一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法技術

本發明專利技術提供了一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，包括以下步驟：安裝球管并進行機械位置對準；選定一個飛焦點位置控制參數使得第一個飛焦點和第二個飛焦點不重合；設置開口位置或放置高密度吸收物質；采用第一個飛焦點位置進行第一個掃描得到信號分布f1；采用第二個飛焦點位置進行第二個掃描得到信號分布f2；采用飛焦點掃描方式進行第三個掃描，對奇數采樣和偶數采樣進行平均后分別得到信號分布o和信號分布e；計算飛焦點控制和探測器數據采集之間的延遲δt并保存在系統配置參數中。本發明專利技術分離了兩個控制變量的求解過程，兩個變量求解過程互不影響，更加簡便易行，調節時間更加少；無需復雜的解析式，求解過程簡單。

A method to calibrate the phase difference between flying focus control and data acquisition

【技術實現步驟摘要】
一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法
本專利技術屬于醫學影像
，具體涉及一種CT探測器方法和設備。
技術介紹
第三代CT系統的主要組成部分包括Tube(球管)，Collimator(限束器)，Detector(探測器)。X射線球管發出X光，經過限束器限制形成一個錐形的光束。錐形光束照射到探測器上經過探測器轉化為電信號并經過數據采集和轉換單元轉換為數字信息存儲在圖像處理系統中。圖像處理系統經過一系列的校正算法和圖像重建算法生成圖像顯示在顯示器上。從成本和技術成熟程度來說，主流探測器都采用了由很多個探測器模塊排列在一個弧形或者多邊形的面上來形成整個探測器。每個探測器模塊中規則排列一個探測器單元形成的矩陣。為了提高Z向和平面內的采樣率因而減少混疊偽影提高圖像三維方向的空間分辨率，現有技術提出了使用Z向飛焦點切換技術和X向飛焦點技術。在這兩種技術中，焦點對應的在Z向兩個位置或者X方向兩個位置之間快速切換。同時，探測器的數據采集要保證奇數和偶數采樣正好對應不同的焦點位置。球管的焦點位置切換通常采用球管內置的電磁場偏轉裝置來偏轉電子束來達到。電磁偏轉裝置的電流電壓由高壓發生器進行波形控制。而探測器的數據采集一般在探測器模塊中或者一個集成的中央數據采集控制板中采用固定周期的脈沖信號進行觸發采集。由于兩者的控制電路是獨立的，所以一般來說總是存在焦點位置控制和探測器數據采集觸發脈沖之間的不同步。兩者不同步會導致每個采樣中的數據均來自兩個焦點位置。不同程度的不同步會造成對應程度的采樣率降低進而帶來了混疊偽影，不僅不能帶來飛焦點技術本身的提高空間分辨率目的還會由于焦點位置不同幾何參數不同帶來的偽影。因而調節飛焦點控制設備和探測器數據采集同步是飛焦點技術的一項關鍵子技術?，F有技術中一般采用迭代的方式不斷調節飛焦點控制和探測器數據采集之間的相位差來達到調節目的。調節目標通常要求達到奇數和偶數采樣所對應的被測量差異最大化。此被測量通常包括準直器開口在探測器上的投影大小或者高密度特征形狀的物體在探測器上的投影。這種調節技術時間很長，需要反復多次調節?，F有專利US7277522B2中提供了一種方法給定一個解析表達式來同時調節焦點位置偏移量和相位差。此種方法仍然需要多次測量并且采用解析表達式輔助進行插值得到最佳位置偏移量和相位差。現有專利CN103800025A公開了一種散焦校正方法該測量散焦強度的方法包括：獲取未進行散焦校正的基礎圖像；對基礎圖像進行正投影，得到原始投影值；將原始投影值轉化為原始強度值；根據該原始強度值以及X射線球管的散焦強度分布，計算散焦引起的誤差強度；根據該誤差強度計算誤差投影；將誤差投影進行圖像重建，得到誤差圖像；以及從該基礎圖像中減去誤差圖像，得到最終校正后的圖像。
技術實現思路
本專利技術提出利用兩個不進行飛焦點切換的掃描數據和一個飛焦點切換的掃描數據通過計算直接得出相位差的方法?？朔藘蓚€控制變量同時求解，求解困難，時間長的技術問題。具體技術方案如下：一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，包括以下步驟：S1、安裝球管并進行機械位置對準；S2、選定一個飛焦點位置控制參數使得第一個飛焦點和第二個飛焦點不重合；S3、設置開口位置或放置高密度吸收物質；一般的來說放得離開口位置近一些可以使焦點位置的微小變動在探測器上表現效果更強一些；S4、采用第一個飛焦點位置進行第一個掃描得到信號分布f1；采用第二個飛焦點位置進行第二個掃描得到信號分布f2；S5、采用飛焦點掃描方式進行第三個掃描，對奇數采樣和偶數采樣進行平均后分別得到信號分布o和信號分布e；S6、計算飛焦點控制和探測器數據采集之間的延遲δt并保存在系統配置參數中。具體地，所述步驟S3中開口位置沿飛焦點掃描方向設置。具體地，所述步驟S3中高密度吸收物質為任意形狀。具體地，所述步驟S4中信號分布的采集方式還包括對探測器收到的信號進行參考模塊校正、針對一個射線路徑上不放置任何限束器或高密度物質的參考掃描進行矯正的、對探測器收到的信號進行濾波銳化處理。具體地，所述步驟S4中的信號分布f1和信號分布f2奇數采樣部分滿足下列表征公式：(1-a)*f1+a*f2；其中a為焦點位置切換和數據采集延遲的控制參數；具體地，所述步驟S4中的信號分布f1和信號分布f2偶數采樣部分滿足下列表征公式：a*f1+(1-a)*f2；其中a為焦點位置切換和數據采集延遲的控制參數；具體地，所述步驟S6的計算方法具體包括以下步驟：1)求解最優化問題使得信號分布f1和信號分布f2中的奇數采樣對應的信號分布與偶數采樣對應的信號分布和步驟S5中的信號分布o和信號分布e的誤差最??；2)計算得到焦點位置切換和數據采集延遲的控制參數a和延遲δt。具體地，所述步驟1)中包括設置參數b，得到h＝b*f1+(1-b)*f2，g＝(1-b)*f1+b*f2；求解最優化問題使得h和g與o和e的誤差最小。具體地，所述步驟2)中采用下列公式計算飛焦點位置控制參數a：a＝Argbmin(|h-o|2+|g-e|2)具體地，所述步驟2)中采用下列公式計算延遲δt：δt＝a*T在后續飛焦點掃描時，探測器或者數據采集控制板中設置延遲δt就可以做到飛焦點掃描控制和數據采集同步。本申請中設備工作原理為：陰極燈絲通過高電流產生熱電子發射第一電子束和第二電子束，第一電子束和第二電子束經過陰極和陽極之間的高壓電場分別加速撞擊陽極靶上的第一飛焦點和第二飛焦點，對應產生第一X射線束和第二X射線束；其中，電子束位置控制裝置可以采用靜電場方式或采用通電線圈形成的靜磁場偏轉第一電子束和第二電子束，本專利技術具有以下有益效果：1、本技術方案利用兩個不進行飛焦點切換的掃描數據和一個飛焦點切換的數據直接計算出焦點切換控制和探測器數據采集之間的相位差；無需復雜的解析式，求解過程簡單。2、本方法分離了兩個控制變量的求解過程，兩個變量求解過程互不影響，更加簡便易行，調節時間更加少。附圖說明圖1為本專利技術中所述設備的結構示意圖；圖2為飛焦點控制和數據采集同步性示意圖；圖3為實施例1中Z方向飛焦點示意圖；圖4為實施例2中X方向飛焦點示意圖。附圖標記：1-殼體，2-陽極靶，3-陽極靶轉軸，4-陰極燈絲，5-電子束位置控制裝置，6-第一電子束，7-第二電子束，8-飛焦點A，9-飛焦點B，10-第一X射線束，11-第二X射線束，12-窄開口，13-飛焦點A對應的信號分布，14-飛焦點B對應的信號分布，15-飛焦點C，16-飛焦點D，17-高密度物質，18-飛焦點C對應的信號分布，19-飛焦點D對應的信號分布。具體實施方式實施例1該實施例為Z方向飛焦點，如圖1所示，一個通常的X射線球管包括殼體1，陽極靶2，陽極靶轉軸3，陰極燈絲4，電子束位置控制裝置5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，包括以下步驟：/nS1、安裝球管并進行機械位置對準；/nS2、選定一個飛焦點位置控制參數使得第一個飛焦點和第二個飛焦點不重合；/nS3、設置開口位置或放置高密度吸收物質；/nS4、采用第一個飛焦點位置進行第一個掃描得到信號分布f1；采用第二個飛焦點位置進行第二個掃描得到信號分布f2；/nS5、采用飛焦點掃描方式進行第三個掃描，對奇數采樣和偶數采樣進行平均后分別得到信號分布o和信號分布e；/nS6、計算飛焦點控制和探測器數據采集之間的延遲δt并保存在系統配置參數中。/n

【技術特征摘要】
1.一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，包括以下步驟：
S1、安裝球管并進行機械位置對準；
S2、選定一個飛焦點位置控制參數使得第一個飛焦點和第二個飛焦點不重合；
S3、設置開口位置或放置高密度吸收物質；
S4、采用第一個飛焦點位置進行第一個掃描得到信號分布f1；采用第二個飛焦點位置進行第二個掃描得到信號分布f2；
S5、采用飛焦點掃描方式進行第三個掃描，對奇數采樣和偶數采樣進行平均后分別得到信號分布o和信號分布e；
S6、計算飛焦點控制和探測器數據采集之間的延遲δt并保存在系統配置參數中。


2.根據權利要求1所述的一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，其特征在于，所述步驟S3中開口位置沿飛焦點掃描方向設置。


3.根據權利要求1所述的一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，其特征在于，所述步驟S3中高密度吸收物質為任意形狀。


4.根據權利要求1所述的一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，其特征在于，所述步驟S4中信號分布的采集方式還包括對探測器收到的信號進行參考模塊校正、針對一個射線路徑上不放置任何限束器或高密度物質的參考掃描進行矯正的、對探測器收到的信號進行濾波銳化處理。


5.根據權利要求1所述的一種校準飛焦點控制和數據采集之間相位差的方法，其特征在于，所述步驟S4中的信號分布f1和信號分布f2奇數采樣部分滿足下列表征公式：(1-a)*f1+a*f2；其中a為焦點位置切換和數據采集延遲的控制參...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王斌，蔣唯，黃俊杰，陳婷，
申請(專利權)人：廣東明峰醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44