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一种优化扫描流程方法和装置.pdf

  • 上传人:奻奴
  • 文档编号:4091699
  • 上传时间:2018-08-28
  • 格式:PDF
  • 页数:14
  • 大小:454.04KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110145210.6

    申请日:

    2011.05.31

    公开号:

    CN102805635A

    公开日:

    2012.12.05

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):A61B 6/03申请日:20110531|||公开

    IPC分类号:

    A61B6/03

    主分类号:

    A61B6/03

    申请人:

    上海西门子医疗器械有限公司

    发明人:

    杜春华; 王薇

    地址:

    201318 上海市南汇区周祝公路278号

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明涉及医疗设备领域,特别是一种优化扫描流程的方法,所述方法包括:根据原始投影数据组来判断待检对象发生运动的位置;对所述位置再次进行扫描。本发明还提供一种优化扫描流程的装置。采用本发明能自动判断出待检对象在本次扫描中发生运动的具体位置,并仅对所述具体位置处再次进行扫描,从而更加精确,并减少了待检对象接收的X射线辐射剂量。

    权利要求书

    1: 一种优化扫描流程的方法, 所述方法包括 : 根据原始投影数据组来判断待检对象发生运动的位置 ; 对所述位置再次进行扫描。
    2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述对所述位置再次进行扫描包括 : 若为螺旋扫描, 则先根据所述位置来计算需再次扫描的范围, 再对所述范围再次进行扫描 ; 若为顺序扫描, 则直接对所述位置再次进行扫描。
    3: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述根据原始投影数据组来判断待检对 象发生运动的位置包括 : 获取所述原始投影数据组的补偿数据组 ; 计算所述原始投影数据组与所述补偿数据组的距离矩阵 ; 取所述距离矩阵的某一列, 找出该列中最小值所对应的行值, 若该行值与该列值的差 值的绝对值大于一预设阈值, 则根据该行值得到所述待检对象发生运动的具体位置。
    4: 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 所述距离矩阵为欧几里得距离矩阵。
    5: 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 所述获取补偿数据组包括 : 读取所述原始投影数据组中与一投影数据对应的第一投影角度和第一探测器通道 ; 根据所述第一投影角度和所述第一探测器通道来计算一第二投影角度和第二探测器 通道, 其中所述第二投影角度下的第二探测器通道与所述第一投影角度下的第一探测器通 道位于同一 X 射线传播路径上 ; 将所述第二投影角度下第二探测器通道所采集到的投影数据作为所述补偿数据组中 的数据。
    6: 根据权利要求 5 所述的方法, 其特征在于, 所述计算第二投影角度和第二探测器通 道包括 : 根据所述第一探测器通道按如下公式来计算所述 X 射线传播路径偏离 X 射线束中心的 角度 : θ = β-n1*Δβ, 其中, n1 为所述第一探测器通道, Δβ 为所述探测器通道的角度步距, θ 为所述 X 射 线传播路径与 X 射线束中心的夹角, β 为所述 X 射线束的一半张角 ; 根据所述夹角按如下公式来计算所述第二探测器通道 : n2 = (β+θ)/Δβ, 其中, n2 为所述第二探测器通道, 且所述第二探测器通道与所述第一探测器通道关于 所述探测器的中心呈镜像对称 ; 根据所述夹角按如下公式来计算所述第二投影角度 : α2 = α1±pi-2θ, 其中, α2 为所述第二投影角度, α1 为所述第一投影角度。
    7: 根 据 权 利 要 求 6 所 述 的 方 法, 其 特 征 在 于, 所 述 第 一 投 影 角 度 的 范 围 为 [0, 180° +2β]。
    8: 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 所述预设阈值为 20。
    9: 一种计算机程序, 使计算机执行如权利要求 1-8 中任一权利要求所述的方法。 2
    10: 一种计算机可读的记录介质, 存储了如权利要求 9 所述的计算机程序。
    11: 一种优化扫描流程的装置, 所述装置 (10) 包括 : 一运动位置判断组件 (11), 用于根据原始投影数据组来判断待检对象发生运动的位 置; 一再扫描执行组件 (12) ; 用于对所述位置再次进行扫描。
    12: 根据权利要求 11 所述的装置, 其特征在于, 所述再扫描执行组件 (12) 包括 : 一再扫描范围计算模块 (121), 用于在螺旋扫描时根据所述位置来计算需再次扫描的 范围 ; 一再扫描执行模块 (122), 用于对所述范围再次进行扫描。
    13: 根据权利要求 11 所述的装置, 其特征在于, 所述运动位置判断组件 (11) 包括 : 一补偿数据获取模块 (111), 用于获取所述原始投影数据组的补偿数据组 ; 一距离矩阵计算模块 (112), 用于计算所述原始投影数据组与所述补偿数据组的距离 矩阵 ; 一运动位置判断模块 (113), 取所述距离矩阵的某一列, 找出该列中最小值所对应的行 值, 若该行值与该列值的差值的绝对值大于一预设阈值, 则根据该行值得到所述待检对象 发生运动的具体位置。
    14: 根据权利要求 3 所述的装置, 其特征在于, 所述补偿数据获取模块 (111) 包括 : 一读取单元 (221), 用于读取所述原始投影数据组中与一投影数据对应的第一投影角 度和第一探测器通道 ; 一计算单元 (222), 用于根据所述第一投影角度和所述第一探测器通道来计算一第二 投影角度和一第二探测器通道, 其中所述第二投影角度下的第二探测器通道与所述第一投 影角度下的第一探测器通道位于同一 X 射线传播路径上 ; 一补偿数据获取单元 (223), 其将所述第二投影角度下第二探测器通道所采集到的投 影数据作为所述补偿数据组中的数据。
    15: 根据权利要求 14 所述的装置, 其特征在于, 所述计算单元 (222) 包括 : 一角度计算子单元, 用于根据所述第一探测器通道按如下公式来计算所述 X 射线传播 路径偏离 X 射线束中心的角度 : θ = β-n1*Δβ, 其中, n1 为所述第一探测器通道, Δβ 为所述探测器通道的角度步距, θ 为所述 X 射 线传播路径与 X 射线束中心的夹角, β 为所述 X 射线束的一半张角 ; 一第二通道计算子单元, 用于根据所述夹角按如下公式来计算所述第二探测器通道 : n2 = (β+θ)/Δβ, 其中, n2 为所述第二探测器通道, 且所述第二探测器通道与所述第一探测器通道关于 所述探测器的中心呈镜像对称 ; 一第二角度计算子单元, 用于根据所述夹角按如下公式来计算所述第二投影角度 : α2 = α1±pi-2θ, 其中, α2 为所述第二投影角度, α1 为所述第一投影角度。

    说明书


    一种优化扫描流程方法和装置

        【技术领域】
         本发明涉及医疗设备领域, 特别是一种优化扫描流程的方法和装置。背景技术 随着医疗水平的进步, X 射线计算机断层成像 (Computed Tomography, CT) 设备得 到了广泛的应用。当对待检对象进行 CT 扫描时, 旋转机架绕 Z 轴旋转 360 度, 并同时带动 包括 X 射线源和探测器的数据采集系统同步围绕待检对象旋转 360°, 以从 [0, 360° ] 的 投影角度来获取 X 射线投影数据, 其中 Z 轴为 CT 检查床进出旋转机架的水平方向。在每个 投影角度处, 探测器的 M 个通道同时接收 X 射线投影数据, 并将其传送至 CT 的图像重建系 统用于生成重建图像。然而由于人体不可避免会发生运动, 所以在对人体进行 CT 扫描时, 重建图像会因人体的运动而存在运动伪影, 从而影响重建图像的质量。
         在目前的 CT 扫描中, CT 图像重建系统在每次重建图像后可以显示该次重建的所 有图像, 据此观察者 ( 如医生或 CT 技术人员 ) 会查看所有的这些重建图像上, 用肉眼观察 每幅重建图像中是否有运动伪影。由于运动伪影导致重建图像模糊, 对观察者观察病灶有 很大影响, 所以通常在观察到运动伪影后就要对待检对象重新进行扫描, 以得到没有运动 伪影的重建图像。为了减少待检对象接收的扫描剂量, 观察者会根据自己的经验来判断待 检对象发生运动的位置, 并将扫描线设置在该位置处, 自此处开始再次对待检对象进行扫 描。不过这种方式存在人为误差。
         发明内容
         本发明的目的在于提供一种优化扫描流程的方法和装置, 其可自动判断出待检对 象发生运动的具体位置, 从而更加精确 ; 并仅对所述具体位置处再次进行扫描, 以减少待检 对象接收的辐射剂量。
         有鉴于此, 本发明提出一种优化扫描流程的方法, 所述方法包括 : 根据原始投影数 据组来判断待检对象发生运动的位置 ; 对所述位置再次进行扫描。以通过自动方式获取待 检对象发生运动的位置, 减少待检对象接收的辐射剂量。
         根据本发明的一个实施例, 所述对所述位置再次进行扫描包括 : 若为螺旋扫描, 则 先根 据所述位置来计算需再次扫描的范围, 再对所述范围再次进行扫描 ; 若为顺序扫描, 则直接对所述位置再次进行扫描。 以通过自动方式获取对待检对象进行螺旋扫描的再次扫 描范围, 从而更加精确。
         根据本发明的一个实施例, 所述根据原始投影数据组来判断待检对象发生运动的 位置包括 : 获取所述原始投影数据组的补偿数据组 ; 计算所述原始投影数据组与所述补偿 数据组的距离矩阵 ; 取所述距离矩阵的某一列, 找出该列中最小值所对应的行值, 若该行值 与该列值的差值的绝对值大于一预设阈值, 则根据该行值得到所述待检对象发生运动的具 体位置。 可见本发明能直接从原始投影数据组中就判断出待检对象在本次扫描中发生运动 的具体位置, 所以准确率和可靠性更高。根据本发明的一个实施例, 所述距离矩阵为欧几里得距离矩阵。
         根据本发明的再一个实施例, 所述获取补偿数据组包括 : 读取所述原始投影数据 组中与一投影数据对应的第一投影角度和第一探测器通道 ; 根据所述第一投影角度和所述 第一探测器通道来计算一第二投影角度和第二探测器通道, 其中所述第二投影角度下的第 二探测器通道与所述第一投影角度下的第一探测器通道位于同一 X 射线传播路径上 ; 将所 述第二投影角度下第二探测器通道所采集到的投影数据作为所述补偿数据组中的数据。
         根据本发明的又一个实施例, 所述计算第二投影角度和第二探测器通道包括 : 根 据所述第一探测器通道按如下公式来计算所述 X 射线传播路径偏离 X 射线束中心的角度 : θ = β-n1*Δβ, 其中, n1 为所述第一探测器通道, Δβ 为所述探测器通道的角度步距, θ 为所述 X 射线传播路径与 X 射线束中心的夹角, β 为所述 X 射线束的一半张角 ; 根据所述 夹角按如下公式来计算所述第二探测器通道 : n2 = (β+θ)/Δβ, 其中, n2 为所述第二探 测器通道, 且所述第二探测器通道与所述第一探测器通道关于所述探测器的中心呈镜像对 称; 根据所述夹角按如下公式来计算所述第二投影角度 : α2 = α1±pi-2θ, 其中, α2 为 所述第二投影角度, α1 为所述第一投影角度。
         根据本发明的又一个实施例, 所述第一投影角度的范围为 [0, 180° +2β]。这样 数据采集系统只需围绕待检对象进行 [0, 180° +2β] 的投影即可得到所述原始投影数据, 相比 360°的投影方式减少了待检对象接收的辐射剂量, 同时减少了原始投影数据组的数 据量, 减少了数据存储空间。 根据本发明的又一个实施例, 所述预设阈值为 20。
         本发明还提供一种计算机程序, 使计算机执行所述优化扫描流程的方法。
         本发明还提供一种计算机可读的记录介质, 存储了所述的计算机程序。
         本发明还提供一种优化扫描流程的装置, 所述装置包括 : 一运动位置判断组件, 用 于根据原始投影数据组来判断待检对象发生运动的位置 ; 一再扫描执行组件 ; 用于对所述 位置再次进行扫描。以通过自动方式获取待检对象发生运动的位置, 减少待检对象接收的 辐射剂量。
         根据本发明的一个实施例, 所述再扫描执行组件包括 : 一再扫描范围计算模块, 用 于在螺旋扫描时根据所述位置来计算需再次扫描的范围 ; 一再扫描执行模块, 用于对所述 范围再次进行扫描。以通过自动方式获取对待检对象进行螺旋扫描的再次扫描范围, 从而 更加精确。
         根据本发明的一个实施例, 所述运动位置判断组件包括 : 一补偿数据获取模块, 用 于获取所述原始投影数据组的补偿数据组 ; 一距离矩阵计算模块, 用于计算所述原始投影 数据组与所述补偿数据组的距离矩阵 ; 一运动位置判断模块, 取所述距离矩阵的某一列, 找 出该列中最小值所对应的行值, 若该行值与该列值的差值的绝对值大于一预设阈值, 则根 据该行值得到所述待检对象发生运动的具体位置。 可见本发明能直接从原始投影数据组中 就判断出待检对象在本次扫描中发生运动的具体位置, 所以准确率和可靠性更高。
         根据本发明的再一个实施例, 所述补偿数据获取模块包括 : 一读取单元, 用于读取 所述原始投影数据组中与一投影数据对应的第一投影角度和第一探测器通道 ; 一计算单 元, 用于根据所述第一投影角度和所述第一探测器通道来计算一第二投影角度和一第二探 测器通道, 其中所述第二投影角度下的第二探测器通道与所述第一投影角度下的第一探测
         器通道位于同一 X 射线传播路径上 ; 一补偿数据获取单元, 其将所述第二投影角度下第二 探测器通道所采集到的投影数据作为所述补偿数据组中的数据。
         根据本发明的又一个实施例, 所述计算单元包括 : 一角度计算子单元, 用于根据所 述第一探测器通道按如下公式来计算所述 X 射线传播路径偏离 X 射线束中心的角度 : θ= β-n1*Δβ, 其中, n1 为所述第一探测器通道, Δβ 为所述探测器通道的角度步距, θ 为所 述 X 射线传播路径与 X 射线束中心的夹角, β 为所述 X 射线束的一半张角 ; 一第二通道计算 子单元, 用于根据所述夹角按如下公式来计算所述第二探测器通道 : n2 = (β+θ)/Δβ, 其中, n2 为所述第二探测器通道, 且所述第二探测器通道与所述第一探测器通道关于所述 探测器的中心呈镜像对称 ; 一第二角度计算子单元, 用于根据所述夹角按如下公式来计算 所述第二投影角度 : α2 = α1±pi-2θ, 其中, α2 为所述第二投影角度, α1 为所述第一 投影角度。
         从上述方案中可以看出, 由于本发明能自动判断出待检对象在本次扫描中发生运 动的 具体位置, 从而更加精确。而且本发明仅对所述具体位置处再次进行扫描, 减少了待 检对象接收的 X 射线辐射剂量。同时本发明的原始投影数据为数据采集系统围绕待检对象 进行 [0, 180° +2β] 的投影, 相比 360°的投影方式减少了待检对象接收的辐射剂量, 也减 少了原始投影数据组的数据量, 减少了数据存储空间。 附图说明 下面将通过参照附图详细描述本发明的实施例, 使本领域技术人员更清楚本发明 的上述及其它特征和优点, 附图中 :
         图 1a 为本发明优化顺序扫描流程的方法示意图。
         图 1b 为本发明优化螺旋扫描流程的方法示意图。
         图 2 为本发明获取补偿数据的原理示意图。
         图 3a 为待检对象未发生运动时本发明距离矩阵中某列数据的示意图。
         图 3b 为待检对象发生运动时本发明距离矩阵中某列数据的示意图, 图中同时示 意了待检对象发生运动具体位置。
         图 4 为本发明优化顺序扫描流程的装置示意图。
         图 5 为本发明运动位置判断组件的示意图。
         图 6 为本发明补偿数据获取模块的示意图。
         图 7 为本发明再扫描执行组件的示意图。
         附图标记
         步骤 101 ~ 110 优化扫描流程的步骤
         1X 射线源
         3 探测器
         10 本发明优化扫描流程的装置
         11 运动位置判断组件
         12 再扫描执行组件
         111 补偿数据获取模块
         112 距离矩阵计算模块
         113 运动位置判断模块 221 读取单元 222 计算单元 223 补偿数据获取单元 121 再扫描范围计算模块 122 再扫描执行模块具体实施方式
         为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 以下举实施例对本发明进一步详 细说明。
         以下以 CT 设备为例, 具体说明本发明优化扫描流程的方法和装置。
         对目前的双排 CT 而言, 通常数据采集系统围绕待检对象同步旋转一周的时间少 于 1s, 如为 0.6s, 而人体发生运动频率通常为一次 1 秒, 所以在扫描过程中, 并非每次扫描 得到的原始投影数据组中都含有待检对象的运动数据。 此外, 每次扫描过程中, 数据采集系 统是根据一定的角度间隔来采集 X 射线投影数据的, 即读片 (reading), 如每次扫描需要读 片 2000 次, 由于人体在扫描过程中并非一直在动, 所以并非每次读片的投影数据都含有运 动数据, 除非这个人患有帕金森综合症, 这种症状的病人的运动频率非常快, 需要扫描时间 很短的高端 CT 来对其进行扫描。
         对于顺序扫描而言, 现有的扫描流程如下 :
         首先, 根据重建图像来人为判断这些重建图像中是否有运动伪影, 例如在一幅重 建图像 pic1 中发现运动伪影。
         接着, CT 系统根据 pic1 获得与 pic1 对应的检查床位置 pos1。由于顺序扫描是在 指定的复数个检查床位置处依次进行扫描, 所以能根据 pic1 及检查床的进床速度获得与 pic1 对应的检查床位置 pos1。
         然后, CT 系统根据输入的指令再增加一次扫描, 并在在上次扫描结束位置附近设 置一条扫描指示线, 然而这并不是应该执行再扫描的准确位置。
         再然后, CT 系统根据输入指令移动扫描指示线至 pos1 处。这样就得到另一幅重 建图像 pic2。
         最后, 并用 pic2 来替换 pic1 用于进行图像分析。
         但是该流程中需要人为发现图像中的运动伪影, 比较费时, 也存在人为误差。
         而螺旋扫描的扫描流程则与顺序扫描的扫描流程有所不同。在该扫描流程中 CT 系统根据 pic1 获得与 pic1 对应的检查床位置 pos1 和 X 射线源投影角度 δ1, 然后在 pos1 和 δ1 的位置之前和之后都需要进行再扫描, 其中再扫描的起点线相同, 只是扫描范围 box1 和 box2 不同。需要将这两个扫描范围 box1 和 box2 的终点线都移动到 pos1 和 δ1 的 位置, 然后进行再扫描, 并将再扫描得到的图像用来替换有运动伪影的原图像 pic1。
         然而实际应用中, 观察者并非会按上述方式操作。例如对于有 10 幅图像的顺序扫 描, 如果其中 3 幅图像有运动伪影, 那么为了保证重建图像的质量, 一般会重新扫描这 10 幅 图像。而实际上没有运动伪影的 7 幅图像是无需再次扫描的, 这样待检对象就接收了额外 的 X 射线辐射。有鉴于此, 本发明提出一种优化扫描流程的方法。 用于优化再扫描的流程, 以提高 判断图像中运动伪影的准确率, 并减少待检对象接收的 X 射线剂量。
         如图 1a 所示, 对顺序扫描而言, 所述方法包括 :
         步骤 101, 读取原始投影数据组 R 中与一投影数据 v1 对应的第一投影角度 α1 和 第一探测器通道 n1。
         本发明是基于如图 2 所示的数据补偿的原理来进行的。图 2 所示数据采集系统包 括一种 X 射线源 1(F1 或 F2) 和探测器 3, 探测器 3 的通道数为 M, 其起始探测器通道为 C-1, 结束探测器通道为 C-M。其中, X 射线源 1 发射 -X 射线束, X 射线束张角为 2β, 探测器 3 与 X 射线源 1 一起围绕一待检对象顺时针同步旋转, 即 X 射线源从 F1 处顺时针旋转到 F2 处, 以从复数个视点来采集 X 射线投影数据。理论上, 在同一 X 射线传播路经 F1F2 上, 由于 X 射线从 F1 到 F2 方向经过待检对象的衰减与从 F2 到 F1 方向经过待检对象的衰减相同, 所 以在投影角度为 α1( 从 X 轴正半轴旋转到 F1 点的旋转角度 ) 时, 探测器 3 的一个通道 n1 上接收到的 X 射线投影数据 v1 应该等于投影角度为 α2( 从 X 轴正半轴旋转到 F2 点的旋 转角度 ) 时, 探测器 3 的另一个通道 n2 接收的 X 射线投影数据 v2, 即 v1 = v2。本发明据 此来获取补充数据组 R_C 的数据。 步骤 102, 根据第一探测器通道 n1 按如下公式 (1) 来计算 X 射线传播路径 F1F2 偏 离 X 射线束中心的角度 θ :
         θ = β-n1*Δβ (1)
         其中, Δβ 为探测器 3 中相邻两个通道间的角度步距, β 为所述 X 射线束的一半 张角。
         步骤 103, 根据夹角 θ 按如下公式 (2) 来计算第二探测器通道 n2 :
         n2 = (β+θ)/Δβ (2)
         这里, 可以将公式 (1) 变形为如下公式 (3) :
         n1 = (β-θ)/Δβ (3)
         比较公式 (2) 和 (3) 可以得出 : 第一探测器通道 n1 与第二探测器通道 n2 关于探 测器 3 的中心是镜像对称的。
         步骤 104, 根据夹角 θ 按如下公式 (4) 来计算第二投影角度 α2 :
         α2 = α1±pi-φ (4)
         由于 φ = 2θ, 所以
         α2 = α1±pi-2θ (5)
         图 2 的实施例中 α2 = α1-pi-2θ。
         步骤 105, 将在第二投影角度 α2 下第二探测器通道 n2 所采集到的投影数据 v2 作 为原始投影数据组 R 的补偿数据组 R_C 中的数据。
         采 用 上 述 步 骤 101 ~ 105, 无需包括数据采集系统围绕待检对象旋转一周 (360° ), 而只需进行 [0, 180° +2β] 的投影即可获得补偿数据组 R_C 中的全部数据。于 是, 本发明中第一投影角度范围为 [0, 180° +2β], 这样根据公式 (5) 可以得到第二投影角 度范围也为 [0, 180° +2β], 这样就减少了待检对象接收的辐射剂量, 同时减少了原始投 影数据的数据量, 减少了数据存储空间。
         步骤 106, 计算原始投影数据组 R 与补偿数据组 R_C 的距离矩阵 S。
         根据本发明的一个实施例, 所述距离矩阵为欧几里得距离矩阵。
         在 CT 扫描中, 数据采集系统是根据一定的角度间隔来采集 X 射线投影数据的, 即 读片。如在一次扫描过程中本发明将 [0, 180° +2β] 分为 N 个角度间隔, 如 N = 2000, 则 数据采集系统围绕待检对象每旋转 ((180° +2β)/2000)°, 探测器 3 就读取一次 X 射线投 影数据, 总共需要读片 2000 次。
         假设距离矩阵 S 为一 N 行 N 列的矩阵, 其中第 i 行第 j 列的数据可以是原始投影数 据组 R 中第 i 次读片的数据与补偿数据组 R_C 中第 j 次读片的数据的欧几里得 (Euclidean) 距离。 也就是说, 距离矩阵 S 中第 i 行的数据是原始投影数据组 R 中第 i 次读片的数据分 别与补偿数据组 R_C 中第 1 ~ N 次读片的数据的欧几里得距离, 距离矩阵 S 中第 j 列的数 据是补偿数据组 R_C 中第 j 次读片的数据分别与原始投影数据组 R 中第 1 ~ N 次读片的数 据的欧几里得距离。
         当然距离矩阵 S 第 i 行第 j 列的数据也可以是补偿数据组 R_C 中第 i 次读片的数 据与原始投影数据组 R 中第 j 次读片的数据的欧几里得 (Euclidean) 距离。
         步骤 107, 取距离矩阵 S 的某一列 j, 找出该列中最小值所对应的行值 i, 若该行值 i 与该列值 j 的差值的绝对值大于一预设阈值, 则根据该行值 i 得到待检对象发生运动的具 体位置。 假设 j = 1000, 则距离矩阵 S 中第 1000 列数据为补偿数据组 R_C 中第 1000 次读 片的数据分别与原始投影数据组 R 中第 1 ~ N 次读片的数据的欧几里得距离。理论上, 距 离矩阵 S 中第 j 列的最小数据为 Sj, 即 i = j。然而实际上, 由于各种原因如机械误差 ( 例 j, 如探测器通道的大小、 X 射线源焦点到扫描中心的距离、 X 射线源焦点到探测器的距离、 X射 线束张角等的误差 )、 条状伪影检测的准确率、 飞焦点、 旋转机架的速度等, 使得 S 中第 j 列 的最小数据并不一定为 Sj, 而是在 Sj, j, j 附近的一个预设阈值范围内。根据本发明的一个实 施例, 所述预设阈值为 20。如图 3a 所示为待检对象未发生运动时 S 中第 1000 列数据的示 意图, 其中横坐标为 S 的行值 i, 纵坐标为 Si,j 的相对大小, 图中在 i = 1000 附近有一个圆 圈, 该圆圈示意了一预设阈值范围, 即当 S 中第 1000 列的最小值在该圆圈内, 则认为在该次 扫描过程中待检对象没有发生运动。反之, 若第 1000 列的最小值不在该圆圈内, 如图 3b 所 示, 则认为该次扫描过程中待检对象发生了运动。
         如图 3b 所示 S 中第 1000 列最小值为 i = 1250 左右, 其相比 i = 1000 附近的圆 圈有很大的偏移, 可知在本次扫描过程中约第 1250 次读片时待检对象发生了运动, 且纵坐 标有一个明显的跳跃 (sharp break)。可见本发明能自动判断出待检对象在本次扫描中发 生运动的具体位置, 相比现有顺序扫描再次扫描的方法而言, 避免了人工误差, 更加精确。
         步骤 108, 对所述位置再次进行扫描。
         根据步骤 107 得到的行值 i 得到在本次扫描过程中约第 i 次读片时待检对象发生 了运动, 据此得到检查床的位置 posi。将检查床移动到 posi 处, 并使 X 射线源处于第 i 次 读片的投影角度 δi = (180° +2β)/N*i, 对该处待检对象再次进行扫描。相比现有顺序 扫描再次扫描的方法而言, 减少待检对象接收的 X 射线剂量。
         图 1b 所示为本发明优化螺旋扫描流程的方法 : 其包括其中步骤 101 ~ 107 与图 1a 相同, 不同的是, 在根据步骤 107 得到待检对象在本次扫描中发生运动的具体位置后, 螺旋 扫描的步骤为 :
         步骤 109, 根据所述位置来计算需再次扫描的范围。
         根据步骤 107 得到的行值 i 来获得第 i 次读片时检查床位置 posi 和 X 射线源投 影角度 δi, 将其作为两个再次扫描范围 box3 和 box4 的起点。
         步骤 110, 对所述范围再次进行扫描。启动再次扫描, 使 box3 和 box4 的终点线分 别都移动到 posi 和 δ1 的位置, 这样就实现了再扫描。
         本发明还提供一种计算机程序, 使计算机执行所述优化扫描流程的方法。
         本发明还提供一种计算机可读的记录介质, 存储用于使一机器执行如本文所述的 优化扫描流程的方法指令。 具体地, 可以提供配有存储介质的系统或者装置, 在该存储介质 上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码, 且使该系统或者装置的计 算机 ( 或 CPU 或 MPU) 读出并执行存储在存储介质中的程序代码。这种情况下, 从存储介质 读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能, 因此程序代码和存储程 序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
         用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、 硬盘、 磁光盘、 光盘 ( 如 CD-ROM、 CD-R、 CD-RW、 DVD-ROM、 DVD-RAM、 DVD-RW、 DVD+RW)、 磁带、 非易失性存储卡和 ROM。可选择地, 可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
         此外, 应该清楚的是, 不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码, 而且可以通过 基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作, 从而 实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
         此外, 可以理解的是, 将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板 中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中, 随后基于程 序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的 CPU 等来执行部分和全部实际操作, 从而 实现上述实施例中任一实施例的功能。
         本发明还提供一种优化扫描流程的装置, 如图 4 所示, 所述装置 10 包括 : 一运动位 置判断组件 11 和一再扫描执行组件 12。其中运动位置判断组件 11, 用于根据原始投影数 据组来判断待检对象发生运动的位置, 如图 5 所示, 其包括 :
         一补偿数据获取模块 111, 用于获取原始投影数据组 R 的补偿数据组 R_C。
         具体地, 如图 6 所示补偿数据获模块 11 件包括 :
         一读取单元 221, 用于读取原始投影数据组 R 中与一投影数据 v1 对应的第一投影 角度 α1 和第一探测器通道 n1。
         一计算模块 222, 用于根据第一投影角度 α1 和第一探测器通道 n1 来计算一第二 投影角度 α2 和第二探测器通道 n2, 其中在第二投影角度 α2 下的第二探测器通道 n2 与 在第一投影角度 α1 下的第一探测器通道 n1 位于同一 X 射线传播路径 F1F2 上。具体地包 括:
         一角度计算子单元, 用于根据第一探测器通道 n1 按公式 (1) 来计算 X 射线传播路 径 F1F2 偏离 X 射线束中心的角度 θ ;
         一第二通道计算子单元, 用于根据夹角 θ 按公式 (2) 来计算第二探测器通道 n2 ;
         一第二角度计算子单元, 用于根据夹角 θ 按公式 (5) 来计算第二投影角度 α2。
         一补偿数据获取模块 223, 其将计算单元 222 得到的第二投影角度 α2 下第二探测 器通道 n2 所采集到的投影数据 v2 作为补偿数据组 R_C 中的数据。一距离矩阵计算模块 112, 用于计算原始投影数据组 R 与补偿数据组 R_C 的距离矩阵 S。 一运动位置判断模块 113, 取所述距离矩阵中的第 j 列, 找出该列中最小值所对应 的行值 i, 若该行值 i 与该列值 j 的差值的绝对值大于一预设阈值, 则根据该行值得到所述 待检对象发生运动的具体位置。根据本发明的一个实施例, 预设阈值为 20。具体判断方式 已在本发明的方法中做了详细说明, 这里不再赘述。
         如图 7 所示, 再扫描执行组件 12 包括 :
         一再扫描范围计算模块 121, 用于在螺旋扫描时根据所述位置来计算需再次扫描 的范围 ;
         一再扫描执行模块 122, 用于对所述范围再次进行扫描。
         本发明涉及医疗设备领域, 特别是一种根据原始投影数据组来判断待检对象是否 发生运动的方法, 所述方法包括 : 获取所述原始投影数据组的补偿数据组 ; 计算所述原始 投影数据组与所述补偿数据组的距离矩阵 ; 取所述距离矩阵的某一列, 找出该列中最小值 所对应的行值, 若该行值与该列值的差值的绝对值大于一预设阈值, 则所述原始投影数据 组中存在运动伪影。 本发明还提供一种根据原始投影数据组来判断待检对象是否发生运动 的装置。 采用本发明能直接从 [0, 180° +2β] 的原始投影数据组中就判断出待检对象在本 次扫描中是否发生运动, 并进一步得到发生运动的具体位置, 同时减少了待检对象接收的 X 射线辐射剂量。
         以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精 神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。
        

    关 键  词:
    一种 优化 扫描 流程 方法 装置
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