[发明专利]模体、测量系统矩阵的方法及装置

说明书

本发明涉及一种模体，包括基体；以及布设在所述基体中的标记物，其中，所述标记物的大小在至少一个维度上足够小，以使得所述标记物在该至少一个维度上的投影图像的尺寸小于探测器像素尺寸。本发明还涉及一种测量系统矩阵的方法和相应的装置，该方法包括获取上述模体中体素的扩散函数；以及基于初始系统矩阵和所述体素的扩散函数获得系统矩阵。

技术领域

本发明涉及医学技术领域，尤其涉及模体及利用模体测量系统矩阵的方法及装置。

背景技术

系统矩阵建立了已知的投影图像与未知的重建体元之间的关系，可用于迭代重建算法、系统仿真中的几何建模和伪影校正等。因此，迭代重建图像质量、系统仿真和伪影校正结果均依赖于系统矩阵的准确性。

最常见的系统矩阵，将射线源焦点与探测器像素作为理想点考虑，通常采用基于射线束穿过体元形成的射线强度的线积分模型进行模拟计算。该系统矩阵仅考虑了射线源的焦点、体元与探测器像素间的空间几何关系，而未考虑各种非理想几何因素的影响，诸如：

1)射线源的焦点一般具有非零有限尺寸。线积分模型将射线源的焦点作为理想点光源考虑，忽略了由于焦点具有一定尺寸和分布，从而可能引起的图像模糊；

2)探测器像素一般具有非零有限尺寸。线积分模型将探测器离散化，将探测器像素响应均视为1，忽略了由于探测器响应具有一定分布，从而引起的图像模糊；

为了将以上非理想几何因素引入系统矩阵，现有技术通常采用以下方案：

1.将射线源的焦点、体素和探测器像素的几何尺寸划分为更小的单元，在焦点和探测器单元间用多条投影线模拟上述非理想几何因素。例如，图1中示出了此类现有技术方案的示例。

2.使用响应函数模拟焦点尺寸与探测器像素尺寸对系统矩阵的影响。例如，图2中示出了此类现有技术方案的示例。

上述现有技术方案均需要测量射线源的焦点、体素、探测器像素尺寸和探测器响应分布等特性，并以此为基础进行后续计算。方法1和方法2相比较而言，方法1简单直接，在实际应用中用得较多，但其计算量比方法2大一到两个数量级以上，计算效率低且开销过大；而方法2虽然计算量较优，但响应函数通常难以准确模拟。

发明内容

根据本公开的一方面，一种模体包括：基体；以及布设在所述基体中的标记物，其中，标记物的大小在至少一个维度上足够小，以使得标记物在该至少一个维度上的投影图像的尺寸小于探测器像素尺寸。

根据该方面的一示例性实施例，该模体包括布设在基体不同位置处的多个标记物。

根据该方面的另一示例性实施例，标记物的布设使得它们在同一投影角度下的投影图像中的位置不重合。

根据该方面的又一示例性实施例，所述标记物为多个标记物，并且该多个标记物在所述基体中被布设为如下设计中的一种或多种：螺线型、直线型、曲线型、折线型。

根据该方面的再一示例性实施例，标记物的形状为小球形状、细丝形状、或两者的组合。

根据该方面的进一步示例性实施例，标记物的材料与基体的材料的吸收系数不同。

根据本公开的另一方面，一种测量系统矩阵的方法包括：获取如上述任何示例性实施例所述的模体中体素的扩散函数；以及基于初始系统矩阵和所述体素的扩散函数获得系统矩阵。

根据该方面的一示例性实施例，标记物为小球，获取模体中体素的扩散函数包括：采集所述模体的投影图像，获取所述小球在所述投影图像中的投影中心点；以所述小球在所述投影图像中的投影中心点为中心选取预定邻域，以所述小球的投影中心点的灰度值为基准对该邻域的像素点的灰度值进行归一化；基于所述预定邻域中像素点到所述小球的投影中心点的距离及该像素点的归一化的灰度值生成所述小球的扩散函数；以及基于所述小球的扩散函数和插值函数生成所述模体中体素的扩散函数。