几何校正模体进行准确几何校正成为研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种几何校正模体的校正方法和系统，可以降低校正模体的加工要求，且可以利用低精度的几何校正模体进行准确几何校正。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种几何校正模体的校正方法，包括：

通过螺旋CT系统扫描预先制作的几何校正模体，计算出所述几何校正模体上预先设置的标记点的空间坐标值；

根据所述标记点的当前的空间坐标值为预设数目的粒子赋初始值；

通过锥束CT系统扫描几何校正模体获得所述标记点的投影坐标值，根据所述标记点的投影坐标值和各粒子的粒子值确定各粒子的几何校正参数；

分别利用对应的几何校正参数，通过所述锥束CT系统扫描预先制作的评价模体重建出各粒子对应的所述评价模体的三维图像；

分别根据对应的评价模体的三维图像计算出各所述粒子的适应度值；

根据所计算出的适应度值更新所述标记点的空间坐标值；

判断是否满足预设的迭代结束条件；