CN105769231B - 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法 - Google Patents

一种限束器在z轴上的射线跟踪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105769231B
CN105769231B CN201610090289.XA CN201610090289A CN105769231B CN 105769231 B CN105769231 B CN 105769231B CN 201610090289 A CN201610090289 A CN 201610090289A CN 105769231 B CN105769231 B CN 105769231B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detector data
defining clipper
axis
standard variance
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610090289.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105769231A (zh
Inventor
李国旺
刘宇飞
周宇
田季丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinovision Technology (Beijing) Co.,Ltd.
Original Assignee
Sainuo Via Science And Technology (beijing) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sainuo Via Science And Technology (beijing) Co Ltd filed Critical Sainuo Via Science And Technology (beijing) Co Ltd
Priority to CN201610090289.XA priority Critical patent/CN105769231B/zh
Publication of CN105769231A publication Critical patent/CN105769231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105769231B publication Critical patent/CN105769231B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035—Mechanical aspects of CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4021—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明涉及一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法，所述射线跟踪的步骤包括：限束器读取多层CT机的每个view的所有参考通道的探测器数据；将所述探测器数据沿Z轴方向平均分成两组；分别计算出两组探测器数据的平均值、标准方差；得到两组探测器数据的标准方差归一化值；根据所述标准方差归一化值计算出限束器开口在Z轴上的微调距离；将所述A组探测器数据的标准方差与所述B组探测器数据的标准方差进行比较，确定限束器开口在Z轴上的移动方向；限束器按照所述移动方向控制两个钨片在Z轴上同步移动所述微调距离，完成限束器在Z轴上的射线跟踪。本发明能够控制限束器在Z轴方向上移动跟踪X射线源，避免无谓的X射线伤害。

Description

一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法
技术领域
本发明涉及放射诊断的技术领域，具体涉及一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法。
背景技术
计算机断层扫描***(CT)在扫描过程中，由于产生X射线的阳极靶的旋转抖动及阳极靶面的热胀冷缩会导致焦点的偏移，使得在阳极靶面101(焦点)生成的X射线束在Z轴发生无规则的偏移。X射线束穿过限束器开口102及人体的组织器官103后照射到探测器104上。即使微小的偏移，经过几何放大后也会在人体/探测器上产生空间分辨率上的较大偏移，参见图4。这些在Z轴方向产生无规则偏移的X射线束会造成图像质量下降，间接造成了无意义的X射线照射。
发明内容
本发明的目的是提供一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法，基于目前CT***上的限束器，能够控制限束器在Z轴方向上移动跟踪X射线源，使照射到探测器上的X光束刚好覆盖所需的射线宽度。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法，所述射线跟踪的步骤包括：
A、限束器读取多层CT机的每个view的所有参考通道的探测器数据；
B、将所述探测器数据沿Z轴方向平均分成A组探测器数据和B组探测器数据；
C、分别计算出所述A组探测器数据的平均值和所述B组探测器数据的平均值；
D、根据所述A组探测器数据的平均值计算出A组探测器数据的标准方差，根据所述B组探测器数据的平均值计算出B组探测器数据的标准方差；
E、把所述A组探测器数据的标准方差和所述B组探测器数据的标准方差归一化，得到标准方差归一化值；
F、根据所述标准方差归一化值计算出限束器开口在Z轴上的微调距离；将所述A组探测器数据的标准方差与所述B组探测器数据的标准方差进行比较，确定限束器开口在Z轴上的移动方向；
G、限束器按照所述移动方向控制两个钨片在Z轴上同步移动所述微调距离，完成限束器在Z轴上的射线跟踪；
所述微调距离＝两组探测器数据的标准方差归一化值与限束器开口的乘积。
进一步的，所述A组探测器数据的标准方差大于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向B组探测器所在的方向移动；所述A组探测器数据的标准方差小于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向A组探测器所在的方向移动。
进一步的，所述参考通道位于每排探测器的最外端。
进一步的，所述参考通道在CT扫描过程中不能被遮挡，如果被遮挡，限束器根据所述参考通道的CT经验值做出判断，并向上位***报告异常。
进一步的，所述限束器开口宽度在CT扫描过程中保持不变。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明能够准确获得Z轴方向上的射线抖动，并控制限束器在Z轴方向上移动跟踪X射线源，将X射线源发出的X射线加以精确限制，让其只穿过需要扫描的部位和器官，最大限度地减少病人所受剂量。从而实现球管焦点，限束器，探测器保持高度一致性，避免无谓的X射线伤害。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详尽说明。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的射线跟踪示意图；
图2是限束器的结构示意图；
图3是X射线焦点跟踪效果图；
图4是X射线焦点偏移的示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法，所述射线跟踪的步骤包括：
A、限束器读取多层CT机的每个view的所有参考通道1的探测器数据；
在本实施例中，多层CT机有32排探测器，每排探测器有8个参考通道，总共256个参考通道。如下表所示。
至少需要在每排探测器的一侧有射线跟踪的参考通道，对于多排探测器每层参考通道的数量可多可少，数量越多，控制的精度越好。一个view就是把探测器中的所有通道都采集一次，包括参考通道。
进一步的，所述参考通道位于每排探测器的最外端。
B、将所述探测器数据沿Z轴方向平均分成A组探测器数据和B组探测器数据；
在本实施例中，将上述探测器数据沿Z轴方向，从Z轴的中心位置分成两组，第1排～第16排设定为A组，A组探测器数据有128个；第17排～第32排设定为B组，B组探测器数据有128个。两组探测器数据的数据量一样都为N＝128。
C、分别计算出所述A组探测器数据的平均值和所述B组探测器数据的平均值；
Mean_A＝(data1+data2+…+dataN)÷N；
Mean_B＝(dataN+1+dataN+2+…+data2N)÷N；N＝128。
D、根据所述A组探测器数据的平均值计算出A组探测器数据的标准方差，根据所述B组探测器数据的平均值计算出B组探测器数据的标准方差；
σ_A和σ_B反映出两组探测器数据的离散程度。离散程度的测度值越大，说明这两组探测器数据的差异性越大，其根本原因就是限束器开口的位置出现偏差，从而导致进入探测器两边的射线不是均衡的。
当标准方差σ_A和σ_B比较接近时，说明A、B两组参考通道接受的X射线剂量基本一样。限束器控制开口的位置正好使得X射线穿过人体器官并照射到探测器上，没有发生X射线向A、B两组中哪一组偏转的问题,即X射线所照射到人体器官没有发生无谓的射线伤害。
E、把所述A组探测器数据的标准方差和所述B组探测器数据的标准方差归一化，得到标准方差归一化值；
G＝(|σ_A-σ_B|)÷(σ_A+σ_B)。
F、根据所述标准方差归一化值计算出限束器开口2在Z轴上的微调距离；将所述A组探测器数据的标准方差与所述B组探测器数据的标准方差进行比较，确定限束器开口2在Z轴上的移动方向；
在本实施例中，所述A组探测器数据的标准方差大于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向B组探测器所在的方向(向下)移动；所述A组探测器数据的标准方差小于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向A组探测器所在的方向(向上)移动。
σ_A＞σ_B，则向B组探测器方向移动。
σ_A＜σ_B，则向A组探测器方向移动。
G、限束器按照所述移动方向控制两个钨片在Z轴上同步移动所述微调距离，完成限束器在Z轴上的射线跟踪。
微调距离＝两组探测器数据的标准方差归一化值与限束器开口的乘积，Dist＝G×W。限束器开口实际大小的单位以控制精度为准，一般以微米为单位。
限束器在CT扫描前应提前设置好开口宽度，限束器的开口宽度在CT扫描过程中保持不变。对限束器开口大小的控制一方面通过限束器本身的电机和码盘来完成，另一方面还要通过从探测器端参考通道接受到X射线的CT值来判断限束器缝隙的大小是否合适。
限束器主要作用是将从X射线源发出的射线加以限制，让其只穿过需要扫描的人体部位和器官，尽可能的减小病人受到的剂量。
参见图2，限束器的基本结构有
A)钨片3:两个独立运动钨片平行放置，两个钨片平行边之间的缝隙是X射线穿过的地方，而其它地方会被钨片挡住。针对不同的扫描需求，缝隙的大小可以通过两个钨片的相对运动进行调整。
B)电机4及驱动装置:通过传动装置，拖动钨片运动。
C)编码器：钨片运动距离的反馈装置。
D)限位器：检测钨片运动的极限位置。
E)传动装置:包括滑道5、滑块6、丝杠7、皮带8，电机通过传动装置带动钨片运动。
进一步的，所述参考通道在CT扫描过程中不能被遮挡，如果被遮挡，限束器根据所述参考通道的CT经验值做出判断，并向上位***报告异常。
参见图3，在32排CT***上做的试验，每20个view做一次平移跟踪调整。横轴表示view的个数，纵轴为平移跟踪调整的距离。从图中可以看出，平移跟踪调整初期调整的距离比较大，当调整到大约240～260个view以后调整的距离就明显缩短了，说明限束器已经跟踪上了X射线焦点的偏移。
本实施例的内容仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种限束器在Z轴上的射线跟踪方法，其特征在于：所述射线跟踪的步骤包括：
A、限束器读取多层CT机的每个view的所有参考通道的探测器数据；
B、将所述探测器数据沿Z轴方向平均分成A组探测器数据和B组探测器数据；
C、分别计算出所述A组探测器数据的平均值和所述B组探测器数据的平均值；
D、根据所述A组探测器数据的平均值计算出A组探测器数据的标准方差，根据所述B组探测器数据的平均值计算出B组探测器数据的标准方差；
E、把所述A组探测器数据的标准方差和所述B组探测器数据的标准方差归一化，得到标准方差归一化值；
F、根据所述标准方差归一化值计算出限束器开口在Z轴上的微调距离；将所述A组探测器数据的标准方差与所述B组探测器数据的标准方差进行比较，确定限束器开口在Z轴上的移动方向；
G、限束器按照所述移动方向控制两个钨片在Z轴上同步移动所述微调距离，完成限束器在Z轴上的射线跟踪；
所述微调距离＝两组探测器数据的标准方差归一化值与限束器开口的乘积。
2.根据权利要求1所述的射线跟踪方法，其特征在于：所述A组探测器数据的标准方差大于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向B组探测器所在的方向移动；所述A组探测器数据的标准方差小于所述B组探测器数据的标准方差，限束器开口在Z轴上向A组探测器所在的方向移动。
CN201610090289.XA 2016-02-18 2016-02-18 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法 Active CN105769231B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610090289.XA CN105769231B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610090289.XA CN105769231B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105769231A CN105769231A (zh) 2016-07-20
CN105769231B true CN105769231B (zh) 2018-12-11

Family

ID=56402690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610090289.XA Active CN105769231B (zh) 2016-02-18 2016-02-18 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105769231B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110123353B (zh) * 2019-05-29 2022-12-30 明峰医疗***股份有限公司 一种探测器模块的对齐方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4991189A (en) * 1990-04-16 1991-02-05 General Electric Company Collimation apparatus for x-ray beam correction
JP3554400B2 (ja) * 1995-03-10 2004-08-18 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 オフセット補正方法およびｘ線ｃｔ装置
US6310938B1 (en) * 1999-08-27 2001-10-30 General Electric Company Methods and apparatus for calibrating CT x-ray beam tracking loop
JP3964615B2 (ja) * 2000-11-09 2007-08-22 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー コリメータ制御方法および装置並びにｘ線ｃｔ装置
JP2002238885A (ja) * 2001-02-02 2002-08-27 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｘ線焦点位置制御方法及びそのプログラム並びにｘ線ｃｔ装置及びｘ線管
JP2003111754A (ja) * 2001-09-28 2003-04-15 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｘ線ｃｔシステムにおけるガントリ装置およびその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105769231A (zh) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8483363B2 (en) Movable wedge for improved image quality in 3D X-ray imaging
US7409043B2 (en) Method and apparatus to control radiation tube focal spot size
US10638984B2 (en) X-ray collimator and X-ray imaging apparatus using same
US7430282B2 (en) Heel effect compensation filter X-ray irradiator, X-ray CT scanner and method for X-ray CT imaging
EP1181846B1 (en) Method and apparatus for automatic sizing and positioning of abs sampling window in an x-ray imaging system
US10182775B2 (en) X-ray computed tomography apparatus including a first X-ray detector and a second X-ray detector for counting X-ray photons
US8094775B2 (en) X-ray computer tomography apparatus including a pair of separably movable collimators
US20150287221A1 (en) X-ray computed tomography apparatus and control method
KR101577475B1 (ko) 조정가능한 스캐너
US9087619B2 (en) Apparatus for scatter reduction for CT imaging and method of fabricating same
US20170205360A1 (en) X-ray imaging system allowing the correction of the scatter radiation and precise detection of the distance between the source and the detector
KR20190060054A (ko) 치과용 콘-빔 ｃｔ의 산란선 보정방법 및 보정장치
US10531844B1 (en) Narrow beam CT using a 3D fluence modulation and scatter shield system
US20090022263A1 (en) X-ray ct apparatus and method of generating an image
US20170105684A1 (en) Curved movable beam stop array and cbct comprising thereof
CN105142526A (zh) X射线ct装置
Calliste et al. Second generation stationary digital breast tomosynthesis system with faster scan time and wider angular span
CN105769231B (zh) 一种限束器在z轴上的射线跟踪方法
US10497153B2 (en) Heel effect correction in computed tomography
EP3835830B1 (en) Systems and methods for estimating a focal spot motion and calculating a corresponding correction
US9226719B2 (en) X-ray image diagnosis apparatus
Brodin et al. Proposal for a simple and efficient monthly quality management program assessing the consistency of robotic image-guided small animal radiation systems
US10357221B2 (en) Anatomical imaging system with improved detector calibration process
Zhang et al. Improvements to conventional X-ray tube-based cone-beam computed tomography system
Berggren et al. Comparison of first‐and second‐generation photon‐counting slit‐scanning tomosynthesis systems

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 100176 1st floor, building 8, 11 Kangding street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing

Patentee after: Sinovision Technology (Beijing) Co.,Ltd.

Address before: 100176 floor 1, Yuehong building, No.13, Yongchang North Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing

Patentee before: SAINUO WEISHENG TECHNOLOGY (BEIJING) Co.,Ltd.