[发明专利]一种用于图像引导系统的几何校正模体及制造方法

说明书

本发明公开了一种用于图像引导系统的几何校正模体及制造方法。属于图像引导的几何校正领域，包括外表为长方体的模体主体，在所述模体主体的内部安设有若干个钢球，若干个所述的钢球分布于两个平行平面上；其具体操作步骤：放置加工模体于台面成像范围内；拍摄透视影像，在影像中标记钢球二维投影坐标；基于各钢球的空间坐标和平板上对应的投影坐标，计算获得投影几何参数；基于投影几何参数计算理想体模中钢球的投影坐标，并与实际投影坐标对比；加工模体和理想模体钢球在平板上对应投影点最大间距应小于平移精度阈值。本发明所述的几何校正模体结构简单、使用方便且精确度高，提供了一种几何校正模体的高精度制造方法。

技术领域

本发明属于图像引导的几何校正领域，涉及一种用于图像引导系统的几何校正模体及制造方法。

背景技术

在图像引导放疗中，将治疗前体数据和治疗中获得的病人的影像数据进行配准是病人精确定位的关键步骤；一般在治疗过程中获取二维图像与三维CT图像进行配准或者通过二维图像进一步重建出三维图像，获得类似三维系统中更加直观和详细的图像信息再进行三维图像配准；图像引导系统是进行图像配准硬件基础，透视成像的二维图像的质量决定了配准效果好坏；理想的成像几何模型要求中心射线必须经过旋转轴并落在成像区域的中心位置且垂直于探测器；然而实际上，由于机械安装精度达不到要求，光源和成像探测器位置往往会出现位移和倾斜的几何偏差，这些几何偏差会导致实际透视图像与模拟重建时的成像几何不匹配，从而导致重建图像上产生几何伪影，严重影响了重建图像质量，明显降低重建图像的分辨率。

几何校正模体是一种高精度的体模，已知体模上标记点的三维空间坐标，在特定的成像几何下，获得体模标记点透视成像在探测器平板上的投影坐标，通过线性变换方法获得该成像几何的映射关系；几何校正模体用于标定实际成像系统几何与理想成像系统几何之间的偏差，将标定的成像系统几何应用于配准或重建算法中达到修正配准或重建算法透视映射的目的；然而现有的体模要么精度低导致误差太大，要么体模复杂制作难度高，不便于使用；同时几何校正模体在加工过程中的精度要求高，如何保证加工精度满足透视成像的精度要求也是几何校正模体的关键技术。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供了一种用于图像引导系统的几何校正模体及制造方法。

技术方案：本发明所述的一种用于图像引导系统的几何校正模体，包括外表为长方体的模体主体，在所述模体主体的内部安设有若干个钢球，若干个所述的钢球分布于两个平行平面上。

进一步的，一种用于图像引导系统的几何校正模体的制造方法，其具体操作步骤如下：

(1)、布置X射线成像系统，放置加工模体于台面，使得所有钢球成像在探测器范围内；

(2)、曝光拍摄模体X射线透视影像，在影像中标记出钢球对应在探测器平板二维坐标系下的坐标；

(3)、基于各钢球的空间坐标和平板上对应的投影坐标，计算获得X射线成像系统投影参数；

(4)、基于X射线投影参数模拟计算理想体模中钢球的投影坐标并与实际投影坐标对比，加工模体和理想模体钢球在平板上对应投影点最大间距小于偏移精度阈值，则模体加工精度达到要求。

进一步的，在步骤(4)中，所述偏移精度阈值为钢球定位精度的3倍。

进一步的，所述几何校正模体的满足条件是：沿着几何模体X轴正方向朝向X射线源和X轴负方向朝向X射线源两个方向，分别计算两组X射线成像系统投影参数，两组投影参数中旋转角度误差不大于角度精度阈值。

进一步的，所述角度精度阈值为0.1度。

有益效果：本发明与现有技术相比，本发明是一种结构简单、使用方便、精确度高的用于图像引导系统的几何校正模体。

附图说明

图1是本发明中探测器位移和倾斜的几何偏差示意图；