СПОСОБ КАЛИБРОВКИ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА НАХОЖДЕНИЯ ЦЕНТРА ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ КОЛЬЦЕВЫХ АРТЕФАКТОВ В НЕИДЕАЛЬНЫХ ИЗОЦЕНТРИЧЕСКИХ ТРЕХМЕРНЫХ ВРАЩАТЕЛЬНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ СКАНИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАЛИБРОВОЧНОГО ФАНТОМА

1
2
3
4
5
1. Способ предварительной калибровки для предотвращения возникновения, по существу, круговых кольцевых артефактов (RA, RA, RA, RA, RA), при трехмерной реконструкции изображения, основанной на наборе рентгенографических двумерных проекционных изображений, получаемых с множества различных проекционных направлений неидеальной изоцентрической трехмерной вращательной рентгеновской сканирующей системой, снабженной, по меньшей мере, одной рентгеновской трубкой (S) и, по меньшей мере, одним сопутствующим рентгеновским детектором (D), расположенным диаметрально относительно упомянутой рентгеновской трубки (S), причем упомянутый способ предварительной калибровки содержит этапы, на которых
T
T
F
CD
сканируют (S2) калибровочный фантом с каждого из упомянутых проекционных направлений при перемещении каждого из упомянутых рентгеновской трубки (S) и рентгеновского детектора (D) вдоль неидеально круговой траектории (, ) вокруг фантома,
P
P
F
CD
для каждого проекционного направления вычисляют (S3) трехмерное положение () фокального пятна, по меньшей мере, одной рентгеновской трубки и трехмерного положения центра () сопутствующего, по меньшей мере, одного рентгеновского детектора (D) из полученных двумерных проекционных изображений фантома, и
M
RC
определяют (S5) из набора геометрических калибровочных данных, получаемых в результате процедуры трехмерной калибровки (S4), выполняемой на основе вычисленных трехмерных позиционных данных, трехмерные координаты эффективного центра вращения (,  или '), вокруг которого может считаться вращающейся неидеально изоцентрическая трехмерная вращательная рентгеновская сканирующая система.
M
r
P
P
RC
RC
F
CD
2. Способ предварительной калибровки по п.1, в котором упомянутая трехмерная процедура (S4) калибровки основана на алгоритме круговой регрессии, который вычисляет положение центра (, ) и радиус () окружности регрессии (RC), наилучшим образом подобранной к двумерной проекции, по существу, кругового кольцевого артефакта (RA), который получается при сканировании упомянутого калибровочного фантома с каждого из упомянутых проекционных направлений и проецировании вычисленных трехмерных положений () фокального пятна рентгеновской трубки и трехмерных положений () центра рентгеновского детектора (D) на проекционную плоскость, в которой лежит упомянутая окружность (RC) регрессии.
P
P
F
CD
n
3. Способ предварительной калибровки по п.2, в котором упомянутый алгоритм круговой регрессии содержит подбор методом наименьших квадратов, дающим в результате окружность, наилучшим образом подобранную к набору точек (◇), образующему, по существу, круговой кольцевой артефакт (RA), которые указывают трехмерные положения, полученные посредством деления каждой линии, соединяющей положение () фокального пятна, по меньшей мере, одной рентгеновской трубки и положение () центра сопутствующего, по меньшей мере, одного рентгеновского детектора (D) в соответствии с заданным отношением деления (χ).
n
F
n
n
CD
n
n
P
t
t
t
P
t
t
t
4. Способ предварительной калибровки по п.3, в котором упомянутое отношение деления (χ) определяется для каждого из упомянутых проекционных направлений показателем расстояния между мгновенным положением ((=)) фокального пятна, по меньшей мере, одной рентгеновской трубки и текущим положением центра вращения для конкретного проекционного угла в соответствующее время () получения изображения и расстояния между мгновенным положением ((=)) центра упомянутого, по меньшей мере, одного рентгеновского детектора (D) и текущим центром вращения для этого проекционного угла в этот момент времени ().
M
RC
5. Способ предварительной калибровки по любому из пп.2-4, в котором положение () центра результирующей окружности регрессии (RC), вычисленное посредством трехмерной калибровочной процедуры, интерпретируется как эффективный центр вращения () в проекционной плоскости, по существу, кругового кольцевого артефакта (RA) при реконструкции интересующего объекта из полученного набора рентгенографических двумерных проекционных изображений.
6. Способ предварительной калибровки по любому из пп.2-4, в котором направление вектора, перпендикулярное к плоскости результирующей окружности регрессии (RC), при реконструкции интересующего объекта из полученного набора рентгенографических двумерных проекционных изображений интерпретируется как направленный вектор эффективной оси вращения (LAA или PA).
P
t
t
T
P
t
t
T
t
E
F
n
F
CD
n
CD
n
7. Способ предварительной калибровки по п.1, в котором направленный вектор эффективной оси вращения (LAA или PA) вычисляется на основе оптимизации методом наименьших квадратов для подбора набора точек, причем упомянутые точки состоят из заданного количества дискретных точек ((=)) в различных угловых положениях фокального пятна, по меньшей мере, одной рентгеновской трубки на траектории () фокального пятна и соответствующего количества дискретных точек ((=)) в диаметрально противоположных положениях центра, по меньшей мере, одного рентгеновского детектора на траектории () детектора для набора дискретных времен получения изображения () при получении упомянутого набора рентгенографических двумерных проекционных изображений с упомянутого количества различных проекционных направлений, в окружности регрессии (RC), и интерпретирует нормальный вектор () на плоскости () результирующей окружности регрессии как направленный вектор эффективной оси вращения (LAA или PA).
n
8. Способ предварительной калибровки по п.7, в котором эффективный центр вращения () вычисляется как точка, расположенная между плоскостью траектории фокального пятна, по меньшей мере, одной рентгеновской трубки и плоскостью траектории центра, по меньшей мере, одного сопутствующего рентгеновского детектора, причем упомянутая точка лежит в направлении упомянутого нормального вектора (), а именно, на расстоянии до упомянутой плоскости траектории фокуса и упомянутой плоскости траектории детектора, для которых отношение расстояний равно упомянутому отношению деления (χ).
9. Способ томографической реконструкции интересующего объекта из набора рентгенографических двумерных проекционных изображений, полученных с множества различных проекционных направлений неидеально изоцентрической трехмерной вращательной рентгеновской сканирующей системой, содержащей, по меньшей мере, одну рентгеновскую трубку (S) и, по меньшей мере, один сопутствующий рентгеновский детектор (D), установленный диаметрально относительно упомянутой рентгеновской трубки (S), причем упомянутые изображения получаются при движении упомянутой рентгеновской трубки (S) и упомянутого рентгеновского детектора (D) вдоль двух круговых траекторий вокруг упомянутого объекта,
1
2
3
4
5
причем упомянутый способ содержит способ предварительной калибровки для предотвращения возникновения, по существу, круговых кольцевых артефактов (RA, RA, RA, RA, RA), причем способ предварительной калибровки является способом по любому из пп.1-8.
10. Трехмерная вращательная рентгеновская сканирующая система на основе С-образного кронштейна для использования в компьютерной томографии, не являющаяся идеально изоцентрической, содержащая блок калибровки, выполненный с возможностью осуществления способа калибровки, изложенного в любом из пп.1-8.
11. Трехмерная вращательная рентгеновская сканирующая система на основе С-образного кронштейна по п.10, содержащая блок реконструкции, взаимодействующий с упомянутым блоком калибровки, в которой упомянутый блок реконструкции выполнен с возможностью осуществления способа реконструкции, как указано в п.9.
12. Компьютерный программный продукт для выполнения способа в соответствии с любым из пп.1-8, когда он осуществляется и выполняется на блоке калибровки для калибровки трехмерной вращательной рентгеновской системы получения изображения на основе С-образного кронштейна, как указано в п.10.
13. Компьютерный программный продукт по п.12, содержащий программу системы программного обеспечения для выполнения способа по п.9, когда он осуществляется и выполняется на блоке реконструкции трехмерной вращательной рентгеновской сканирующей системы на основе С-образного кронштейна, как указано в п.11.
M
RC
14. Применение для калибровки трехмерной вращательной рентгеновской сканирующей системы на основе С-образного кронштейна или для трехмерной реконструкции изображения трехмерных координат эффективного центра вращения (,  или '), как определено на этапе предварительной калибровки по любому из пп.1-8.