[发明专利]一种测量CT设备机架摆动的模体、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其是一种用于测量X射线计算机断层扫描设备的机架摆动的模体、系统和方法。

背景技术

在进行X射线计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)过程中，CT设备的机架(gantry)会进行旋转，以对待检对象进行X射线扫描。由于高速旋转，机架在旋转过程中会在检查床进出机架的方向上发生不希望的摆动，而这种摆动会降低重建图像的图像质量。随着对时间分辨率要求的不断提高，要求机架的旋转速度也随之提高，这就会显著地增加机架的向心转矩，从而造成更大幅度的机架摆动。

如果想要在机架高速旋转情况下得到高质量的重建图像，就需要对CT设备进行必要的硬件调整，或者对放射扫描所使用的软件算法进行调整以对机架的旋转加以控制，从而消除机架摆动所造成的不利影响。要做到这一点，对机架的摆动进行准确的测量则是必须和首要的工作。然而在现有技术中，缺乏对机架摆动进行准确定量测量的设备和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种用于测量CT设备的机架摆动的模体、系统和方法，用以准确地测量CT设备的机架摆动。

根据本发明的一个方面，提供一种用于测量CT设备中机架摆动的模体，包括第一部件和第二部件，所述第一部件为长方体，在其上部区域和下部区域分别倾斜嵌入铝带且保持其中部区域没有铝带嵌入，所嵌入的两条铝带分别与由所述第一部件的长度方向和宽度方向所组成的平面成绝对值大小相同、正负相反的角度；所述第二部件是可带动所述第一部件旋转的圆柱体，其容纳所述第一部件。

优选地，所述模体还包括第三部件，所述第三部件分别与所述第二部件和所述CT设备的检查部分连接，用以支撑所述第二部件并将所述模体固定在所述检查部分上。

优选地，嵌入所述第一部件的两条铝带分别与由所述第一部件的长度方向和宽度方向所组成的平面所成角度的绝对值大于arctan(1/4)。

优选地，在所述第二部件上或者与所述第二部件相对转动的设备上设置有用以确定所述第二部件的旋转角度的旋转角度量程。

优选地，由PMMA材料制成所述模体的所述第一部件、所述第二部件和/或所述第三部件。

根据本发明的另一个方面，还提供一种使用模体来测量CT设备中机架摆动的系统，所述系统包括：初始角计算单元，用于计算所述CT设备的初始角；最优旋转角确定单元，用于根据计算出的所述初始角来确定所述模体的最优旋转角；摆动因子计算单元，用于根据对旋转至所述最优旋转角的所述模体进行扫描所得到的重建图像来计算所述CT设备的摆动因子；以及摆动幅度确定单元，用于根据计算出的所述初始角、所确定的所述最优旋转角和计算出的所述摆动因子，通过查询摆动模型数据库来确定所述CT设备的摆动幅度。

优选地，所述初始角计算单元包括：第一计算单元，用于计算所述CT设备在原始的模体旋转角分别为-90度、-45度、0度、45度和90度时的摆动因子；第一重定义单元，用于确定所述第一计算单元所计算出的结果中所述摆动因子的最大值，并将该最大值所对应的原始的模体旋转角重新定义为0度，并将与其相邻45度的两个角度重新定义为-45度和45度；第二计算单元，用于对所述第一重定义单元所重新定义的-45度和45度之间的角度以15度为间隔，计算所述CT设备的摆动因子；第二重定义单元，用于确定所述第二计算单元所计算出的结果中所述摆动因子的最大值，并将该最大值所对应的原始的模体旋转角重新定义为0度，并将与其相邻45度的两个角度重新定义为-45度和45度；第三计算单元，用于对所述第二重定义单元所重新定义的-45度和45度之间的角度以5度为间隔，计算所述CT设备的摆动因子；以及初始角确定单元，用于确定所述第三计算单元所计算出的结果中所述摆动因子的最大值，并将该最大值所对应的原始的模体旋转角确定为所述CT设备的所述初始角。

优选地，如果所述CT设备的所述初始角的绝对值小于或等于45度，则所述最优旋转角确定单元将所述初始角确定为所述模体的所述最优旋转角；如果所述CT设备的所述初始角的绝对值大于45度，则所述最优旋转角确定单元将所述模体的所述最优旋转角确定为45度或者-45度，其正负符号与所述初始角的正负符号一致。

优选地，所述摆动因子计算单元包括扫描单元、坐标摆动因子计算单元和平均摆动因子计算单元，所述扫描单元用于以给定的机架旋转速度，对旋转至由所述最优旋转角确定单元所确定的所述最优旋转角的所述模体进行扫描，以得到所述模体的所述重建图像；所述坐标摆动因子计算单元以如下公式计算所述重建图像中给定坐标位置处的摆动因子：