一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法和装置

摘要

本发明实施例公开了一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法和装置。其中，该方法包括：在期望的电流调制曲线上选取多个采样点作为逼近点；建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像系统中的X射线管的电流进行调制。根据本发明实施例，可以真正地实现在使用最小的辐射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，特别是涉及一种计算机断层摄影成像系 统中的电流调制方法和装置。

背景技术

计算机断层摄影成像(CT，Computed Tomography)系统是利用精确准直 的X射线源与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一系列的断面 扫描，每次扫描过程中由探测器接收穿过人体后的衰减X线束，再由模/数转 换器将模拟量转换成数字量，然后输入电子计算机，经电子计算机高速计算， 得出该层面各点的X线吸收系数值，用这些数据组成图像的矩阵。再经图像 显示器将不同的数据用不同的灰度等级显示出来，这样该断面的解剖结构就 可以清晰地显示在监视器上，也可利用多幅相机或激光相机把图像记录在照 片上。

X射线源包括有X射线管，X射线管在管电流的驱动下发射X射线。当 以较高的电流驱动X射线管时可以形成较清晰的图像，但是，人体也会受到 较大的辐射(即，对人体的辐射剂量大)；相反，当以较小的电流驱动X射线 管时，图像将产生严重的失真，而人体受到的辐射也会相应变小(即，对人 体的辐射剂量小)。因此，理想的状态是，使用最小的辐射剂量产生对诊断有 价值的图像。

目前，在现有技术中，已经基于电流调制技术确定了一种理想状态的电 流调制曲线。如图1所示，在该理想状态的电流调制曲线上，对应不同的扫 描角度，可以确定不同的电流期望值。根据确定的电流期望值驱动X射线管， 可以在使用最小的辐射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

但是，在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中至少存 在如下问题：由于CT系统自身的限制，X射线管的实际电流值无法达到已 设定的电流期望值，如图1所示，最终无法真正地实现在使用最小的辐射剂 量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种计算机断层摄影成像 系统中的电流调制方法和装置，真正地实现在使用最小的辐射剂量的情况下 而产生对诊断有价值的图像。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法，包括：

将期望的电流调制曲线上离散的数据点选为逼近点；

建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流在所述逼 近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流的变化速 率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；

根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像系统中的X射线管的 电流进行调制。

优选的，在建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电 流在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电 流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内之前，所述方法还包括：

为所述逼近点处的实际电流设置逼近因子，其中，逼近因子越大逼近程 度越高，逼近因子越小逼近程度越低；

则所述建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流值 在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流 的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内，具体为：

建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流值在所述 逼近点处按照设置的所述逼近因子逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电 流值，且实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内。

优选的，所述为所述逼近点处的实际电流设置逼近因子，包括：

从所述逼近点中筛选出所述期望的电流调制曲线上的波峰点和/或波谷 点；

按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对所述波峰点和/或所述波谷点进行 排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际电流设置 逼近因子；

将除所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它所述逼近点处的实际电流的 逼近因子设置为1。

优选的，在按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对所述波峰点和/或所述波 谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际 电流设置逼近因子之前，所述方法还包括：

从所述波峰点和/或所述波谷点中过滤掉不符合预置条件的波峰点和/或 波谷点；

则所述按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对所述波峰点和/或所述波谷 点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际电 流设置逼近因子，具体为：

按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对过滤后的所述波峰点和/或所述波 谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际 电流设置逼近因子；

则将除所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它所述逼近点处的实际电流 的逼近因子设置为1，具体为：

将除过滤后的所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它所述逼近点处的实 际电流的逼近因子设置为1。

优选的，所述以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实 际电流设置逼近因子，包括：

计算所述期望的电流调制曲线在排序后的波峰点处和/或波谷点处的所有 期望电流值的总和值；

计算排序的位数与所述总和值的乘积值，所述乘积值为排序后的波峰点 处和/或波谷点处的实际电流值的逼近因子。

优选的，建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流 在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流 的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内，具体为：

计算在所述逼近点处与所述期望的电流调制曲线上的期望电流值之间的 差值的范数达到最小，且变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内的 实际电流值；

根据所述实际电流值确定实际电流调制曲线。

优选的，所述建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际 电流在所述逼近点处按照设置的所述逼近因子逼近所述期望的电流调制曲线 上的期望电流值，且实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范 围内，具体为：

计算实际电流值，所述实际电流值在所述逼近点处与所述期望的电流调 制曲线上的期望电流值之间的差值的范数与设置的所述逼近因子的乘积值达 到最小，且所述实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；

根据所述实际电流值确定实际电流调制曲线。

一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制装置，包括：

逼近点选取模块，用于将期望的电流调制曲线上离散的数据点选为逼近 点；

实际电流调制曲线建立模块，用于建立实际电流调制曲线，所述实际电 流调制曲线中的实际电流在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的 期望电流值，且实际电流的变化率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；

电流调制模块，用于根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像 系统中的X射线管的电流进行调制。

优选的，所述装置还包括：

逼近因子设置模块，用于在所述实际电流调制曲线建立模块建立实际电 流调制曲线之前，为所述逼近点处的实际电流设置逼近因子，其中，逼近因 子越大逼近程度越高，逼近因子越小逼近程度越低；

则所述实际电流调制曲线建立模块，用于建立实际电流调制曲线，所述 实际电流调制曲线中的实际电流值在所述逼近点处按照设置的所述逼近因子 逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流的变化速率在计 算机断层摄影成像系统允许范围内。

优选的，所述逼近因子设置模块包括：

筛选子模块，用于从所述逼近点中筛选出所述期望的电流调制曲线上的 波峰点和/或波谷点；

第一设置子模块，用于按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对所述波峰点 和/或所述波谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷 点处的实际电流设置逼近因子；

第二设置子模块，用于将除所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它所述 逼近点处的实际电流的逼近因子设置为1。

优选的，所述逼近因子设置模块还包括：

过滤子单元，用于从所述筛选子模块筛选出的所述波峰点和/或所述波谷 点中过滤掉不符合预置条件的波峰点和/或波谷点；

则所述第一设置子单元，用于按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对过滤 后的所述波峰点和/或所述波谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波 峰点处和/或波谷点处的实际电流设置逼近因子；

所述第二设置子单元，用于将除过滤后的所述波峰点和/或所述波谷点之 外的其它所述逼近点处的实际电流的逼近因子设置为1。

优选的，所述第一设置子模块包括：

总和值计算子模块，用于计算所述期望的电流调制曲线在排序后的波峰 点处和/或波谷点处的所有期望电流值的总和值；

乘积值计算子模块，用于计算排序的位数与所述总和值的乘积值，所述 乘积值为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际电流值的逼近因子。

优选的，所述实际电流调制曲线建立模块包括：

实际电流值第一计算子模块，用于计算在所述逼近点处与所述期望的电 流调制曲线上的期望电流值之间的差值的范数达到最小，且变化速率在计算 机断层摄影成像系统允许范围内的实际电流值；

实际电流调制曲线第一确定子模块，用于根据所述实际电流值确定实际 电流调制曲线。

优选的，所述实际电流调制曲线建立模块包括：

实际电流值第二计算子模块，用于计算实际电流值，所述实际电流值在 所述逼近点处与所述期望的电流调制曲线上的期望电流值之间的差值的范数 与设置的所述逼近因子的乘积值达到最小，且所述实际电流的变化速率在计 算机断层摄影成像系统允许范围内；

实际电流调制曲线第二确定子模块，用于根据所述实际电流值确定实际 电流调制曲线。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

考虑到CT系统对电流的变化速率的要求，不仅使实际电流在所述逼近点 处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，并且，实际电流的变化速 率也要在计算机断层摄影成像系统允许范围内。真正地实现在使用最小的辐 射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

另外，通过设定逼近因子，可以使不同逼近点处的实际电流值与期望电 流值之间的逼近程度不同，进而满足不同的使用场景需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中理想状态下的电流调制曲线与实际电流调制曲线的示 意图；

图2为本发明实施例一揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调 制方法的流程图；

图3为本发明实施例二揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调 制方法的流程图；

图4为本发明实施例三揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调 制方法的流程图；

图5为本发明实施例四揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调 制装置的结构图；

图6为本发明中实际电流调制曲线建立模块的一种结构图；

图7为本发明实施例四揭示的另一种计算机断层摄影成像系统中的电流 调制装置的结构图；

图8为本发明中逼近因子设置模块的一种结构图；

图9为本发明中逼近因子设置模块的另一种结构图；

图10为本发明一种实验结果对比示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 对本发明实施例进行详细描述。

实施例一

请参阅图2，其为本发明实施例一揭示的一种计算机断层摄影成像系统中 的电流调制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤201：将期望的电流调制曲线上离散的数据点选为逼近点；

“期望的电流调制曲线”即为按照任意一种现有技术获得的一种处于理 想状态下的电流调制曲线，实际上，该期望的电流调制曲线是由一组离散的 数据点构成。可以将所有离散的数据点都选为逼近点，也可以从所有离散的 数据点中选取一部分数据点作为逼近点。例如，假设，期望的电流调制曲线 共由1000个离散的数据点构成，从中选取500个数据点作为逼近点，曲线g (t)在500个逼近点处的期望电流值为d_i，i＝1，...N，N＝500。

需要说明的是，本发明技术方案对逼近点的个数并不做限定。显然，逼 近点的个数越多，实际电流调制曲线与期望的电流调制曲线之间的逼近效果 越好。

步骤202：建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流 在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流 的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；

假设，实际电流调制曲线在上述n+1个逼近点处的实际电流值为 x_i，i＝0，...n。x_i需要满足以下两个条件：

1、x_i在数值上要逼近于d_i；

2、考虑到CT系统对电流变化速率的要求，其中，系统允许的最小电流 变化速率为b₀，系统允许的最大电流变化速率为b₁，即，系统允许的电流变化 速率范围为[b₀，b₁]。因此，x_i-x_i-1，i＝1，...n要在系统允许的电流变化速率范围 之内，即，b₀＜x_i-x_i-1＜b₁。

为了使x_i在数值上逼近于d_i，可以建立数学模型||x_i-d_i‖，||·||表示范数运算， 当||x_i-d_i‖达到最小时，x_i即在数值上逼近于d_i。例如，当||·||为1范数运算时， 相当于做绝对值处理，当||·||为2范数时，相当于做二次平方处理。

下面提供一种计算同时满足在所述逼近点处与所述期望的电流调制曲线 上的期望电流值之间的差值的范数达到最小，且变化速率在计算机断层摄影 成像系统允许范围内的实际电流值的数学方法：

1、建立满足上述第一个条件的数学模型：

其中，min()表示求最小值运算。

该目标函数可以变形为：

min(‖X-D‖)       (1)

其中，X和D均为一个列向量，D中的元素表示从期望的电流调制曲线 上选取的n个期望电流值，

$D={\left(\begin{array}{c}{d}_1\\ d_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ d_n\end{array}\right)}_{n\times 1}$

2、建立满足上述第二个条件的数学模型

$\left(\begin{array}{c}{b}_0<x_1-x_0<b_1\\ b_0<x_2-x_1<b_1\\ ·\\ ·\\ ·\\ b_0<x_n-x_{n-1}<b_1\end{array}\right)$

令t_i＝x_i-x_i-1，i＝1，...n，即，

$\left(\begin{array}{c}{t}_1=x_1-x_0\\ t_2=x_2-x_1\\ ·\\ ·\\ ·\\ t_n=x_n-x_{n-1}\end{array}\right)$

变形后，可得：

$\left(\begin{array}{c}{x}_1=x_0+t_1\\ x_2=x_0+t_1+t_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ x_n=x_0+t_1+t_2+···+t_n\end{array}\right)$

因此，X＝A×T+X₀    (2)

其中，A为n×n的下三角矩阵，T为一个列向量，X₀为一个列向量，元素 x₀表示给定的初始电流值，

$T={\left(\begin{array}{c}{t}_1\\ t_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ t_n\end{array}\right)}_{n\times 1},$$X_0={\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ x_0\\ ·\\ ·\\ ·\\ x_0\end{array}\right)}_{n\times 1}$

将公式(2)带入公式(1)后可得：

min(‖A×T+X₀-D||)，并且T满足b₀≤T≤b₁，通过数值计算可得到满足条件 的T，并进一步根据T计算得到满足条件的X，X中的元素为满足在所述逼 近点处与所述期望的电流调制曲线上的期望电流值之间的差值的范数达到最 小，且变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围内的实际电流值。最后， 根据获得的实际电流值能确定实际电流调制曲线。在该实际电流调制曲线上， 对应不同的扫描角度，可以确定不同的实际电流值。

步骤203：根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像系统中的X 射线管的电流进行调制。

按照实际电流调制曲线上的各角度以及与各角度对应的实际电流值，对 CT系统中的X射线管的电流进行调制。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

考虑到CT系统对电流的变化速率的要求，不仅使实际电流在所述逼近点 处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，并且，实际电流的变化速 率也要在计算机断层摄影成像系统允许范围内。真正地实现在使用最小的辐 射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

实施例二

在一些特殊使用情况下，往往更关注于X射线管的实际电流值在某些特 定的逼近点处(即特定位置处)是否达到了已设定的电流期望值。如，为了 获得更好的图像质量，需要重点关注实际电流值在波峰点处是否达到了电流 期望值；再如，为了降低扫描剂量，从而避免对人体的损伤，需要重点关注 实际电流值在波谷点处是否达到了电流期望值。

本实施例与实施例一的区别在于，为实际电流值设置逼近因子，逼近因 子不同，实际电流值与期望电流值之间的逼近程度也就不同。请参阅图3，其 为本发明实施例二揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法的 流程图，该方法包括以下步骤：

步骤301：将期望的电流调制曲线上离散的数据点选为逼近点；

有关逼近点的详细选取过程可以参见实施例一中的步骤201，此处不再赘 述。

步骤302：为所述逼近点处的实际电流设置逼近因子，其中，逼近因子越 大逼近程度越高，逼近因子越小逼近程度越低；

在实际应用中，可以根据实际的需求为不同逼近点处的实际电流设置不 同的逼近因子，设置的逼近因子越大，该逼近点处的实际电流值与期望电流 值之间的逼近程度越高，反之，设置的逼近因子越小，该逼近点处的实际电 流值与期望电流值之间的逼近程度越低。当然，也可以为所有逼近点处的实 际电流设置相同的逼近因子，即，各逼近点处的实际电流值与期望电流值之 间的逼近程度相同。

例如，当为了获得更好的图像质量时，在波峰点处的实际电流值必须与 期望电流值之间具有较高的逼近程度，而非波峰点处的实际电流值与期望电 流值之间可以具有相对较低的逼近程度。因此，在所有逼近点中，可为波峰 点处的实际电流设置较大的逼近因子，并为非波峰点处的实际电流设置较小 的逼近因子。

对于所有波峰点处的实际电流，可以为其设置相同的逼近因子，也可以 为其设置不同的逼近因子。一种优选的方式是，按照波峰大小的不同而设置 不同的逼近因子。如，按照波峰从小到大的顺序进行排序，以数值递增的方 式为排序后的波峰点处的实际电流设置逼近因子。这样可以保证，为在大波 峰的波峰点处的实际电流设置较大的逼近因子，而为在小波峰的波峰点处的 实际电流设置较小的逼近因子，最终，既保证图像具有更好的质量，又保证 不会出现在调制电流过程中由于CT系统自身条件的限制而无法调制到实际 电流值的问题。

再例如，当为了降低扫描剂量，避免对人体的损伤时，在波谷点处的实 际电流值必须与期望电流值之间具有较高的逼近程度，而非波谷点出的实际 电流值域期望电流值之间可以具有相对较低的逼近程度。因此，在所有逼近 点中，可为波谷处的实际电流设置较大的逼近因子，并为非波谷处的实际电 流设置较小的逼近因子。

对于所有波峰点处的实际电流，可以为其设置相同的逼近因子，也可以 为其设置不同的逼近因子。一种优选的方式是，按照波谷大小的不同而设置 不同的逼近因子。如，按照波谷从小到大的顺序进行排序，以数值递增的方 式为排序后的波谷点处的实际电流设置逼近因子。这样可以保证，为在大波 谷的波谷点处的实际电流设置较大的逼近因子，而为在小波谷的波谷点处的 实际电流设置较小的逼近因子，最终，既保证图像具有更好的质量，又保证 不会出现在调制电流过程中由于CT系统自身条件的限制而无法调制到实际 电流值的问题。

当然，如果对图像质量和扫描剂量都有要求时，可以按照上述方式分别 为波峰点处的实际电流和波谷点处的实际电流设置逼近因子。

一种优选的设置逼近因子方式是，如果需要为m个波峰点或波谷点处的 实际电流设置逼近因子，则其中，w_i为逼近因子，m为波峰点或 波谷点的个数，i为排序的位数，g_i为波峰点处或波谷点处的期望电流值。可 见，排序越靠前的(即，波峰或波谷越小的)，其逼近因子越小，排序越靠后 的(即，波峰或波谷越大的)，其逼近因子越大。而其余非波峰点或非波谷点 处的实际电流的逼近因子为1。

步骤303：建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流 值在所述逼近点处按照设置的所述逼近因子逼近所述期望的电流调制曲线上 的期望电流值，且实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围 内；

下面提供一种当为实际电流设置逼近因子时，计算实际电流值的数学方 法：

此时建立的满足第一个条件的数学模型为：

其中，min()表示求最小值运算。

该目标函数可以变形为：

min(W^T×||X-D‖)      (3)

其中，W、X和D均为一个列向量，D中的元素表示从期望的电流调制 曲线上选取的n个期望电流值，W中的元素表示各逼近点处的实际电流的逼 近因子，

$D={\left(\begin{array}{c}{d}_1\\ d_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ d_n\end{array}\right)}_{n\times 1},$$W={\left(\begin{array}{c}{w}_1\\ w_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ w_n\end{array}\right)}_{n\times 1}$

将公式(2)带入公式(3)后可得：

min(W^T×||A×T+X₀-D||)，并且T满足b₀≤T≤b₁，通过数值计算可得到满足 条件的T，并进一步根据T计算得到满足条件的X，X中的元素为实际电流 值，实际电流值在逼近点处与期望的电流调制曲线上的期望电流值之间的差 值的范数与设置的逼近因子的乘积值达到最小，且实际电流的变化速率在计 算机断层摄影成像系统允许范围内。最后，根据获得的实际电流值能确定实 际电流调制曲线。在该实际电流调制曲线上，对应不同的扫描角度，可以确 定不同的实际电流值。

步骤304：根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像系统中的X 射线管的电流进行调制。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

考虑到CT系统对电流的变化速率的要求，不仅使实际电流在所述逼近点 处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，并且，实际电流的变化速 率也要在计算机断层摄影成像系统允许范围内。真正地实现在使用最小的辐 射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

另外，通过设定逼近因子，可以使不同逼近点处的实际电流值与期望电 流值之间的逼近程度不同，进而满足不同的使用场景需求。

实施三

本实施例与实施例二的区别在于，当为波峰点处的实际电流设置逼近因 子时，为了减少设置逼近因子时的工作量，在筛选出波峰点后，过滤掉一些 不符合预置条件的波峰点。对于波谷点，也可以做相同的处理。

请参阅图4，其为本发明实施例三揭示的一种计算机断层摄影成像系统中 的电流调制方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤401：将期望的电流调制曲线上离散的数据点选为逼近点；

步骤402：从所述逼近点中筛选出所述期望的电流调制曲线上的波峰点和 /或波谷点；

步骤403：从所述波峰点和/或所述波谷点中过滤掉不符合预置条件的波 峰点和/或波谷点；

例如，预置条件可以为波峰点或波谷点处的期望电流值大于某一电流阈 值，或者，预置条件也可以为相邻两个波峰点或相邻两个波谷点之间的间隔 大于某一间隔阈值。

步骤404：按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对过滤后的所述波峰点和/ 或所述波谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/或波谷点 处的实际电流设置逼近因子；

步骤405：将除过滤后的所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它所述逼 近点处的实际电流的逼近因子设置为1；

步骤406：建立实际电流调制曲线，所述实际电流调制曲线中的实际电流 值在所述逼近点处按照设置的所述逼近因子逼近所述期望的电流调制曲线上 的期望电流值，且实际电流的变化速率在计算机断层摄影成像系统允许范围 内；

步骤407：根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成像系统中的X 射线管的电流进行调制。

本实施例中处步骤403之外的其它步骤可以参见实施例二，此处不再赘 述。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

考虑到CT系统对电流的变化速率的要求，不仅使实际电流在所述逼近点 处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，并且，实际电流的变化速 率也要在计算机断层摄影成像系统允许范围内。真正地实现在使用最小的辐 射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

另外，通过设定逼近因子，可以使不同逼近点处的实际电流值与期望电 流值之间的逼近程度不同，进而满足不同的使用场景需求。

实施例四

与上述一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法相对应，本发明 实施例还提供了一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制装置。请参阅图 5，其为本发明实施例四揭示的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制装 置的结构图，该装置包括：逼近点选取模块501、实际电流调制曲线建立模块 502和电流调制模块503。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构 以及连接关系。

逼近点选取模块501，用于在期望的电流调制曲线上选取多个采样点作为 逼近点；

实际电流调制曲线建立模块502，用于建立实际电流调制曲线，所述实际 电流调制曲线中的实际电流在所述逼近点处逼近所述期望的电流调制曲线上 的期望电流值，且实际电流的变化率在计算机断层摄影成像系统允许范围内；

电流调制模块503，用于根据所述实际电流调制曲线对计算机断层摄影成 像系统中的X射线管的电流进行调制。

优选的，如图6所示，实际电流调制曲线建立模块502包括：

实际电流值第一计算子模块5021，用于计算在所述逼近点处与所述期望 的电流调制曲线上的期望电流值之间的差值的范数达到最小，且变化速率在 计算机断层摄影成像系统允许范围内的实际电流值；以及，

实际电流调制曲线第一确定子模块5022，用于根据所述实际电流值确定 实际电流调制曲线。

如图7所示，优选的，该装置还包括逼近因子设置模块504，逼近因子设 置模块，用于在所述实际电流调制曲线建立模块建立实际电流调制曲线之前， 为所述逼近点处的实际电流设置逼近因子，其中，逼近因子越大逼近程度越 高，逼近因子越小逼近程度越低；

则实际电流调制曲线建立模块502，用于建立实际电流调制曲线，所述实 际电流调制曲线中的实际电流值在所述逼近点处按照设置的所述逼近因子逼 近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，且实际电流的变化速率在计算 机断层摄影成像系统允许范围内。

优选的，在图7所示的结构中，实际电流调制曲线建立模块502包括： 实际电流值第二计算子模块，用于计算实际电流值，所述实际电流值在所述 逼近点处与所述期望的电流调制曲线上的期望电流值之间的差值的范数与设 置的所述逼近因子的乘积值达到最小，且所述实际电流的变化速率在计算机 断层摄影成像系统允许范围内；以及，实际电流调制曲线第二确定子模块， 用于根据所述实际电流值确定实际电流调制曲线。

进一步优选的，如图8所示，逼近因子设置模块504包括：筛选子模块 5041、第一设置子模块5042和第二设置子模块5043，其中，

筛选子模块5041，用于从所述逼近点中筛选出所述期望的电流调制曲线 上的波峰点和/或波谷点；

第一设置子模块5042，用于按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对所述波 峰点和/或所述波谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后的波峰点处和/ 或波谷点处的实际电流设置逼近因子；

第二设置子模块5043，用于将除所述波峰点和/或所述波谷点之外的其它 所述逼近点处的实际电流的逼近因子设置为1。

除了图8所示结构之外，如图9所示，逼近因子设置模块504还包括： 过滤子单元5044，用于从所述筛选子模块筛选出的所述波峰点和/或所述波谷 点中过滤掉不符合预置条件的波峰点和/或波谷点；

则所述第一设置子单元5042，用于按照波峰和/或波谷从小到大的顺序对 过滤后的所述波峰点和/或所述波谷点进行排序，以数值递增的方式为排序后 的波峰点处和/或波谷点处的实际电流设置逼近因子；

所述第二设置子单元5043，用于将除过滤后的所述波峰点和/或所述波谷 点之外的其它所述逼近点处的实际电流的逼近因子设置为1。

优选的，所述第一设置子模块包括：总和值计算子模块，用于计算所述 期望的电流调制曲线在排序后的波峰点处和/或波谷点处的所有期望电流值的 总和值；以及，乘积值计算子模块，用于计算排序的位数与所述总和值的乘 积值，所述乘积值为排序后的波峰点处和/或波谷点处的实际电流值的逼近因 子。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

考虑到CT系统对电流的变化速率的要求，不仅使实际电流在所述逼近点 处逼近所述期望的电流调制曲线上的期望电流值，并且，实际电流的变化速 率也要在计算机断层摄影成像系统允许范围内。真正地实现在使用最小的辐 射剂量的情况下而产生对诊断有价值的图像。

另外，通过设定逼近因子，可以使不同逼近点处的实际电流值与期望电 流值之间的逼近程度不同，进而满足不同的使用场景需求。

当用matlab模拟本发明实施例一的技术方案后，其实验结果如图10所示。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的 全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的 程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述 各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储 记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access  Memory，RAM)等。

以上对本发明所提供的一种计算机断层摄影成像系统中的电流调制方法 和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心 思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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 本发明的限制。