[发明专利]移动CT系统的自主扫描方法、存储介质和CT扫描装置

权利要求书

1.一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于，包括步骤：

(1)对患者进行摆位，使用移动CT系统对患者进行扫描：

病床在扫描过程中保持静止状态，扫描机架停止旋转的情况下，对患者进行1个或多个角度的定位像扫描；每个角度下，扫描机架沿病床方向移动，获得n个定位像的扫描数据；

(2)根据两个以上的定位像的扫描数据，利用图像配准算法计算扫描机架的运动误差；根据求出的运动误差参数，采用定位像重建方法，对投影数据进行位置修正、平移和旋转，然后把投影数据映射到旋转中心，并对投影数据进行加权滤波，得到消除了运动畸变的校正定位像；

(3)医生根据校正定位像选定扫描区域，扫描机架匀速旋转之后，继续沿病床方向移动并进行曝光，实现对患者的螺旋CT扫描，获得CT扫描数据；

(4)将步骤(3)中获得的与定位像角度相同的CT扫描数据，与步骤(1)获得的定位像的扫描数据进行配准计算，得出当前扫描机架的位置相对于病床的几何位置，修正扫描机架的运动模型；

(5)根据步骤(4)得到的修正后的运动模型，对步骤(3)得到的CT扫描数据进行重建得到最终图像；

所述步骤(2)和步骤(4)中，图像配准算法均采用加速稳健特征SURF算法，包括步骤：

在相邻两个图像中定位得到多个特征点；

特征点方向匹配，根据特征点位移向量，计算图像的形变参数，公式为：

(x,z)为第n个图像中特征点的坐标位置，(x^′,z^′)为第n+1个图像与第n个图像匹配的特征点的坐标位置，其中θ为图像的旋转角度，角度表示扫描机架平面的旋转误差，Δ_x′，Δ_z′表示图像在x和z方向的位移；

采用最小二乘法或者Powell算法对Δ_x，Δ_z和θ参数优化，得到投影图像的变换参数；

通过以下公式，映射机架的位移误差：

m表示病床上的标记点距离旋转中心的距离，sid表示射线源到旋转中心的距离，sdd表示射线源到探测器的距离。

2.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中，图像配准算法均采用基于图像灰度的配准算法、基于图像特征的配准算法、基于对图像理解和解释的配准方法中的任一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于：所述步骤(4)中，对图像进行处理时，以检查床为基准，建立直角坐标系。

4.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于：所述步骤(1)中，选取0度和90度进行定位像扫描，对应的定位像分别用于估计扫描数据中组织器官在不同方向上的位置。

5.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于，获得病床标记点的步骤包括：

定义扫描过程中扫描机架和病床的相对位置关系；

在投影数据中对病床的边缘或者标记点进行自动检测识别；

在检测到每个角度的投影数据中的标记点或者边缘的位置之后，利用检测到的位置信息来和理论计算的进行对比，引入扫描机架的运动模型和运动误差MSE函数；

利用梯度下降法或牛顿法对MSE函数进行求解，使病床的关键点的轨迹和实际在投影图像上自动检测得到的误差在预设范围内。

6.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的自主扫描方法，其特征在于：所述移动CT系统配置用于检测扫描机架当前位置信息的传感装置，根据传感装置的反馈，估计和修正扫描机架的运动轨迹，然后再进行步骤(4)的配准计算。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任意一项所述的移动CT系统的自主扫描方法。

8.一种CT扫描装置，其特征在于，所述CT扫描装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令以实现如权利要求1至6任意一项所述的移动CT系统的自主扫描方法。