CN215739035U - 一种标定靶及医学成像*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种标定靶及医学成像***,所述标定靶包括标定靶基板以及嵌于所述标定靶基板的多个标记体;所述标定靶基板包括第一标定靶基板以及第二标定靶基板,所述多个标记体包括嵌于所述第一标定靶基板的多个第一标记体以及嵌于所述第二标定靶基板的多个第二标记体;其中,所述多个第一标记体的总个数大于或等于第一阈值个数。本实用新型增加了第一标记体的个数,进而提高了通过此标定靶进行标定的标定精度,降低了标定靶的安装精度要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及标定技术领域,具体涉及一种标定靶及医学成像***。
背景技术
C臂成像***、CT机等医学成像***是目前医院常用的大型医疗设备之一,它能够在手术中实时生成断层图像,能够在术中帮助医生及时诊断,监视手术情况。医学成像***在使用前需要进行配准,而在配准中,最核心和最关键的步骤就是对医学成像***进行标定。对医学成像***进行标定,需要借助于标定靶,通过标定靶上标记点的空间三维坐标,以及标记点在X射线影像中的像素二维坐标,最终得到医学成像***的内参与外参。
现有的标定靶一般采用金属球体作为标记体,通过标定靶本体的支撑使标记体形成三维空间分布的几何结构,标定靶接受放射源发出的射线照射,在成像探测器上得到衰减后的图像信息,再通过光学追踪***确定标记体的三维空间坐标,根据标记体的三维空间坐标、放射源和成像探测器平面之间的几何投影关系以及投影信息进行标定。
现有的标定靶主要存在以下问题:标定靶上标记体的数目较少,导致当光学追踪***发生波动时,会导致标记体自身三维空间坐标引入的误差增大,进而造成标定精度较低;同时,标记体数目较少时,为了避免影响标定精度,会尽量要求标记体所在平面与放射源的光轴垂直(即标定靶的安装精度要求较高),这样才能保证成像中标记体不被遮挡或产生重叠,导致标定靶的安装精度要求较高。
实用新型内容
有鉴于此,有必要提供一种标定靶以及医学成像***,用以解决现有技术中存在的标定精度较低以及对标定靶安装精度要求较高的技术问题。
一方面,本实用新型提供了一种标定靶,包括标定靶基板以及嵌于所述标定靶基板的多个标记体;
所述标定靶基板包括第一标定靶基板以及第二标定靶基板,所述多个标记体包括嵌于所述第一标定靶基板的多个第一标记体以及嵌于所述第二标定靶基板的多个第二标记体;
其中,所述多个第一标记体的总个数大于或等于第一阈值个数,以确保标定精度。
在一些可能的实现方式中所述多个第一标记体的总个数小于或等于第二阈值个数。
在一些可能的实现方式中,所述第一标定靶基板包括第一标定靶板、第二标定靶板以及至少一个连接板,所述第一标定靶板和所述第二标定靶板相对设置,所述至少一个连接板的两侧分别连接所述第一标定靶板和所述第二标定靶板,所述多个第一标记体包括嵌于所述第一标定靶板的多个第一子标记体以及嵌于所述第二标定靶板的多个第二子标记体。
在一些可能的实现方式中,所述多个第一子标记体中的各第一子标记体的直径均相同,所述多个第二子标记体中的各第二子标记体的直径也均相同;
所述各第一子标记体的直径与所述各第二子标记体的直径不相同。
在一些可能的实现方式中,所述各第一子标记体的直径为1.5mm-2.5mm,所述各第二子标记体的直径为2.5mm-3.5mm。
在一些可能的实现方式中,所述第一标定靶板平行于所述第二标定靶板。
在一些可能的实现方式中,所述第一标定靶板与所述第二标定靶板之间的间距为50mm-100mm。
在一些可能的实现方式中,所述多个第一子标记体的总个数与所述多个第二子标记体的总个数不相同。
在一些可能的实现方式中,沿所述第一标定靶板的正投影方向,所述多个第一子标记与所述多个第二子标记体交错设置。
在一些可能的实现方式中,所述标定靶还包括嵌于所述第一标定靶板的至少一个第一识别体以及嵌于所述第二标定靶板的至少一个第二识别体,所述至少一个第一识别体的直径与所述各第一子标记体的直径相同,所述至少一个第二识别体的直径与所述各第二子标记体的直径相同。
在一些可能的实现方式中,所述多个第一子标记体中的各第一子标记体的衰减度均相同,所述多个第二子标记体中的各第二子标记体的衰减度也相同,所述各第一子标记体的衰减度与所述各第二子标记体的衰减度不相同,且所述各第一子标记体的衰减度和所述各第二子标记体的衰减度均大于所述标定靶基板的衰减度。
另一方面,本实用新型还提供了一种医学成像***,包括放射源、成像探测器、设置在所述放射源和所述成像探测器之间的人体载物台和上述任意一种可能的实现方式中所述的标定靶;所述放射源发出的射线形成的区域为扫描区域,所述第一标定靶基板位于所述扫描区域内,所述第二标定靶基板位于所述扫描区域外。
采用上述实施例的有益效果是:本实用新型提供的标定靶,通过设置第一标定靶基板上嵌入的第一标记体的个数大于第一阈值个数,可降低第一标记体自身空间三维坐标引入的误差,进而提高了通过此标定靶进行标定的标定精度。进一步地,由于增加了第一标记体的个数,即使标记体所在平面与放射源的光轴不垂直,成像中部分标记体发生遮挡或产生重叠,也不会影响通过此标定靶进行标定的标定精度,降低了标定靶的安装精度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的标定靶的一个实施例结构示意图;
图2为本实用新型提供的医学成像***的一个实施例结构示意图;
图3为本实用新型提供的第一标定靶板的一个实施例结构示意图;
图4为本实用新型提供的第一标定靶板的另一个实施例结构示意图;
图5为本实用新型提供的多个标记体的分布方式的一个实施例结构示意图;
图6为本实用新型提供的第一识别体的设置方式的一个实施例结构示意图;
图7为本实用新型提供的第一识别体和第二识别体的第一种设置方式的一个实施例结构示意图;
图8为本实用新型提供的第一识别体和第二识别体的第二种设置方式的一个实施例结构示意图;
图9为本实用新型提供的医学成像***的另一种应用场景的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如:A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本实用新型提供了一种标定靶及医学成像***,以下分别进行说明。
在本实用新型的一些实施例中,如图1所示,标定靶100包括标定靶基板110以及嵌于标定靶基板110的多个标记体120;
标定靶基板110包括第一标定靶基板111以及第二标定靶基板112,多个标记体120包括嵌于第一标定靶基板111的多个第一标记体121以及嵌于第二标定靶基板112的多个第二标记体122;
其中,所述多个第一标记体121的总个数大于或等于第一阈值个数。
与现有技术相比,本实用新型实施例提供的标定靶100,通过设置第一标定靶基板111上嵌入的第一标记体121的个数大于第一阈值个数,可降低第一标记体自身空间三维坐标引入的误差,进而提高了通过此标定靶100进行标定的标定精度。进一步地,由于增加了第一标记体121的个数,即使标记体121所在平面与放射源200的光轴不垂直,成像中部分标记体121发生遮挡或产生重叠,也不会影响通过此标定靶100进行标定的标定精度,降低了标定靶100的安装精度要求。
由于标定靶100是用于对医学成像***的成像进行标定,但标定靶100上的标记体并非全部参与标定,只有位于医学成像***形成的扫描区域内的标记体才参与标定,因此,在本发明的一些实施例中,如图1所示,第一标定靶基板111被配置成位于扫描区域11内,第二标定靶基板112被配置成位于扫描区域11外。
通过配置第一标定靶基板111位于扫描区域11内,在确保标定精度的同时可减少第一标记体121的个数。
其中,扫描区域11是由医学成像***扫描时产生的区域,具体地,如图2所示,为本实用新型实施例提供的医学成像***的一个实施例结构示意图。医学成像***10包括:标定靶100、放射源200、成像探测器300以及人体载物台400,人体载物台400用于放置待检测的人体,人体载物台400设置在放射源200和成像探测器300之间,标定靶100设置于人体载物台400和成像探测器300之间,用于对医学成像***10进行标定,具体地:放射源200用于发出射线,成像探测器300用于接收放射源200发出的射线经过待检测的人体以及标定靶100透射后的透射射线,并检测经过待检测的人体以及标定靶100透射后的透射射线的幅值。其中,扫描区域11指的是放射源200发出的射线形成的区域,可以理解的是,扫描区域11与标定靶100的相交区域会跟随标定靶100的位置不同而变化。
需要说明的是:在一个具体地实施例中,医学成像***10为C臂成像***,放射源200发出的射线为X射线。
应当理解的是:本实用新型实施例中的标定靶100的形状可以为长方体、正方体、圆柱体、多棱柱等任意一种形状,在本实用新型的具体实施例中,以长方体为例进行介绍。
需要说明的是:为了提高标记体120嵌入标定靶基板110的便利度,在本发明的一些实施例中,标记体120嵌入标定靶基板110的方式为半嵌入式,且为了避免标记体120从标定靶110基板脱落,在标记体120与标定靶基板110的接触面,使用专门的胶水进行粘贴固定。
还需要说明的是:为了进一步提高通过此标定靶100的标定精度,在本实用新型的一些实施例中,多个标记体120不完全位于同一平面。
本实用新型实施例通过设置多个标记体120不完全位于同一平面,实现多个标记体120在三维上均有分布,进一步提高了通过此标定靶100进行标定的标定精度。
在本实用新型的优选实施例中,第一阈值个数为32。
通过设置第一阈值个数为32,可实现标定靶100的标定误差小于或等于1mm,达到较高的标定精度。
其中,为了提高标定精度,应提高透过标定靶基板110与透过标记体120的射线之间的对比度,以使标记体120在成像探测器300上的投影更易获取。并且,为了避免标定靶基板110对待检测人体在成像探测器300上的投影造成影响,标记体120对放射源200发出的射线的衰减度大于标定靶基板110对放射源200发出的射线的衰减度。
具体地:标记体120由对射线具有高衰减性质的材料制成,标定靶基板110由对射线具有低衰减性质的材料制成。具体地,标记体120可由碳化钨、不锈钢或金等材料中的任意一种制成。标定靶基板110可由聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)、聚苯乙烯、塑料、陶瓷、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)等材料中的任意一种制成。
进一步地,由于标定靶100在使用前需要灭菌,在本实用新型的一个实施例中,标记体120由不锈钢制成,标定靶基板110由PEEK制成。
这是由于PEEK密度较小,且材料性质较稳定,经过灭菌处理后结构和性质不会发生变化,适用于本实用新型实施例中的医学成像***10。使用由不锈钢制成的标记体120可降低标定靶100的成本。
进一步地,由于放射源200发出的射线经过待检测的人体和标定靶100后在成像探测器300上成像,并通过分析成像实现标定,因此,为了避免第一标记体121的个数太多对待检测人体在成像探测器300上成像的有效区域进行遮挡,在本实用新型的一些实施例中,第一标记体121的总个数小于或等于第二阈值个数。
通过设置第一标记体121的总个数小于或等于第二阈值个数,可避免第一标记体121的个数太多对对待检测人体在成像探测器300上成像的有效区域进行遮挡,提高对待检测人体检测的精度。
在本实用新型的优选实施例中,第二阈值个数为60。
这是由于:虽然标定精度随着第一标记体121总个数的增加而提高,但当第一标记体121的总个数大于60时,标定精度趋近于恒定值,因此,通过设置第一标记体121的总个数不大于60,在提高标定精度、避免遮挡的同时,还可降低标定靶100的制造成本。
在本实用新型的一些实施例中,如图3所示,第一标定靶基板111包括第一标定靶板1111、第二标定靶板1112以及至少一个连接板1113,第一标定靶板1111和第二标定靶板1112相对设置,至少一个连接板1113的两侧分别连接第一标定靶板1112和第二标定靶板1113,多个第一标记体121包括嵌于第一标定靶板1111的多个第一子标记体1211以及嵌于第二标定靶板1112的多个第二子标记体1212。
具体地,第一标定靶基板111为由第一标定靶板1111、第二标定靶板1112以及至少一个连接板1113围合形成的一内部中空的结构,相比于现有技术中第一标定靶基板111的实心结构,可进一步减少第一标定靶基板111对放射源200发射出的射线的衰减,进一步提高了第一标定靶基板111与透过第一子标记体1211的射线之间的对比度,从而进一步提高通过此标定靶100标定的标定精度。同时,还可降低标定靶100的重量,进而降低标定靶100的安装难度。
在本实用新型的一些实施例中,为了进一步简化第一标定靶板111的结构,如图3所示,连接板1113包括连接板本体11131以及开设在连接板本体11131上的至少一个减重孔11132。
应当理解的是:减重孔11132的形状和大小均可根据连接板本体11131的形状和大小进行调整,具体地,减重孔11132的形状可以是圆形、矩形、圆角矩形等形状中的任意一种,在此不做一一赘述。
进一步地,标定靶100还可通过减重孔11132与成像探测器300或外部固定装置固定连接,将标定靶100固定于人体载物台400和成像探测器300之间。
在一个具体地实施例中,标定靶100的固定方式为:在减重孔11132处安装法兰或手柄,通过机械臂或手持将标定靶100固定。
在本实用新型的一些实施例中,为了简化第一标定靶基板111的结构,如图4所示,第一标定靶基板111包括第一标定靶板1111、第二标定靶板1112以及一个连接板1113,连接板1113的两端分别连接于第一标定靶板1111和第二标定靶板1112。
需要说明的是:在本实用新型的一些实施例中,为了保证第一标定靶基板111的稳定性,可适当增加连接板1113的个数,例如:可通过两个、三个或四个连接板1113连接第一标定靶板1111和第二标定靶板1112,在此不做一一赘述。
还应当理解的是:第二标定靶基板112与第一标定靶基板111的结构相同,第二标记体122与第一标记体121相同。
上述实施例中,第一标定靶板1111平行于第二标定靶板1112,通过设置第一标定靶板1111平行于第二标定靶板1112,无需考虑第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的角度对第一子标记体1211和第二子标记体1212的影响,便于第一子标记体1211和第二子标记体1212的设置。
在本实用新型的另外一些实施例中,第一标定靶板1111不平行于第二标定靶板1112,通过设置第一标定靶板1111不平行于第二标定靶板1112,可增加在垂直于第一标定靶板1111方向上的第一子标记体1211和/或第二子标记体1212的个数,从而可进一步提高通过此标定靶100标定的标定精度。
进一步地,由于在标定过程中,标记体120会从多个角度投影至成像探测器300,为了避免标记体120从不同角度投影在成像探测器300上的形状不同,造成标记体120无法进行有效识别,在本实用新型的一些实施例中,第一标记体121和第二标记体122均为球体,即:多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212均为球体。
通过设置第一标记体121和第二标记体122均为球体,因为球体在从不同角度的投影都接近于圆形,可便于第一标记体121和第二标记体122的识别,进一步提高了通过标定靶100标定的标定精度。
由于第一子标记体1211、第二子标记体1212和待检测人体均要经过射线投影至成像探测器300上,因此,为了避免待检测人体的组织对第一子标记体1211、第二子标记体1212的识别造成影响,在本实用新型的一些实施例中,多个第一子标记体1211中的各第一子标记体1211的直径均相同,多个第二子标记体1212中的各第二子标记体1212的直径也均相同。
通过上述设置,可避免待检测人体的组织对第一子标记体1211、第二子标记体1212造成影响,使得第一子标记体1211、第二子标记体1212可易于被识别。
进一步地,由于第一子标记体1211和第二子标记体1212经过射线投影至成像探测器300上时,在成像探测器300上的坐标为二维坐标,因此,为了在成像探测器300上分辨出第一子标记体1211和第二子标记体1212,在本实用新型的一些实施例中,第一子标记体1211的直径与第二子标记体1212的直径不相同。
当第一子标记体1211的直径与第二子标记体1212的直径不相同时,第一子标记体1211和第二子标记体1212投影在成像探测器300上的面积不同,通过区分面积即可识别第一子标记体1211和第二子标记体1212。
在本实用新型的一些实施例中,第一子标记体1211的直径为1.5mm-2.5mm,第二子标记体1212的直径为2.5mm-3.5mm。
通过设置第一子标记体1211的直径为1.5mm-2.5mm,第二子标记体1212的直径为2.5mm-3.5mm,可在保证第一子标记体1211和第二子标记体1212在成像探测器300上易识别的同时降低第一子标记1211和第二子标记体1212的体积,节省材料。
在本实用新型的一个优选实施例中,第一子标记体1211的直径为2mm,第二子标记体1212的直径为3mm。
通过设置第一子标记体1211的直径为2mm,第二子标记体1212的直径为3mm,可进一步提高第一子标记体1211和第二子标记体1212的易识别性。
在本实用新型的另外一些实施例中,实现在成像探测器300上分辨出第一子标记体1211和第二子标记体1212的方式为:多个第一子标记体1211中的各第一子标记体1211的衰减度均相同,多个第二子标记体中1212的各第二子标记体1212的衰减度也相同,第一子标记体1211的衰减度与第二子标记体1212的衰减度不相同。
当第一子标记体1211的衰减度和第二子标记体1212的衰减度不相同时,第一子标记体1211和第二子标记体1212投影在成像探测器300上的灰度不同,通过区分灰度即可识别第一子标记体1211和第二子标记体1212。
应当理解的是:当本发明实施例中的标定靶100用于放射源200发出的射线为X射线时,第一子标记体1211的衰减度与第二子标记体1212的衰减度指的是对X射线的衰减度。同理:当放射源200发出的射线时其他类型射线(例如:α射线、γ射线)时,第一子标记体1211的衰减度与第二子标记体1212的衰减度指的则是对其他类型射线的衰减度。
在本发明的一个实施例中,标定靶基板110为矩形,则为了进一步提高通过标定靶100标定的标定精度,在本实用新型的一些实施例中,如图5所示,在第一标定靶板1111的正投影方向,第一标定靶板1111和第二标定靶板1112重合,且多个第一子标记体1211在第一标定靶板1111上呈矩阵阵列排布,多个第二子标记体1212在第二标定靶板1112上呈矩形阵列排布。
即:多个第一子标记体1211在第一标定靶板1111上均布,多个第二子标记体1212在第二标定靶板1112上均布,且多个第一子标记体1211关于第一标定靶板1111的对称轴对称;多个第二子标记体1212关于第二标定靶板1112对称。
通过设置多个第一子标记体1211在第一标定靶板1111上呈矩形阵列排布,多个第二子标记体1212在第二标定靶板1112上呈矩形阵列排布,相比于其他排布方式,可提高标定靶100标定的标定精度。
应当理解的是:在本发明的一些其他实施例中,当标定靶基板110为圆形时,多个第一子标记体1211在第一标定靶板1111上呈圆形阵列分布,多个第二子标记体1212在第二标定靶板1112上也圆形阵列分布。
在本实用新型的优选实施例中,为了避免多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212在成像探测器300上的投影相互遮挡或重叠,如图5所示,沿第一标定靶板1111的正投影方向,多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212交错设置。即:沿第一标定靶板1111的正投影方向,多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212不重叠。
通过设置沿第一标定靶板1111的正投影方向,多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212不重叠,可避免多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212在成像探测器300上的投影相互遮挡或重叠,进一步提高标定精度。
应当理解的是:为了同时实现多个第一标记体1211和多个第二标记体1212均布,且多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212交错设置,在本实用新型的一些实施例中,多个第一子标记体1211的总个数和多个第二子标记体1212的总个数不相同。
在本实用新型的一个优选实施例中,多个第一子标记体1211的总个数为16,多个第二子标记体1212的总个数为25。
由于标定过程是将标记体120的三维坐标与标记体120经过放射源200扫描后在成像探测器300上的二维坐标进行对应,因此,需要识别各标记体120及各标记体120在成像探测器300上的二维坐标。即:通过上述实施例分辨出第一子标记体1211和第二子标记体1212后,还需对多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212进行识别。
在本实用新型的一些实施例中,如图5所示,标定靶100还包括嵌于第一标定靶板1111的至少一个第一识别体130以及嵌于第二标定靶板1112的至少一个第二识别体140,至少一个第一识别体130的直径与第一子标记体1211的直径相同,至少一个第二识别体140的直径与第二子标记体1212的直径相同。
在本实用新型的一个具体实施例中,如图5所示,多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212分别进行识别,即:标定靶100包括嵌于第一标定靶板1111的至少三个第一识别体130以及嵌于第二标定靶板1112的至少三个第二识别体140。
具体地:至少三个第一识别体130包括至少一个第一识别球131以及至少两个第二识别球132,且至少一个第一识别球131设置在第一方向A上,至少两个第二识别球132设置在第二方向B上,第一方向A垂直于第二方向B。通过至少一个第一识别球131和至少两个第二识别球132构成第一二维坐标系,则多个第一子标记体1211通过第一二维坐标系可一一确认。
应当理解的是:为了避免第一方向和第二方向分辨不清,第一识别球131和第二识别球132的个数不相同。同时,第一标定靶板1111包括相互垂直的第一侧边a和第二侧边b,第一方向A与第一侧边a平行,第二方向B与第二侧边b平行。
为了避免当放射源200发出的射线沿不同角度扫描时,造成第一识别球131和/或第二识别球132被待检测的人体遮挡,导致无法建立有效的第一二维坐标系,在本实用新型的一个具体实施例中,如图5所示,至少三个第一识别体130包括设置在第一方向A上的三个第一识别球131以及设置在第二方向B上的两个第二识别球132。
为了避免当第一识别体130的个数过多时,对待检测人体的有效区域造成遮挡,在本实用新型的一个具体实施例中,如图6所示,至少三个第一识别体130包括设置在第一方向A上的两个第一识别球131以及设置在第二方向B上的一个第二识别球132。
同理,至少三个第二识别体140包括至少一个第三识别球141以及至少两个第四识别球142,且至少一个第三识别球141设置在第一方向A上,至少两个第四识别球142设置在第二方向B上。通过至少一个第三识别球141和至少两个第四识别球142构成第二二维坐标系,则多个第二子标记体1212通过第二二维坐标系可一一确认。
应当理解的是:为了避免第一方向和第二方向分辨不清,第三识别球141和第四识别球142的个数不相同。
为了避免当放射源200发出的射线沿不同角度扫描时,造成第三识别球141和/或第四识别球142被待检测的人体遮挡,导致无法建立有效的第二二维坐标系,在本实用新型的一个具体实施例中,如图5所示,至少三个第二识别体140包括设置在第一方向A上的三个第三识别球141以及设置在第二方向B上的两个第四识别球142。
为了避免当第二识别体140的个数过多时,对待检测人体的有效区域造成遮挡,在本实用新型的一个具体实施例中,如图6所示,至少三个第二识别体140包括设置在第一方向A上的两个第三识别球141以及设置在第二方向B上的一个第四识别球142。
在本实用新型的一个优选实施例中,如图7所示,多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212通过一个第三二维坐标系进行分辨,具体地:标定靶100包括嵌于第一标定靶板1111上的一个第一识别体130以及嵌于第二标定靶板1112上的一个第二识别体140,且第一识别体130设置在第二方向B上,第二识别体140设置在第一方向A上,通过第一识别体130和第二识别体140构成第三二维坐标系,则多个第一子标记体1211通过第三二维坐标系可一一确认。
为了避免当放射源200发出的射线沿不同角度扫描时,造成第一识别体130和/或第四识别体140被待检测的人体遮挡,导致无法建立有效的第三二维坐标系,在本实用新型的一个具体实施例中,如图8所示,标定靶100包括设置在第二方向B上的两个第一标记体130以及设置在第一方向A上的三个第二识别体140。
需要说明的是:第一识别体130和第二识别体140应当设置于第一标定靶板1111和第二标定靶板1112靠近中间的位置,防止当标定靶100放偏或放射源200发出的射线较偏时,第一识别体130和第二识别体140未投影在成像探测器300上,导致无法对多个第一子标记体1211和多个第二子标记体1212进行有效识别,通过设置第一识别体130和第二识别体140应当设置于第一标定靶板1111和第二标定靶板1112靠近中间的位置,可提高标定靶100进行标定时的可靠性。
为了确保标定靶100的标定精度满足要求,第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为50mm-100mm。
由于待检测的人体分为正面和背面,因此,医学成像***的应用场景也分为两种,第一种应用场景如图1所示,放射源200置于待检测人体的下方,即:放射源200发出的射线由待检测人体的背面进入,由待检测人体的正面射出至成像探测器300。第二种应用场景如图9所示,放射源200置于待检测人体的上方,即:放射源200发出的射线由待检测人体的正面进入,由待检测人体的背面射出至成像探测器300。两种应用场景下的第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距不相同。
具体地:当医学成像***是如图2所示的应用场景时,第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为75mm-100mm。
设置上述间距的原因是:当第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距小于75mm或大于100mm时,标定靶100的标定误差大于1mm,不满足标定精度。
在一个优选的实施例中,第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为88mm。
通过上述设置,可最大化标定靶100的标定精度,这是由于当第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为88mm时,标定靶100的标定精度最高。
当医学成像***是如图9所示的应用场景时,第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为50mm-70mm。
设置上述间距的原因是:当第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距小于50mm或大于70mm时,标定靶100的标定误差大于1mm,不满足标定精度。
在一个优选的实施例中,第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为56mm。
通过上述设置,可最大化标定靶100的标定精度,这是由于当第一标定靶板1111与第二标定靶板1112之间的间距为56mm时,标定靶100的标定精度最高。
在本实用新型的一些实施例中,标定靶100的标定精度为:标定误差小于或等于1mm。
基于上述标定精度,本实用新型实施例还对医学成像***的两种应用场景下的调节量进行了实验验证,以成像探测器300靠近放射源200的平面分别建立X轴和Y轴,以从成像探测器300到放射源200的方向作为Z轴,其中,调节量包括标定靶100分别沿X轴、Y轴、Z轴的平移距离以及分别沿X轴、Y轴、Z轴的旋转角度。则在保证标定靶100的标定精度的前提下,调节量的调节范围如表1所示:
表1 调节量的调节范围
表1中的标定靶100分别沿X轴、Y轴、Z轴的平移距离均是基于标定靶100的初始位置。其中,当医学成像***为第一种应用场景时,标定靶100的初始位置为标定靶100与成像探测器300之间的间距为30mm的位置,即:标定靶100的坐标为(0,0,30)。而当医学成像***为第二种应用场景时,标定靶100的初始位置为标定靶100与成像探测器300之间的间距为430mm的位置。
另一方面,本实用新型还相应提供了一种医学成像***,医学成像***包括放射源、成像探测器以及设置在放射源和成像探测器之间的人体载物台和标定靶,标定靶为上述任意实施例中的标定靶100。
其中,医学成像***可以是C臂成像***、CT成像***等中的任意一种。
以上对本实用新型所提供的标定靶及医学成像***进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (12)
1.一种标定靶,其特征在于,包括标定靶基板以及嵌于所述标定靶基板的多个标记体;
所述标定靶基板包括第一标定靶基板以及第二标定靶基板,所述多个标记体包括嵌于所述第一标定靶基板的多个第一标记体以及嵌于所述第二标定靶基板的多个第二标记体;
其中,所述多个第一标记体的总个数大于或等于第一阈值个数,以确保标定精度。
2.根据权利要求1所述的标定靶,其特征在于,所述多个第一标记体的总个数小于或等于第二阈值个数。
3.根据权利要求1所述的标定靶,其特征在于,所述第一标定靶基板包括第一标定靶板、第二标定靶板以及至少一个连接板,所述第一标定靶板和所述第二标定靶板相对设置,所述至少一个连接板的两侧分别连接所述第一标定靶板和所述第二标定靶板,所述多个第一标记体包括嵌于所述第一标定靶板的多个第一子标记体以及嵌于所述第二标定靶板的多个第二子标记体。
4.根据权利要求3所述的标定靶,其特征在于,所述多个第一子标记体中的各第一子标记体的直径均相同,所述多个第二子标记体中的各第二子标记体的直径也均相同;
所述各第一子标记体的直径与所述各第二子标记体的直径不相同。
5.根据权利要求4所述的标定靶,其特征在于,所述各第一子标记体的直径为1.5mm-2.5mm,所述各第二子标记体的直径为2.5mm-3.5mm。
6.根据权利要求3所述的标定靶,其特征在于,所述第一标定靶板平行于所述第二标定靶板。
7.根据权利要求6所述的标定靶,其特征在于,所述第一标定靶板与所述第二标定靶板之间的间距为50mm-100mm。
8.根据权利要求3所述的标定靶,其特征在于,所述多个第一子标记体的总个数与所述多个第二子标记体的总个数不相同。
9.根据权利要求3所述的标定靶,其特征在于,沿所述第一标定靶板的正投影方向,所述多个第一子标记与所述多个第二子标记体交错设置。
10.根据权利要求4所述的标定靶,其特征在于,所述标定靶还包括嵌于所述第一标定靶板的至少一个第一识别体以及嵌于所述第二标定靶板的至少一个第二识别体,所述至少一个第一识别体的直径与所述各第一子标记体的直径相同,所述至少一个第二识别体的直径与所述各第二子标记体的直径相同。
11.根据权利要求3所述的标定靶,其特征在于,所述多个第一子标记体中的各第一子标记体的衰减度均相同,所述多个第二子标记体中的各第二子标记体的衰减度也相同,所述各第一子标记体的衰减度与所述各第二子标记体的衰减度不相同,且所述各第一子标记体的衰减度和所述各第二子标记体的衰减度均大于所述标定靶基板的衰减度。
12.一种医学成像***,其特征在于,包括放射源、成像探测器以及设置在所述放射源和所述成像探测器之间的人体载物台和权利要求1-11中任意一项所述的标定靶;所述放射源发出的射线形成的区域为扫描区域,所述第一标定靶基板位于所述扫描区域内,所述第二标定靶基板位于所述扫描区域外。
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CN202122373776.6U CN215739035U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种标定靶及医学成像*** |
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