[发明专利]一种静态CT系统几何参数校正方法

权利要求书

1.一种静态CT系统几何参数校正方法，所述静态CT系统由多个射线源和一个以上探测器构成，所述几何参数为每个射线源与对应的探测器之间的几何参数，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤a：将校正体模放置在需要校正几何参数的静态CT系统中，所述校正体模具有标记小球；

步骤b：每个射线源触发一次射线，获得多幅投影；以及

步骤c：根据每幅投影中标记小球的投影中心点的坐标，结合已知的标记小球在待校正系统中的坐标，计算获得整个静态CT系统的校正后的几何参数。

2.根据权利要求1所述的静态CT系统几何参数校正方法，其特征在于，所述几何参数为所述静态CT系统的10个几何参数，包括：射线源S的坐标位置(Ox,Oy,Oz)、射线源S在探测器平面的投影中心点坐标(u₀,v₀)、探测器的扭转角θ、探测器的倾斜角φ、探测器的旋转角η、射线源到扫描物体中心的距离(SOD)，射线源到探测器的距离(SDD)。

3.根据权利要求1所述的静态CT系统几何参数校正方法，其特征在于，所述校正体模由支撑体和安装于所述支撑体上的标记小球构成，所述支撑体为低吸收材料，所述标记小球为高吸收材料。

4.根据权利要求3所述的静态CT系统几何参数校正方法，其特征在于，所述支撑体为碳纤维材料或者聚甲基丙烯酸甲酯，所述标记小球为钢珠。

5.根据权利要求4所述的静态CT系统几何参数校正方法，其特征在于，所述标记小球的数量、大小以及位置以校正过程中在探测器上的投影不造成重叠为宜。

6.根据权利要求5所述的静态CT系统几何参数校正方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括如下步骤：

步骤c1：对于每幅投影图，在小球投影坐标(u,v)和实际校正体模中的标记小球的三维坐标(x,y,z)之间利用一个3×4投影矩阵A建立映射关系：

[Ax,Ay,Az,A]^T＝[au,av,a]^T (1)

其中，α为一比例参数，投影矩阵A的构成如下：

A＝K[S|t] (2)

上述(2)式中，K为一个3×3上三角矩阵,S为一个3×3旋转矩阵,t为3×1位移向量，

上述(3)式中，u₀和v₀为射线源在探测器平面的投影点坐标,λ为探测器像素的大小，

公式(2)中旋转矩阵S可以进一步用三角函数表达为：

θ为探测器的扭转角、φ为探测器的倾斜角、η为探测器的旋转角，公式(2)中位移向量t为：

步骤c2：由以上公式联立求解，得到静态CT系统的校正后的几何参数，包括：

探测器平面的投影中心点坐标(u₀,v₀)：

u₀＝K₁₃,v₀＝K₂₃ (6)

射线源到探测器的距离(SDD):

SDD＝K₁₁λ (7)

探测器的扭转角θ、探测器的倾斜角φ、探测器的旋转角η分别为:

θ＝Arc tan 2(S₃₂,S₃₃)

η＝Arc tan 2(S₁₂,S₁₁) (8)

射线源的位置坐标为:

o＝[o_x,o_y,o_z]^T＝-S^Tt (9)

得出的位移向量t＝(t1,t2,t3):

t₁＝A₃₄

t₂＝(A₂₄-K₂₃A₃₄)/K₂₂

t₃＝(A₁₄-t₁₃A₃₄-K₂A₁₂)/K₁₁ (10)

射线源到扫描物体中心的距离(SOD):