专利名称：锥束ct系统快速定位方法专用测具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测具，特别是锥束CT系统快速定位方法专用测具。
背景技术：
现有的锥束CT系统主要由X射线源、旋转工作台和平板探测器构成，其安装定位参数 包括射线源焦点到旋转工作台中心的距离D^，射线源焦点到平板探测器的距离"^，中 心射束(射线源发出的一条与旋转工作台旋转轴垂直的射线)在平板探测器上的照射位置 (x，力，以及平板探测器分别绕X、 Y和Z轴的旋转角"、"和y。其中，"^、 DW、 x、 少和^对重建切片图像质量及后续应用有重要影响。采用常规手段安装的锥束CT系统，只能
保证部件基本的相对位置关系，而不能直接得到高精度的定位参数。
文献"锥束CT系统安装参数确定技术研究，计算机工程与应用，2006,Vol.20， pl70-173" 公开了一种基于细琴弦重建图像评估的黄金分割迭代搜索法来测定锥束CT系统定位参数。 该方法构造了一个切片图像灰度密度函数作为目标函数，采用黄金分割搜索法分别调整各个 定位参数，最终使目标函数达到最小值，从而确定系统的定位参数。该方法在黄金分割迭代 搜索中涉及反复的CT重建，计算量大，测定一次需数小时；迭代计算前需采用其它方法测 量初值，若初值误差太大，可能导致该方法失效；进一步的研究表明，D^与DW不能使目 标函数收敛，因此不能对这两个参数进行迭代搜索。由于没有专用测具，测量方法复杂。 发明内容
为了克服现有技术测量方法复杂的不足，本实用新型提供一种锥束CT系统快速定位方法 专用测具，釆用圆杆和圆盘底座连为一体的结构，结构简单；采用专用测具进行扫描，可以 使操作方法简单。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案 一种锥束CT系统快速定位方法专用测 具，其特点是包括圆杆和底座，圆杆和底座连为一体，圆杆的直径D是10 20mm，在圆杆 上开两个宽度为2 4mm的退刀槽。
所述的退刀槽深2 3mm，且分别位于平板探测器成像窗口中心上下两侧。
本实用新型的有益效果是由于圆杆和圆盘底座连为一体的结构，结构简单；采用专用 测具进行扫描，操作方法简单；可同时测出锥束CT系统的5个主要定位参数"犯、"^、 x、 少和^测量精度可达到亚象素级；整个定位过程由现有技术的数小时降到数分钟。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

附图是本实用新型锥束CT系统快速定位方法专用测具结构示意图。 图中，l-圆杆，2-退刀槽，3-底座。
具体实施方式

参照附图。本实用新型的结构由均匀铝质圆杆和圆盘底座构成。圆杆直径D二20mm，退 刀槽直径d =16mm，两个退刀槽宽度均为4mm，退刀槽相距Z =60mm且分别位于平板探测 器成像窗口中心上下两侧。
采用专用测具进行锥束CT系统快速定位方法的歩骤如下
(1) 将圆杆测具放置在锥束CT系统的旋转工作台中心处，釆集20幅投影图像，然后 将这些图像按对应象素进行灰度叠加并平均，得到1幅投影图像G1，并按重建所需投影图像 尺寸裁剪成1024x1024。
(2) 保持圆杆测具不动，将旋转工作台往射线源方向平移/2二50mm，采集20幅投影图 像，然后将这些图像按对应象素进行灰度叠加并平均，得到1幅投影图像G2，并按重建所需 投影图像尺寸裁剪成1024x1024。
(3) 将圆杆测具沿与平板探测器成像平面平行的方向平移5mm，记此位置为0度，采 集20幅投影图像，然后将这些图像按对应象素进行灰度叠加并平均，得到1幅投影图像G3， 并按重建所需投影图像尺寸裁剪成1024x1024;
(4) 保持圆杆测具不动，将旋转工作台旋转180度，釆集20幅投影图像，然后将这些 图像按对应象素进行灰度叠加并平均，得到1幅投影图像G4，并按重建所需投影图像尺寸裁 剪成1024x1024;
(5) 利用上述采集的投影图像，计算锥束CT系统定位参数，包括射线源焦点到旋转中 心的距离D^，射线源焦点到平板探测器的距离DW，中心射束在平板探测器上的照射位置 (x,力以及平板探测器旋转角y 。
首先计算/^0、 DW和j;，采用以下处理歩骤
1) 将求对数后的投影图像G1按行进行投影象素灰度叠加，得到1列投影；
2) 以该列投影的中点为起始点，逐象素向上查找第一个局部灰度最大值象素点，将此点 标记为/^,，判断准则为该象素的相邻3个象素的灰度均小于该象素的灰度；
3) 从^^逐象素向上査找第一个局部灰度最小值象素点，将此点标记为/^，判断准则
为该象素的相邻3个象素的灰度均大于该象素的灰度；
4) 计算&M和&m象素灰度的平均值；6) 根据灰度平均值对这两个象素点进行线性插值，得到一个亚象素点，将此点标记为《， 《=233.245101;
7) 采用与上述第2 6歩完全类似的方法，以该列投影的中点为起始点，逐象素向下査 找并计算可得到g点，尸2 =817.660577;
8) 对求对数后的投影图像G2，采用与上述第1 7歩完全类似的方法可得到A点和A点， 尸3 =203.3431227，尸4 =846.659914;
9) 根据获取G1、G2的两次扫描投影的相关性，计算可得Dw =1092.19， DW =1348.81， ;;=529.931。
其次计算x和;K，采用以下处理歩骤-
1) 将0度与180度位置的投影图像G3和G4按对应象素灰度值相减并取绝对值，得到 1幅图像G5;
2) 将G5在高度方向上等分成10份，取每份的中间一行象素，则得到等间距的IO行象素；
3) 分别对上一歩得到的每一行象素，査找圆杆投影区域内的最小灰度值象素；
4) 以最小灰度值象素为中心，在相应行上分别取其左右相邻的4个象素，得到连续的9 个象素；
5) 以象素位置为自变量，采用最小二乘二次多项式对这些象素灰度进行拟合，得到与行 数量相同的多个二次多项式，其中第153行拟合结果为g^l.9068 -1932.77Lc + 489792;
6) 分别计算各个二次多项式的最小值，得到与最小值对应的I值，结合所在行的F坐标， 即得到与行数量相同的多个平板探测器上的坐标点。对于《=1.9068乂2 -1932.771^ +489792， 其最小值对应的jc =506.81，则由该行得到的坐标为(506.81,153);
7) 采用最小二乘直线拟合这些坐标点，得到的直线方程为旋转工作台旋转轴的投影直线 在平板探测器上的数学表达式} = -342.6993x + 173850.6722;
8) 计算该直线的斜率，即是平板探测器旋转角^ = 89.83281°;
9) 将前面计算所得的中心射束纵坐标值y =529.931代入直线方程，即可计算出中心射 束横坐标值x =505.751664。
为验证上述所得的锥束CT系统主要定位参数的准确性，对由该系统扫描的一条钢丝采 用这些参数进行重建，取重建切片的第200层、第512层和第800层观察其钢丝重建灰度， 可见钢丝重建灰度的集中性都很好，表明采用本实用新型方法获取的锥束CT系统主要定位 参数是准确可靠的。
权利要求1、一种锥束CT系统快速定位方法专用测具，其特征在于包括圆杆和底座，圆杆和底座连为一体，在圆杆上开有两个宽度为2～4mm的退刀槽。
2、 根据权利要求1所述锥束CT系统快速定位方法专用测具，其特征在于所述的退刀 槽深2 3mm，且分别位于平板探测器成像窗口中心上下两侧。
专利摘要本实用新型公开了一种锥束CT系统快速定位方法专用测具，其特点是包括圆杆和底座，圆杆和底座连为一体，在圆杆上开有退刀槽。所述的退刀槽深2～3mm，且分别位于平板探测器成像窗口中心上下两侧。由于圆杆和圆盘底座连为一体，结构简单；采用专用测具进行扫描，操作方法简单；可同时测出锥束CT系统的5个主要定位参数Dso、Dsd、x、y和γ。测量精度可达到亚象素级；整个定位过程由现有技术的数小时降到数分钟。
文档编号G01B11/03GK201434670SQ200920033739
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者张定华, 李明君, 黄魁东 申请人:西北工业大学