一种适用于非环形机架的多探头SPECT探头间配准方法与流程

一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法
技术领域
1.本发明属于spect探头配准技术领域，尤其涉及一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法。


背景技术：

2.随着新型半导体的探测器材料的不断发展和应用场景的不断开拓。目前越来越多的spect设备在结合新型半导体的情形下，采用了多探头的结构。而传统的测试方法复杂而繁琐，极易出现误差，从而引发图像质量问题。
3.目前，双(多)探头spect探头间配准均采用旋转中心校正的方法，其方法为：探头配备低能平行孔高分辨率准直器，将点源置于断层扫描床上，探头分别位于0
°
、90
°
位置，升降/平移床调整其位置，并通过显示器上观察点源的影像是否在矩阵中心，严格按照厂方操作规程，设置矩阵大小、视野放大、探头旋转方向、旋转间隔等采集条件，进行采集分析，最终通过计算机重建计算，对旋转中心进行校正。从而纠正设备运行一段时间后由于物理因素造成的探头间误差变化，由此纠正误差值，实现多探头之间的配准。
4.但该方法要求严格遵循厂商的参数，操作过程复杂耗时长而且任何错误的设置均可能造成数据不可用或结果不准确，进而影响图像质量，同时该方案仅适用于探测器固定于环形机架上，对于异形机架无法适用。


技术实现要素：

5.本发明提供一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法，旨在解决设置参数复杂、不适应异形机架等问题。
6.本发明是这样实现的，一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法，包括以下步骤：
7.s1：孔位盘的设计依托于人体心脏轴面大小，由此确定了孔位盘的大小，结合线源承托底座对孔位的大小设计了多种不同的排布方案；
8.s2：支架通过预留螺丝孔位固定于机架上，孔位盘固定于支架尾侧；
9.s3：将线源固定在孔位盘的其中一个测试孔内，进行采集信息，每个探头分别采集到同一位置线源的位置数据，将采集到的位置数据进行计算，获得线源的位置信息；
10.s4：将线源依次固定在孔位盘上不同的测试孔内，重复步骤s3，进行采集信息，每个探头分别采集到多个位置的位置数据，并获得多个线源位置的位置信息；
11.s5：依据每个探头采集到的处于同一位置线源的位置信息，结合同一探头采集到每个不同位置线源的位置信息，通过探头间对位置信息的叠加计算，得到每个探头的平均偏移误差；
12.s6：依据每个探头的平均偏移误差，对探头进行偏转纠正，并对每一个探头采集到的对应位置数据进行叠加修正。
13.进一步的，所述孔位盘上的测试孔数量为3个、5个、9个或13个。
14.进一步的，所述孔位盘上的测试孔数量为9个或13个。
15.进一步的，在步骤s4中，获得线源的位置信息的具体步骤包括：
16.将线源拟定为一般区域v＝{(x,y,z)|(x,y)∈d,q(x,y)≤z≤(x,y)}；
17.其中，d为v在xoy平面上的投影；
18.z1(x,y),z2(x,y)是d上连续函数，函数f(x,y,z)在v上可积，对任意的(x,y)∈d,有
[0019][0020]
则g(x,y)可积，且有
[0021][0022]
得出线源的位置信息a
nj
。
[0023]
进一步的，在步骤s5中，得到每个探头的平均偏移误差，计算公式如下：
[0024][0025]
其中，δm表示m位置射线能量比率，y为校准工具与空气投射比率，z为线源固定位置数，b
nj
表示n号探头在j位置初始线源位置数据。
[0026]
进一步的，在步骤s6中，对探头进行偏转纠正的具体步骤包括：
[0027]
以初始线源位置b
nj
为原点水平方向建立空间直角坐标，则平均偏移误差xn为矢量运动方向与距离，线源的位置信息a
nj
为运动终点；
[0028]
设
[0029][0030]
其中，
[0031]
带入式中：
[0032]
计算得出探头在长时间使用后发生的偏移方向和距离。
[0033]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法，整体装置简单，无需手动调节和目测位置，不需要设置繁琐的参数设置，操作简单，速度快，错误采集概率低，可有效的提高误差的准确性，提高设备整体图像性能。
附图说明
[0034]
图1为本发明探头和孔位盘结构示意图；
[0035]
图2为本发明线源位置示意图。
具体实施方式
[0036]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0037]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0038]
本发明通过现有的探头结构配置，结合czt晶体的自身优势，提供如下技术方案：一种非环形机架的多探头spect多探头间配准方法。
[0039]
孔位盘的大小依据是人体心脏轴位的大小而设定，在可能满足心脏扫描范围的情况下，做到体积小，使用方便。
[0040]
结合线源承托底座的大小，在孔位盘大小确定的基础上分别设计的了三位、五位、九位、十三位等孔位盘，后经由反复的实验对比后得知，九位与十三位时探头校准的范围更全，同等心脏大小全部包围在内，且对应的位置信息更多；信息更准确，探头校准对比的位置信息更多，在探头采集过程中偏差发生更少。
[0041]
如图1所示，采用线源和9-13位孔盘(以9位孔盘为例)，9-13孔位盘由带有螺栓的支架进行固定，线源通过卡扣在采集过程中固定于孔位盘不同的位置上，其简单的结构不仅使得操作更加便捷，得益于机械结构的设计，也减少了操作过程中由于放置不准或其自身移动引起的偏差。使用时仅需将支架固定于探测臂指定位置，按顺序依次在1-9位置放置线源扫描即可。
[0042]
采用线源和9-13位孔盘(以9位孔盘为例)，将线源置于孔盘上的1号孔位，进行采集，以获得线源所在位置线源的相关信息，每个探头将分别获得并他们所接收到的对于同一位置线源的位置信息。计算方法为将线源拟定为一般区域v＝{(x,y,z)|(x,y)∈d,q(x,y)≤z≤(x,y)}；
[0043]
其中，d为v在xoy平面上的投影；
[0044]
z1(x,y),z2(x,y)是d上连续函数，函数f(x,y,z)在v上可积，对任意的(x,y)∈d,有
[0045][0046]
则g(x,y)可积，且有
[0047][0048]
得出线源的位置信息a
nj
。
[0049]
依据采集时获得的其他相关数据及固有位置信息进行计算：
[0050]
得到每个探头的平均偏移误差，计算公式如下：
[0051][0052]
其中，δm表示m位置射线能量比率，y为校准工具与空气投射比率，z为线源固定位置数，b
nj
表示n号探头在j位置初始线源位置数据。
[0053]
将得到的数据进行计算，得到线源位置，将线源继续置于2-9号位置，重复此操作，确定每一个探头均可采集到9个位置的图像，得到每个探头的平均偏移误差误差数据。
[0054]
如图2所示，在上述采集计算过程中我们已经得到线源位于各个位置时探头所获信息：当前位置信息a
nj
与偏移量xn。
[0055]
以初始线源位置b
nj
为原点水平方向建立空间直角坐标，则平均偏移误差xn为矢量运动方向与距离，线源的位置信息a
nj
为运动终点；
[0056]
设
[0057][0058]
其中，
[0059]
带入式中：
[0060]
计算得出探头在长时间使用后发生的偏移方向和距离。
[0061]
系统内部预设算法将按照所得结果对探头进行偏转纠正，每一个探头采集到的对应位置数据进行叠加修正。
[0062]
本发明公开一种适用于非环形机架的多探头spect探头间配准方法，整体装置简单，无需手动调节和目测位置，不需要设置繁琐的参数设置，操作简单，速度快，错误采集概率低，可有效的提高误差的准确性，提高设备整体图像性能。
[0063]
以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。