一种扫描床的检测和校正方法与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，更具体涉及一种扫描床的检测和校正方法。


背景技术：

2.在ct扫描床的生产和安装过程中，需要保证一定的精度，使得在应用过程中不出现或尽量避免床的前后、左右倾斜及床板的弯曲形变。在出现床板倾斜、变形的情况下也需要一种方法来对图像进行校正，从而减少由此导致的图像错位、定位不准等问题。需要说明的是，床板的倾斜在空间坐标系上是线性的坐标变换，而弯曲变形则是非线性的变换。现有技术中检测并校正ct扫描床倾斜和弯曲变形的情况存在以下弊端：通常需要借助于外在的装置，如摄像头、水平尺，获得床在运动过程中的参数；做扫描位置有重叠的轴扫，使相邻两圈的数据位置匹配起来；到每张图像的位移，作为床板下垂量，未对变形和倾斜进行区分，校正后得到的图像位置精度不够。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种扫描床的检测和校正方法，不需要借助额外的仪器，不需要增加额外的辐射剂量，通过对扫描床进行扫描重建和对重建得到的图像进行配准，即可得到床的倾斜和形变数据，从而提升ct机生产过程中床的加工和安装精度，改善应用过程中出现的图像错位等现象，提高图像定位精度。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种扫描床的检测和校正方法，包括以下实施步骤：（1）进行轴扫或螺旋扫描，重建得到一组床板在显示视野之内的图像；（2）对床板图像做刚体配准如平移、旋转处理，得到配准参数，将各张图像的参数画成曲线图；（3）观察上述曲线图判断扫描床是否有倾斜和下垂，扫描床存在倾斜和下垂时，曲线具有一定的特征，据此判断扫描床的状态，并由曲线计算得到床在垂直平面和水平面的倾斜程度及床的下垂程度；（4）根据数值检查床的设计、安装；（5）将上述数值应用在重建中，移动重建中心或对重建后的图像进行变换。
5.进一步，所述步骤（1）中对床板的扫描包括以下两种方式，1）床板上不放置负载，得到只有床板在显示视野之内的图像，用于判断床板的倾斜；2）在床板上均匀放置负载，将床板从重建图像中分割出来，得到床板图像，用于计算床板的下垂。
6.进一步，所述步骤（5）中指导图像重建，包括以下两种方式：1）根据床板上有负载的情况下获得的图像，计算并拟合得到不同负载下床板在各处的倾斜和下垂曲线，将其作为出厂参数保存在特定的文件夹里，在重建阶段使用对应参
数值调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换；2）根据病人的扫描数据实时进行校正,对病人图像进行处理使床板显示在视野中，分割出床板进行配准，得到床板倾斜和下垂参数，在重建阶段调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换。
7.综上所述，本发明不需要借助外部器械，不增加扫描剂量，通过对扫描床进行扫描重建和对重建得到的图像进行配准，得到床的倾斜和形变参数；根据曲线形状判断扫描床的状态；对扫描床分情况校正，包括线性校正和非线性校正，从而提升ct机生产过程中床的加工和安装精度，改善应用过程中出现的图像错位等现象，提高图像定位精度。
附图说明
8.图1为不放置负载或者负载较轻，对床板对轴扫为例，如果床板在垂直面有倾斜得到的曲线；图2为放置负载，对床板进行轴扫为例得到的曲线；图3为使用病人数据实时校正的方法处理效果图。
具体实施方式
9.参照图1至图3对本发明一种扫描床的检测和校正方法的具体实施方式作进一步的说明。
10.本发明可以分成以下步骤进行实施：（1）进行进床或出床扫描，重建得到一组床板在显示视野之内的图像，包括以下两种实施方式：1）床板上不放置负载，得到只有床板在显示视野之内的图像，用于判断床板的倾斜。
11.2）在床板上均匀放置负载，将床板从重建图像中分割出来，得到床板图像，用于计算床板的下垂。
12.（2）对上述得到的床板图像做降噪、平滑等预处理。假设床板没有倾斜和变形，每层图像上床板的位置和大小都应该是不变的。对上述实施1）和2）的图像做刚体配准处理，得到配准参数，转换成每层图像相对于第一张图像的位置移动信息。
13.（3）将上述参数画成曲线，根据曲线的形状判断是否扫描床在垂直面和水平面存在倾斜，是否存在下垂，并计算倾斜角度和下垂程度。
14.以步骤（1）中1）不放置负载或者负载较轻（儿童），对床板对轴扫为例，如果床板在垂直面有倾斜，得到的曲线应该如图1所示。
15.如图1所示，各个床位的图像在y方向的位移呈现周期性，且床位之间没有明显的高度变化，表示床板在垂直面发生倾斜，每段曲线的斜率表示倾斜的角度。在床板倾斜的情况下，得到的断层图像上的位置精度变差，可能会导致病灶定位发生偏移。对于床板倾斜的情况，可从机械上进行调节，直至各床位曲线接近水平，也可以采用软件校正，从上述曲线中拟合得到简单的线性函数就可以满足需求。
16.以步骤（2）中2）放置负载，对床板进行轴扫为例，得到的曲线如2所示。
17.如图2所示，各个床位之间出现了明显的高度变化，且由于重力分布不均，同时伴
随着倾斜。床板下垂会导致图像出现明显的错位。在有负载的情况下床板的下垂一般是不可避免的，该情况下可以从软件上进行校正，即利用该曲线拟合得到各个图像位置处的移动参数，对图像进行移动，因为各处床板下垂的程度不同，不能使用简单的线性函数拟合。
18.（4）指导床的生产和安装。在扫描床的研发阶段，上述测量值可用于判断床的材料的硬度，设计的合理性，加工的精度。在ct机的生产阶段，上述测量值可用于判断床的安装精度。
19.（5）指导图像重建，包括以下两种实施方式：1）根据床板上有负载的情况下获得的图像，计算并拟合得到不同负载下床板在各处的倾斜和下垂曲线，将其作为出厂参数保存在特定的文件夹里，在重建阶段使用对应参数值调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换。
20.2）根据病人的扫描数据实时进行校正。对病人图像进行处理使床板显示在视野中，分割出床板进行配准，得到床板倾斜和下垂参数，在重建阶段调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换。
21.另外，上述参照物包括但不限于床板，也可以是一些机器的附件，或者病人本身。
22.使用病人数据实时校正的方法处理效果图3所示。
23.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种扫描床的检测和校正方法，其特征在于：包括以下实施步骤，（1）进行轴扫或螺旋扫描，重建得到一组床板在显示视野之内的图像；（2）对床板图像做刚体配准如平移、旋转处理，得到配准参数，将各张图像的参数画成曲线图；（3）观察上述曲线图判断扫描床是否有倾斜和下垂，扫描床存在倾斜和下垂时，曲线具有一定的特征，据此判断扫描床的状态，并由曲线计算得到床在垂直平面和水平面的倾斜程度及床的下垂程度；（4）根据数值检查床的设计、安装；（5）将上述数值应用在重建中，移动重建中心或对重建后的图像进行变换。2.根据权利要求1所述的扫描床的检测和校正方法，其特征在于：所述步骤（1）中对床板的扫描包括以下两种方式，1）床板上不放置负载，得到只有床板在显示视野之内的图像，用于判断床板的倾斜；2）在床板上均匀放置负载，将床板从重建图像中分割出来，得到床板图像，用于计算床板的下垂。3.根据权利要求1所述的扫描床的检测和校正方法，其特征在于：所述步骤（5）中指导图像重建，包括以下两种方式，根据床板上有负载的情况下获得的图像，计算并拟合得到不同负载下床板在各处的倾斜和下垂曲线，将其作为出厂参数保存在特定的文件夹里，在重建阶段使用对应参数值调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换；2）根据病人的扫描数据实时进行校正,对病人图像进行处理使床板显示在视野中，分割出床板进行配准，得到床板倾斜和下垂参数，在重建阶段调整重建中心，或者在重建后对图像进行相应变换。

技术总结
本发明公开了一种扫描床的检测和校正方法，包括以下步骤：（1）进行轴扫或螺旋扫描，重建得到一组床板在显示视野之内的图像；（2）对床板图像做刚体配准如平移、旋转处理，得到配准参数，将各张图像的参数画成曲线图；（3）观察曲线图判断扫描床是否有倾斜和下垂，并由曲线计算在垂直平面和水平面的倾斜程度及下垂程度；（4）根据数值检查床的设计、安装；（5）将上述数值应用在重建中，移动重建中心或对重建后的图像进行变换。本发明无需借助额外仪器，不需要增加额外辐射剂量，通过对扫描床进行扫描重建和对重建得到图像进行配准，即可得到床的倾斜和形变数据，从而提升CT机加工和安装精度，改善应用中图像错位等现象，提高图像定位精度。度。度。


技术研发人员：陈婷 陈伟
受保护的技术使用者：明峰医疗系统股份有限公司
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/4/26