一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置的制作方法

本實用新型涉家具領域，特別是涉及一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置。

背景技術：

目前CBCT影像技術廣泛應用于口腔臨床和科研當中，具有成像時間短，輻射劑量小等特點。但是難以消除的射束硬化偽影會影響成像質量，進而影響醫生對病人病情的診斷。所以，這種問題就迫切需要解決。

已經有研究者提出了一些基于軟件和硬件方面的方法來減小或消除CT系統中的射束硬化偽影，但是很少有消除CBCT射束硬化偽影的方法被提出，所以本案由此而來，本案根據張勁博士提出的單能校正算法(Accurate Measurement of Bone Mineral Density Using Clinical CT Imaging With Single Energy Beam Spectral Intensity Correction,IEEE Transactions on Medical Imaging,July 2010,Vol.29(7),pp.1382-1389),將其引入到CBCT 系統中，來消除射束硬化偽影，其技術的關鍵是建立X光的光譜函數，利用此發明可以有效快速建立起光譜函數，而本裝置正是其中的模型。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于：克服現有技術中存在的上述問題，提出一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，通過獨特的設計，固定在CBC 掃描儀的掃描區域內，經由掃描重建后，通過得到的圖像在進過預處理和降噪后，可以列舉方程矩陣建立X光的光譜函數，從而達到驗證射束硬化對CBCT 成像質量的影響的數值，進而可以對誤差進行補償處理，達到最接近實際的效果。

本實用新型的目的通過下述技術方案來實現：

一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，包括：相互疊加在一起的A件、B件、C件和D件構成的正方體，所述A件、B件、C件和D件為相同尺寸和厚度的長方體結構，所述A件、B件、C件和D件分別由若干不規則形狀的塊體組合而成。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述A件由上至下分成矩形塊A1、A件中塊和矩形塊A2,所述A件中塊由梯狀塊 A3和梯狀塊A4組成的矩形，所述梯狀塊A3和梯狀塊A4為矩形呈階梯狀對角線分開的結構。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述B件由均分的四塊矩形塊組成，包括：B件左上塊、矩形塊B3、矩形塊B6 和B件右下塊組成，所述B件左上塊由形狀相同的兩塊階梯塊組成，分別為階梯塊B1和階梯塊B2組合而成，所述B件右下塊由形狀相同的兩塊階梯塊組成，分別為階梯塊B4和階梯塊B5組合而成。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述C件包括相互配合的形狀相同的L形框架C1和L形框架C2,所述L形框架 C1和L形框架C2組成矩形外框，所述矩形外框內具有形狀相同順次連接的中間塊C4、中間塊C5、中間塊C6和中間塊C7,所述中間塊C4、中間塊C5、中間塊C6和中間塊C7組成矩形中框，所述矩形中框內具有矩形中心塊C3。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述D件包括D件上塊和D件下塊，所述D件上塊包括D件左上塊和矩形塊D7，所述D件左上塊由形狀相同的L形塊D1和L形塊D2組合而成，所述D件下塊包括：矩形塊D3和D件右下塊，所述D件右下塊包括D件下塊一和D件下塊二，所述D件下塊一包括：D件中塊和矩形塊D8，所述D件中塊包括：形狀相同的L形塊D5和L形塊D6組合而成，所述D件下塊二包括：矩形塊D4和D 件右底塊，所述D件右底塊包括形狀相同的L形塊D9和L形塊D0。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述A件、B件、C件和D件的順序自上而到為，A件、B件、C件和D件或B件、 A件、D件和C件或C件、B件、A件和D件或A件、C件、D件和B件。

本實用新型的一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，所述矩形塊A1、矩形塊B3、L形框架C1、中間塊C4、L形塊D1、矩形塊D4和矩形塊D8的材質為PMMA，所述梯狀塊A4、階梯塊B4、L形框架C2、中間塊C5、 L形塊D2和矩形塊D7的材質為PCTEF,所述梯狀塊A3、矩形塊B6和L形塊D5 的材質為PVDF,所述矩形塊A2、階梯塊B5、矩形塊D3和L形塊D6的材質為 ECTFE，所述階梯塊B1、中間塊C7和L形塊D9的材質為UHMWPE，所述階梯塊 B2、中心塊C3和L形塊D0的材質為PVF。

根據上述技術方案，本實用新型的有益效果是：提出一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置，將其引入到CBCT系統中，來消除射束硬化偽影。其技術的關鍵是建立X光的光譜函數，利用此發明可以有效快速建立起光譜函數，從而實現消除CBCT射束硬化偽影。

附圖說明

圖1是本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置示意圖；

圖2是本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置A 件示意圖；

圖3是本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置B 件示意圖；

圖4是本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置C 件示意圖；

圖5是本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置D 件示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1-5為本實用新型一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置的實施例，一種可以驗證射束硬化對CBCT成像質量的影響的裝置包括：相互疊加在一起的A件、B件、C件和D件構成的正方體，所述A件、B件、C 件和D件為相同尺寸和厚度的長方體結構，所述A件、B件、C件和D件分別由若干不規則形狀的塊體組合而成。

所述A件由上至下分成矩形塊A1、A件中塊和矩形塊A2,所述A件中塊由梯狀塊A3和梯狀塊A4組成的矩形，所述梯狀塊A3和梯狀塊A4為矩形呈階梯狀對角線分開的結構。

所述B件由均分的四塊矩形塊組成，包括：B件左上塊、矩形塊B3、矩形塊B6和B件右下塊組成，所述B件左上塊由形狀相同的兩塊階梯塊組成，分別為階梯塊B1和階梯塊B2組合而成，所述B件右下塊由形狀相同的兩塊階梯塊組成，分別為階梯塊B4和階梯塊B5組合而成。

所述C件包括相互配合的形狀相同的L形框架C1和L形框架C2,所述L 形框架C1和L形框架C2組成矩形外框，所述矩形外框內具有形狀相同順次連接的中間塊C4、中間塊C5、中間塊C6和中間塊C7,所述中間塊C4、中間塊C5、中間塊C6和中間塊C7組成矩形中框，所述矩形中框內具有矩形中心塊C3。

所述D件包括D件上塊和D件下塊，所述D件上塊包括D件左上塊和矩形塊D7，所述D件左上塊由形狀相同的L形塊D1和L形塊D2組合而成，所述D 件下塊包括：矩形塊D3和D件右下塊，所述D件右下塊包括D件下塊一和D 件下塊二，所述D件下塊一包括：D件中塊和矩形塊D8，所述D件中塊包括：形狀相同的L形塊D5和L形塊D6組合而成，所述D件下塊二包括：矩形塊D4 和D件右底塊，所述D件右底塊包括形狀相同的L形塊D9和L形塊D0。

所述A件、B件、C件和D件的順序自上而到為，A件、B件、C件和D件或B件、A件、D件和C件或C件、B件、A件和D件或A件、C件、D件和B 件。

所述矩形塊A1、矩形塊B3、L形框架C1、中間塊C4、L形塊D1、矩形塊 D4和矩形塊D8的材質為PMMA，所述梯狀塊A4、階梯塊B4、L形框架C2、中間塊C5、L形塊D2和矩形塊D7的材質為PCTEF,所述梯狀塊A3、矩形塊B6和 L形塊D5的材質為PVDF,所述矩形塊A2、階梯塊B5、矩形塊D3和L形塊D6 的材質為ECTFE，所述階梯塊B1、中間塊C7和L形塊D9的材質為UHMWPE，所述階梯塊B2、中心塊C3和L形塊D0的材質為PVF。

本實用新型使用6種材料(PMMA，PCTFE，PVDF，ECTFE，UHMWPE，PVF)，之所以選擇這幾種材料是因為其衰減系數與人體的骨骼、皮膚、脂肪、血液相接近，可以有效地模擬人體環境。

我們設計出不同的規格和形狀，在特定的組合A件、B件、C件和D件后形成一個80*80*80mm的立方體，通過CBCT儀器掃描后，進行重建和分析，旨在減小射束硬化對CBCT成像的影響。

使用公式：

來建立X光譜。理論上，每一條經過模體CBCT圖像路徑都可以建立一個這樣的公式，但由于每一種材料的衰減系數不同，其譜函數也不一樣，需要求解的未知數很多，所以要將模體設計成階梯形狀，這樣每一個路徑上建立的方程不重復，在取到足夠的路徑建立方程后通過方程矩陣就可以建立X光譜函數，同時由于CBCT的圖像采集是空間360度旋轉立體的形式，我們設計成4層是為了更好地從各個方向來建立方程求解光譜函數，采用不同的羥基磷灰石含量模體(近似于骨，軟組織，皮膚，脂肪等)作為掃描對象，由于常規醫院使用的CBCT掃描儀器(3D Accuitomo J Morita Mfg.Corp,Kyoto,Japan)的掃描范圍為100*100*100mm，為了確保掃描區域能包含所有模體，我們設計其尺寸為80*80*80mm，為了滿足方程矩陣的需要，設計成4件(A,B，C,D)共27 個不同形狀的小塊。不同的小塊用的材料也不盡相同，本裝置由27個小塊組成，通過我們另行設計的卡子，將其組合并從6個方向壓緊，消除縫隙。固定在CBCT掃描儀的掃描區域內，經由掃描重建后，通過得到的圖像在進過預處理和降噪后，可以列舉方程矩陣建立X光的光譜函數，本裝置在掃描的過程中要確保位置固定，且每次掃描的位置相同，同時掃描區域一定要包裹裝置的全部，實驗要進行多次掃描，每次掃描裝置的組合不能相同，眾多小塊的組合要緊貼，不能留有縫隙，不然會影響掃描。

所有小塊，即組成A件、B件、C件和D件的單元，A組有4個，B組有6 個，C組有7個，D組有10個，共27個小塊，全部20mm厚度，加工精度在： 0.01mm-0.05mm之間。

為達到最優的效果，本實施例提供一種最優數值，圖中單位：0.1mm，如500 就是50mm。

所述CBCT為：Cone Beam Computer Tomography錐形束計算機斷層掃描，文中所述的PMMA中文名稱為：聚甲基丙烯酸甲酯，所述的PCTEF中文名稱為三氟氯乙烯，所述的PVDF中文名稱為聚偏氟乙烯，所述的ECTFE中文名稱為乙烯-三氟氯乙烯共聚物，所述的UHMWPE中文名稱為超高分子量聚乙烯，所述的PVF中文名稱為聚氟乙烯。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。