计算机断层成像校正方法及计算机断层成像系统

摘要

本发明提出一种计算机断层成像校正方法及计算机断层成像系统，所述计算机断层成像校正方法包括以下步骤：获得探测器第一温度对应的第一空气校正表；在探测器处于第二温度时，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表；使用第二空气校正表对第二温度下获得的图像进行校正。本发明可以在探测器的温度不在第一温度时，对探测器增益进行快速且有效的校正，产生在第二温度下的第二空气校正表。

说明书

【技术领域】

本发明涉及计算机断层成像(CT，Computed Tomography)技术领域，尤其涉及一种计算机断层成像的校正方法及其系统。

【背景技术】

计算机断层成像(Computed Tomography，简称CT)是用X射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，由于不同的人体组织对X射线的吸收能力不同，可以用计算机重建出断层面的影像。

计算机断层成像系统中，探测器是一个重要的部件，用于获取穿过人体后的X射线信号。在探测器的生产过程中，不可能做到所有像素单元都是严格相同的，像素单元的尺寸、表面的平整度、像素单元间的反射层、光电转换器件的响应、数据获取电子系统的噪声等等，所有这些因素综合起来将导致探测器的像素单元的增益(gain)不同。此外，探测器增益可能随时间变化。如果对探测器增益不进行校正，就会产生环状或带状伪影。

为了补偿探测器不同通道和不同时间的增益变化，需要每隔一段时间进行一次空气扫描，扫描一组视野中没有任何物体时的数据，计算探测器单元的增益，从而得到一整套校正表。在图像重建中使用该校正表，补偿探测器的增益。

一整套标准校正表包括了在设定温度下，不同扫描协议的校正参数，这套标准校正表的有效期较长，每次过期需重新产生一套新的标准表。而产生整套标准校正表所用的空气扫描的时间也较长，多在30分钟以上，有时甚至需要1至2小时或更长时间。

通常情况下，这套标准校正表将用于所有的扫描数据的图像重建。但是受系统运行情况、季节和扫描间环境温度等影响，在系统运行过程中，探测器的温度可能发生较大变化，甚至超过校准校正表的适用范围(设定温度)。当探测器的当前温度超过设定温度上限后，标准校正表的有效性降低，这意味着对于某些扫描的图像，可能有伪影出现，这种情况将可能会影响临床医生的诊断。

现有的计算机断层成像系统，在探测器温度超过设定温度后，将提示用户在当前情况下会有产生伪影的风险，而没有积极的措施降低温度变化的影响。通常，临床医生需要等待探测器温度重新返回设定温度范围内，才能继续进行扫描，这严重影响了计算机断层扫描系统的使用效率。

因此，需要提出一种新的能够在设定温度以外对探测器增益进行快速有效校正的方法。

【发明内容】

本发明解决的是现有的计算机断层成像的标准校正表在超过设定温度时有效性降低的问题。

为解决上述问题，本发明提出一种计算机断层成像校正方法，包括以下步骤：

获得探测器第一温度对应的第一空气校正表；

在探测器处于第二温度时，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表；

使用第二空气校正表对第二温度下获取的图像进行校正。

可选地，所述第二温度高于第一温度。

可选地，所述进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表包括：

进行空气扫描，所述空气扫描包括至少一组扫描协议，根据所述空气扫描获得第二温度下至少一组扫描协议的第二空气校正表；

根据第一空气校正表以及至少一组扫描协议对应的第二空气校正表，获得第二温度下其余扫描协议对应的第二空气校正表。

可选地，所述进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表包括：

获取所述至少一组扫描协议对应的第二空气校正表减去对应的第一空气校正表得到的差值，将所述差值与其余扫描协议各自对应的第一空气校正表相加，获取其余扫描协议各自对应的第二空气校正表。

可选地，当所述探测器处于第一温度时，使用第一空气校正表对第一温度下获得的图像进行校正。

可选地，当所述探测器由第一温度变为第二温度时，进行提示。

本发明还提出一种计算机断层成像系统，包括：

第一单元，用于获得探测器第一温度对应的第一空气校正表；

第二单元，用于在探测器处于第二温度时，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表；

第三单元，用于使用第二空气校正表对第二温度下获取的图像进行校正。

可选地，所述第二温度高于第一温度。

可选地，所述第二单元具体用于实现如下步骤：

进行空气扫描，所述空气扫描包括至少一组扫描协议，根据所述空气扫描获得第二温度下至少一组扫描协议的第二空气校正表；

根据第一空气校正表以及至少一组扫描协议对应的第二空气校正表，获得第二温度下其余扫描协议对应的第二空气校正表。

可选地，所述第二单元具体用于实现如下步骤：

获取所述至少一组扫描协议对应的第二空气校正表减去对应的第一空气校正表得到的差值，将所述差值与其余扫描协议各自对应的第一空气校正表相加，获取其余扫描协议各自对应的第二空气校正表。

可选地，所述第三单元，还用于当所述探测器处于第一温度时，使用第一空气校正表对第一温度下获取的图像进行校正。

可选地，还包括第四单元，用于当所述探测器由第一温度变为第二温度时，进行提示。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：

在探测器的温度超过第一空气校正表的第一温度后，可以通过空气扫描产生第二温度下的第二空气校正表，从而可以在探测器温度不在第一温度时，对探测器增益也可以进行有效的校正。

进一步地，在本发明的可选实施方式中，可以根据空气扫描获得的至少一组扫描协议的第二空气校正表，以及其余扫描协议的第一空气校正表，推算出第二温度下其余扫描协议的第二空气校正表。由于获得第二空气校正表的空气扫描中，仅包括至少一组扫描协议，其数目小于产生第一空气校正表的扫描协议数量，因此可以在较短时间内获得第二温度下整套的第二空气校正表(包括所有扫描协议的校正表)，从而可以在探测器温度不在第一温度时，对探测器增益也可以进行快速的校正。

【附图说明】

图1是一种计算机断层成像系统的结构示意图；

图2是本发明的一实施例的计算机断层成像方法的流程图；

图3是本发明的一实施例的计算机断层成像系统的结构图；

图4是本发明的又一实施例的计算机断层成像校正方法的流程图。

【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的具体实施方式做详细的说明。

图1是一种计算机断层成像系统的结构示意图，如图1所示，计算机断层成像系统100包括机架110，机架110具有围绕系统轴线旋转的可旋转的部分130。可旋转的部分130具有相对设置的X射线源131和X射线探测器132的X射线系统。

计算机断层成像系统100还具有检查床120，在进行检查时，患者在该检查床120上可以沿着Z轴方向被推入到扫描腔体中。X射线源131绕S轴旋转，探测器132相对于X射线源131一起运动，以采集投影测量数据，这些数据在之后被用于重建图像。还可以进行螺旋扫描，在螺旋扫描期间，通过患者沿着S轴的连续运动和X射线源131的同时旋转，X射线源131相对于患者产生螺旋轨迹。

所述计算机断层成像系统100还可以包括控制单元和图像重建单元(图中未示出)，所述控制单元用于在扫描过程中根据特定的扫描协议控制计算机断层成像系统100的各部件。所述图像重建单元用于根据探测器132采集的原始数据重建出图像。

实施例一

如图2所示，本实施例的计算机断层成像校正方法包括以下步骤：

执行步骤S1，获得探测器第一温度对应的第一空气校正表。具体地，获得预存的探测器第一温度对应的第一空气校正表。

执行步骤S2，在探测器处于第二温度时，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表。

在优选实施方式中，所述第二温度高于第一温度；并且当所述探测器由第一温度变为第二温度时，可以进行提示。

具体地，进行空气扫描，获得第二温度的基准校正值，基于第一空气校正表和基准校正值获得第二空气校正表。

具体地，进行空气扫描，所述空气扫描包括至少一组扫描协议，根据所述空气扫描获得第二温度下至少一组扫描协议的第二空气校正表；根据第一空气校正表以及至少一组扫描协议对应的第二空气校正表，获得第二温度下其余扫描协议对应的第二空气校正表。

更具体地，获取所述至少一组扫描协议对应的第二空气校正表减去对应的第一空气校正表得到的差值，将所述差值与其余扫描协议各自对应的第一空气校正表相加，获取其余扫描协议各自对应的第二空气校正表。

执行步骤S3，使用第二空气校正表对第二温度下获取的重建图像进行校正。

在本发明的其他实施例中，还可以执行以下步骤：当所述探测器处于第一温度时，使用第一空气校正表对第一温度下获得的重建图像进行校正。

本发明还提出一种计算机断层成像系统，如图3所示，本实施例的计算机断层成像系统100包括：

第一单元301，用于获得探测器第一温度对应的第一空气校正表。

第二单元302，用于在探测器处于第二温度下，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表。

第三单元303，用于使用第二空气校正表对第二温度下获取的图像进行校正。

在本发明的其他实施方式中，所述第三单元303还可以用于当所述探测器处于第一温度时，使用第一空气校正表对第一温度下获取的图像进行校正。

在本发明的其他实施方式中，所述计算机断层成像系统100还可以包括第四单元304，用于当所述探测器由第一温度变为第二温度时，进行提示。

所述第四单元304具体可通过计算机断层成像系统100的用户界面以及计算机(或操作台)的显示屏或音箱实现。

实施例二

如图4所示，本实施例的计算机断层成像校正方法包括以下步骤：

执行步骤S41，获得探测器第一温度对应的第一空气校正表。

具体地，如背景技术部分所述，计算机断层成像系统每隔一段时间需要进行一次空气扫描，扫描一组视野中没有任何物体时的数据，计算探测器单元的增益，从而得到一整套标准校正表。这一整套标准校正表包括了在设定温度下，不同扫描协议的校正参数。获得的标准校正表可存储于计算机断层成像系统中，在需要时调用。

所述第一温度即前述的设定温度，所述第一空气校正表即前述的校准校正表。

所述第一温度可以是一个温度范围，也可以是一个具体的温度值，在本实施例中，所述第一温度为39摄氏度。

执行步骤S42，获得探测器的温度。

具体地，可通过安装在探测器基体上的温度传感器获得探测器的温度。

考虑到探测器温度分布不均匀，因此可以在探测器的基体的不同部位安装多个温度传感器，取多个传感器的平均温度作为探测器温度。

考虑到温度传感器的灵敏度，以及扫描需要一定的时间，因此可以将一段时间内温度传感器获得的探测器温度的平均值作为探测器的当前温度。

在本实施例中，将温度传感器在五分钟内获得的探测器(基体)温度的平均值作为探测器的温度。

执行步骤S43，判断所述探测器温度是否超过第一温度。

如所述探测器温度超过所述第一温度，则所述探测器温度为第二温度，执行步骤S44；如当前温度没有超过所述第一温度，则执行步骤S47。

所述进行判断的时机，可以根据不同的情况进行设定，例如可以在计算机断层系统运行过程中，每隔一段时间即进行一次判断；也可以在每一次扫描开始前进行一次判断。

执行步骤S44，当所述探测器由第一温度变为第二温度时，则进行提示。

具体地，可以在计算机断层成像系统的用户界面上弹出提示框，提醒用户探测器温度超过标准校正表(即第一空气校正表)的设定温度(即第一温度)，是否进行空气扫描，或是否获得探测器在第二温度下的第二空气校正表；

也可以通过声音等方式提醒用户。

在本发明的其他实施方式中，步骤S44也可以省略，不进行提示而直接执行步骤S45。

执行步骤S45，当所述探测器处于第二温度时，进行空气扫描，基于所述空气扫描和第一空气校正表获得第二空气校正表。

具体地，进行空气扫描，获得第二温度的基准校正值，基于第一空气校正表和基准校正值获得第二空气校正表。

在本实施例中，所述步骤S45具体可以包括以下步骤：

进行空气扫描，所述空气扫描包括至少一组扫描协议，根据所述空气扫描获得第二温度下至少一组扫描协议的第二空气校正表A_new。

所述一组扫描协议包括一系列的扫描参数，针对于不同的扫描部位或不同的扫描情况可以使用不同的扫描协议。通常在一次扫描前，操作者(医生)会根据需要扫描的部位及其他情况，选定扫描协议。在扫描过程中，计算机断层成像系统会根据该扫描协议运行并采集原始数据。

获得至少一组扫描协议的第二空气校正表A_new与第一空气校正表A_normal之间的差值ΔA：

ΔA＝A_new-A_normal (1)

根据其余扫描协议的第一空气校正表以及所述差值ΔA，获得第二温度下其余扫描协议的第二空气校正表：

B_new＝B_normal+ΔA；

C_new＝C_normal+ΔA； (2)

…

Z_new＝Z_normal+ΔA；

其中，B_normal，C_normal和Z_normal为其余扫描协议的第一空气校正表；B_new，C_new和Z_new为其余扫描协议在第二温度下的第二空气校正表。

显然，以上的推算过程依赖于一个条件的成立，即超过第二温度对应的第二空气校正表与第一空气校正表之间的差值对于不同的扫描协议是一致的。这一条件通过多次实验及测试验证，是成立的。

在本实施例中，获得第二空气校正表而进行的空气扫描仅包括特定的一个扫描协议，所述特定的一个扫描协议中包括了一系列的扫描参数，其中的一些扫描参数可经过优化；产生第二空气校正表的空气扫描中包含的扫描协议数量远小于产生标准表的扫描协议数量，因此进行空气扫描的时间较短，可以在较短的时间内获得第二空气校正表，从而可以在第一温度以外对探测器增益进行快速校正。

所述特定的一个扫描协议内置于计算机断层成像系统的程序中，当所述探测器温度为第二温度时，或操作者确认进行探测器在第二温度下的空气扫描时，所述计算机断层成像按照所述内置的特定的扫描协议进行空气扫描。

执行步骤S46，使用第二空气校正表对第二温度下获得的图像进行校正。

在本发明的其他实施例中，还可以包括以下步骤：

执行步骤S47，如所述探测器处于第一温度，则使用第一空气校正表对当前温度下获得的图像进行校正。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括但不限于：软盘、光盘、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同方法或结构参照前述实施例的相同部分。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。