CN113835115B - 一种ct探测器状态检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医学影像技术领域,尤其涉及一种CT探测器状态检测方法,包括以下步骤:采集多组CT探测器的暗电流数据;根据CT探测器的电路结构,对暗电流数据进行校正;根据校正后的暗电流数据,对CT探测器安装后的每个模块单元及各个探测器通道进行统计计算和检验,辨别模块单元的状态及各个探测器通道的状态是否正常;优势在于:相对于现有技术采用探测器监测***的各种检测指标来评判探测器的状态,本方法是通过统计方法,结合探测器的电路结构,利用暗电流数据的特点,计算采集的多组暗电流数据,辨别CT探测器安装后的状态是否正常,具有操作计算过程简单、高效,所得结论客观可靠的优点。

Description

一种CT探测器状态检测方法
技术领域
本发明涉及医学影像技术领域,尤其涉及一种CT探测器状态检测方法。
背景技术
断层层析成像(CT)扫描仪采集的信号由CT探测器所采集。一般在CT扫描仪设备出厂前,生产厂家需要对CT探测器进行调试、校准,使CT探测器符合规定的要求。另外,CT探测器模块可能在加工、运输、安装等过程中,存在发生误操作误安装等意外,导致CT探测器模块性能受损、安装不合格或者出现漏光等情况。因此,在出厂前的调试过程中,需要对安装后CT探测器模块的状态进行评估,确保探测器模块在生产、安装过程中满足比如封装稳定性、没有出现漏光情况等预设的标准,从而实现重建图像质量的稳定。
另一方面,随着CT扫描仪使用次数的增多,长期使用过程中可能出现了一些误操作,使得CT探测器部分模块的性能及稳定性可能发生了变化,而在对CT扫描仪的后期维护中,针对这种可能出现的模块性能、稳定性的变化,可能需要对模块进行拆卸、调整、更换等操作,这同时也要求调整、更换后的模块及CT探测器整体也满足上述比如封装稳定性、没有出现漏光情况等预设的标准。
为了针对这种可能在生产、安装过程中由于生产、安装失误等情况而带来的封装不达标、漏光等问题,有必要对安装后的CT探测器的状态进行检测。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种CT探测器状态检测方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种CT探测器状态检测方法,包括以下步骤:
S100.采集多组CT探测器的暗电流数据;
S200.根据CT探测器的电路结构,对暗电流数据进行校正;
S300.根据校正后的暗电流数据,对CT探测器安装后的每个模块单元及各个探测器通道进行统计计算和检验,辨别模块单元的状态及各个探测器通道的状态是否正常。
进一步的,所述步骤S100中暗电流数据的采集具体包括以下内容:
暗电流数据I0(x,y,t)为无曝光下n×m探测器的数据采集,其中每组暗电流数据对应每个时刻t,一共T个时刻,x代表在探测器通道方向的第x个通道,n为探测器通道方向的通道总数,y代表在探测器排方向的第y排,m为探测器排方向的通道总数。
进一步的,所述步骤S200中,对暗电流数据的校正包括以下步骤:
S210.对所有暗电流数据,在时间T方向计算暗电流均值向量V0(x,y),
S220.使每个时刻t的暗电流数据I0(x,y,t)减去此暗电流均值向量V0(x,y),得到暗电流校正后的数据I1(x,y,t)。
进一步的,探测器通道的统计计算和检验包括以下步骤:
S310.提取每个探测器通道在所有时刻的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取探测器标号为(x,y)通道的暗电流数据的观察直方分布函数Fx,y(I),其中Fx,y(I)=hist(I1(x,y,t)),t=1,...,T,式中的hist(I)代表使输入的数据I直方图分布;
S320.探测器标号为(x,y)通道的统计检验公式为:hx,y(k)=TEST(Fx,y,Pideal,a),其中,TEST为统计检验方式,α为对于每个探测器通道进行统计检验的显著性水平,Pideal表示常数变量,代表正常暗电流数据噪声的累积分布函数,hx,y(k)为探测器标号为(x,y)通道的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hx,y(k)为0,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态正常,符合标准;
若检验结果hx,y(k)为1,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态可能不正常,建议进一步检查。
进一步的,探测器模块单元的统计计算和检验包括以下步骤:
S330.对于第K个探测器模块单元,提取该模块单元内所有时刻所有通道共NM×T个通道的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取第k个模块单元暗电流数据的观察直方分布函数FM,(K)(I),其中
S340.对该探测器模块内的所有通道进行统计检验,统计检验公式为:
hM(k)=TEST(FM,(k),Pideal,αM);其中,αM为对于模块单元进行统计检验的显著性水平,hM(k)为第k个探测器模块单元的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hM(k)为0,则表示第k个探测器模块的状态正常,符合标准;
若检验结果hM(k)为1,则表示第k个探测器模块的状态可能不正常,建议进一步检查。
进一步的,所述正常暗电流数据噪声的累积分布函数Pideal的获取包括以下步骤:使用状态正常的同型号CT扫描仪采集多组正常的暗电流数据;对正常的多组暗电流数据进行校正;对校正后的多组正常暗电流数据进行直方图统计,得到直方图分布Histideal;对直方图分布Histideal进行多项式拟合,得到累积分布函数Pideal
本发明的优点在于:相对于现有技术采用探测器监测***的各种检测指标来评判探测器的状态,本方法是通过统计方法,结合探测器的电路结构,利用暗电流数据的特点,计算采集的多组暗电流数据,辨别CT探测器安装后的状态是否正常,具有操作计算过程简单、高效,所得结论客观可靠的优点。
附图说明
图1为实施例中探测器的暗电流数据采集示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例一种CT探测器状态检测方法,结合CT探测器的电路结构,利用暗电流数据的特点,对采集的多组暗电流数据进行统计计算,从而判断CT探测器在安装之后的状态是否正常。具体包括以下步骤:
S100.采集多组CT探测器的暗电流数据;每组暗电流数据对应每个时刻t,一共T个时刻,一般而言,为了保证统计计算分析的数据有效性,时刻数目T应选择较大的数,如512等;
每个时刻t的暗电流数据I0(x,y,t),为无曝光下n×m探测器的数据采集,如下图1所示,其中,x代表在探测器通道方向的第x个通道,n为探测器通道方向的通道总数,y代表在探测器排方向的第y排,m为探测器排方向的通道总数;
S200.根据CT探测器的电路结构,对暗电流数据进行校正;
S210.对所有暗电流数据,在时间T方向计算暗电流均值向量V0(x,y),
S220.使每个时刻t的暗电流数据I0(x,y,t)减去此暗电流均值向量V0(x,y),得到暗电流校正后的数据I1(x,y,t);
S300.根据校正后的暗电流数据I1(x,y,t),对CT探测器安装后的每个模块单元及各个探测器通道进行统计计算和检验,辨别模块单元的状态及各个探测器通道的状态是否正常。
根据校正后的数据I1(x,y,t)进行统计计算检验,判断CT探测暗器安装后的状态是否正常。由于正常暗电流数据的噪声应该符合某种分布Pideal,因此可以通过对校正后每个模块单元的暗电流数据及每个探测器通道的暗电流数据进行统计分析,判断每个模块单元的状态及每个探测器通道的状态是否正常。
由上述可知,需要预先获取正常暗电流数据噪声的累积分布函数Pideal。通常累积分布函数Pideal作为参考常数变量,可以被提前采集、计算所获取,Pideal的获取方法为:
使用状态正常的同型号CT扫描仪采集多组正常的暗电流数据;
使用步骤S200的方法,对正常的多组暗电流数据进行校准;
对校准后的多组正常的暗电流数据进行直方图统计,得到直方图分布Histideal
对直方图分布Histideal进行多项式拟合,拟合结果就是需要获取的累积分布函数Pideal
针对探测器通道的统计计算和检验包括以下步骤:
S310.CT探测器一共n×m个探测通道,提取每个探测器通道在所有时刻的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取探测器标号为(x,y)通道的暗电流数据的观察直方分布函数Fx,y(I),其中Fx,y(I)=hist(I1(x,y,t)),t=1,...,T,式中的hist(I)代表使输入的数据I直方图分布;
S320.探测器标号为(x,y)通道的统计检验公式为:hx,y(k)=TEST(Fx,y,Pideal,α),其中,TEST为统计检验方式,可以选择使用Kolmogorov-Smirnov检验、卡方检验等统计检验方式;α为对于每个探测器通道进行统计检验的显著性水平;Pideal表示常数变量,代表正常暗电流数据噪声的累积分布函数,hx,y(k)为探测器标号为(x,y)通道的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hx,y(k)为0,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态正常,符合标准;
若检验结果hx,y(k)为1,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态可能不正常,建议进一步检查。
针对探测器模块单元的统计计算和检验包括以下步骤:
S330.对于第K个探测器模块单元,提取该模块单元内所有时刻所有通道共NM×T个通道的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取第k个模块单元暗电流数据的观察直方分布函数FM,(K)(I),其中
S340.对该探测器模块内的所有通道进行统计检验,统计检验公式为:
hM(k)=TEST(FM,(k),Pideal,αM);其中,αM为对于模块单元进行统计检验的显著性水平,hM(k)为第k个探测器模块单元的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hM(k)为0,则表示第k个探测器模块的状态正常,符合标准;
若检验结果hM(k)为1,则表示第k个探测器模块的状态可能不正常,该模块单元在生产、安装的过程中可能出现了异常状况,建议进一步检查。
上述实施例仅用于解释说明本发明的构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种CT探测器状态检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100.采集多组CT探测器的暗电流数据;暗电流数据的采集具体包括以下内容:暗电流数据I0(x,y,t)为无曝光下n×m探测器的数据采集,其中每组暗电流数据对应每个时刻t,一共T个时刻,x代表在探测器通道方向的第x个通道,n为探测器通道方向的通道总数,y代表在探测器排方向的第y排,m为探测器排方向的通道总数;
S200.根据CT探测器的电路结构,对暗电流数据进行校正;
S210.对所有暗电流数据,在时间T方向计算暗电流均值向量V0(x,y),
S220.使每个时刻t的暗电流数据I0(x,y,t)减去此暗电流均值向量V0(x,y),得到暗电流校正后的数据I1(x,y,t);
S300.根据校正后的暗电流数据,对CT探测器安装后的每个模块单元及各个探测器通道进行统计计算和检验,辨别模块单元的状态及各个探测器通道的状态是否正常;
探测器通道的统计计算和检验包括以下步骤:
S310.提取每个探测器通道在所有时刻的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取探测器标号为(x,y)通道的暗电流数据的观察直方分布函数Fx,y(I),其中Fx,y(I)=hist(I1(x,y,t)),t=1,…,T,式中的hist(I)代表使输入的数据I直方图分布;
S320.探测器标号为(x,y)通道的统计检验公式为:hx,y(k)=TEST(Fx,y,Pideal,α),其中,TEST为统计检验方式,α为对于每个探测器通道进行统计检验的显著性水平,Pideal表示常数变量,代表正常暗电流数据噪声的累积分布函数,hx,y(k)为探测器标号为(x,y)通道的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hx,y(k)为0,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态正常,符合标准;
若检验结果hx,y(k)为1,则表示探测器标号为(x,y)通道的状态可能不正常,建议进一步检查;
探测器模块单元的统计计算和检验包括以下步骤:
S330.对于第K个探测器模块单元,提取该模块单元内所有时刻所有通道共NM×T个通道的校正数据I1(x,y,t)信号,由这些信号可以获取第k个模块单元暗电流数据的观察直方分布函数FM,(K)(I),其中
S340.对该探测器模块内的所有通道进行统计检验,统计检验公式为:
hM(k)=TEST(FM,(k),PidealM);其中,αM为对于模块单元进行统计检验的显著性水平,hM(k)为第k个探测器模块单元的统计检验结果,数值为0或1;
若检验结果hM(k)为0,则表示第k个探测器模块的状态正常,符合标准;
若检验结果hM(k)为1,则表示第k个探测器模块的状态可能不正常,建议进一步检查。
2.如权利要求1所述的一种CT探测器状态检测方法,其特征在于,所述正常暗电流数据噪声的累积分布函数Pideal的获取包括以下步骤:使用状态正常的同型号CT扫描仪采集多组正常的暗电流数据;对正常的多组暗电流数据进行校正;对校正后的多组正常暗电流数据进行直方图统计,得到直方图分布Histideal;对直方图分布Histideal进行多项式拟合,得到累积分布函数Pideal
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