CT性能检测模体、性能检测方法、装置和CT设备

摘要

本申请提供了一种CT性能检测模体、性能检测方法、装置和CT设备，模体包括：壳体，壳体为圆柱状中空结构，沿垂直于壳体轴线的方向，壳体的外周壁上设有定位线；性能测试模块，设于壳体内，性能测试模块包括：第一模块层、第二模块层和第三模块层中至少之一，其中，第一模块层用于检测空间分辨率指标和断层厚度指标，第二模块层用于检测CT值的准确性指标和空间线性指标，第三模块层用于检测低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标；座体，与壳体连接，座体上设有连接孔；调节件，穿设于连接孔，调节件用于调节座体的高度。从而能够客观地评估CT图像质量，并降低了操作模具的难度，兼顾检测准确性和效率。

说明书

技术领域

本申请涉及CT医学成像技术领域，尤其是涉及到一种CT性能检测模体、性能检测方法、装置和CT设备。

背景技术

医用计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)系统现在已是常规的医疗设备。CT系统包括扇形束CT、锥形束CT(英文简称CBCT)等。高质量的CT图像在应用于弹性变形配准或自适应放疗中，能提高肿瘤放疗的精确度，最大限度地保护周围正常组织，减少对危及器官和周围正常组织的损伤。因此，全面地评估CT的图像质量就变得尤为重要。

相关技术中，采用常规CT和CBCT性能评价的模体进行CT性能检测需要通过手动调整窗宽、窗位主观检测的方式来评价图像的空间分辨率和低对比度分辨率等指标，受人为因素和条件因素影响大，使得检测结果不够准确。而且由于现有模体自身结构的局限，模体的摆位和调节水平过程比较复杂，不利于用户操作，严重影响检测图像指标的效率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种CT性能检测模体、性能检测方法、装置和CT设备，能够客观、全面地评估CT图像质量，同时降低了操作模具的难度，从而提高CT性能的检测准确性和效率，有利于降低了测试成本。

根据本申请的一个方面，提供了一种CT性能检测模体，包括：

壳体，壳体为圆柱状中空结构，沿垂直于壳体轴线的方向，壳体的外周壁上设有定位线，定位线用于定位模体的中心断层；

性能测试模块，设于壳体内，性能测试模块包括：第一模块层、第二模块层和第三模块层中至少之一，其中，第一模块层用于检测空间分辨率指标和断层厚度指标，第二模块层用于检测CT值的准确性指标和空间线性指标，第三模块层用于检测低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标；

座体，与壳体连接，座体上设有连接孔，调节件用于调节座体的高度；

调节件，穿设于连接孔，调节件用于调节所述座体的高度。

可选地，第一模块层包括：第一基材，第一基材被构造为圆柱体；金属点源，金属点源内嵌于第一基材内，且位于第一基材的中心断层；至少两对金属线，至少两对金属线内嵌于第一基材，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜；

第二模块层包括：第二基材，第二基材被构造为圆柱体，第二基材设有沿第二基材的轴线方向的四个通孔，四个通孔的中心点与第二基材的轴线之间的距离相同，且相邻两个通孔的中心点之间的距离相同；多个不同密度的测试部，多个不同密度的测试部内嵌于第二基材内；

第三模块层包括：第三基材，第三基材被构造为圆柱体。

可选地，壳体的外周壁上设有标识线，标识线用于指示第一模块层、第二模块层和第三模块层的位置。

可选地，金属点源为球体，金属点源的直径小于或等于CT成像的预设空间分辨率。

可选地，多个不同密度的测试部的长度小于或等于第二基材的长度。

可选地，壳体的外直径为140mm～180mm、内直径为120mm～160mm、长度为70mm～150mm。

根据本申请的另一方面，提供了一种基于第一方面提供的CT性能检测模体的性能检测方法，包括：

在模体位于预设位置的情况下，按照预设扫描参数对性能测试模块进行扫描，得到中心断层图像；

通过第一模块层的中心断层图像，对空间分辨率指标、断层厚度指标进行测量；和/或

通过第二模块层的中心断层图像，对CT值的准确性指标、空间线性指标进行测量；和/或

通过第三模块层的中心断层图像，对低对比度分辨率指标、CT值的均匀性指标进行测量；

根据空间分辨率指标、断层厚度指标、CT值的准确性指标、空间线性指标、低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标中至少之一，以及对应的预设标准值，对CT性能进行评价。

可选地，第一模块层包括：第一基材、金属点源和至少两对金属线，金属点源位于第一基材的中心断层，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜，对空间分辨率指标、断层厚度指标进行测量，具体包括：

通过质心运算确定目标像素区域的区域中心，目标像素区域为第一模块层的中心断层图像中金属点源所处的像素区域；对基于区域中心获取的脉冲信号进行傅里叶变换，生成调制传递函数曲线，以确定空间分辨率指标；

确定第一模块层的中心断层图像中每条金属线的长度；获取每对金属线相对于第一基材横截面的倾斜角度；根据长度和倾斜角度，计算断层厚度；将至少两对金属线对应的断层厚度的平均值确定为断层厚度指标。

可选地，第二模块层包括：第二基材和多个不同密度的测试部，第二基材设有沿第二基材轴线方向的四个通孔，CT值的准确性指标、空间线性指标进行测量，具体包括：

根据第二模块层的中心断层图像，检测每个测试部对应区域的CT值；将所有测试部对应区域的CT值确定为CT值的准确性指标；

确定第二模块层的中心断层图像中四个通孔的中心坐标；根据中心坐标，确定相邻两个通孔的中心点之间的检测距离；将检测距离确定为空间线性的指标。

可选地，第三模块层包括第三基材，低对比度分辨率指标、CT值的均匀性指标进行测量，具体包括：

通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层的中心断层图像中第三基材的中心点，以及第三基材的中心点所处的中心区域；

按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测第一子区域的CT值；根据预设对比度和多个第一子区域的CT值的标准差，确定低对比度分辨率指标；

按照第二预设尺寸，选取第三模块层的中心断层图像中的多个第二子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测多个第二子区域和中心区域的CT值；将多个第二子区域的CT值与中心区域的CT值之间的最大差值确定为CT值的均匀性指标。

根据本申请又一个方面，提供了一种基于第一方面提供的CT性能检测模体的性能检测装置，包括：

扫描模块，用于在模体位于预设位置的情况下，按照预设扫描参数对性能测试模块进行扫描，得到中心断层图像；

检测模块，用于通过第一模块层的中心断层图像，对空间分辨率指标、断层厚度指标进行测量；和/或通过第二模块层的中心断层图像，对CT值的准确性指标、空间线性指标进行测量；和/或通过第三模块层的中心断层图像，对低对比度分辨率指标、CT值的均匀性指标进行测量；

评价模块，用于根据空间分辨率指标、断层厚度指标、CT值的准确性指标、空间线性指标、低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标中至少之一，以及对应的预设标准值，对CT性能进行评价。

可选地，第一模块层包括：第一基材、金属点源和至少两对金属线，金属点源位于第一基材的中心断层，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜，检测模块具体包括：

空间分辨率检测模块，用于通过质心运算确定目标像素区域的区域中心，目标像素区域为第一模块层的中心断层图像中金属点源所处的像素区域；对基于区域中心获取的脉冲信号进行傅里叶变换，生成调制传递函数曲线，以确定空间分辨率指标；

断层厚度检测模块，用于确定第一模块层的中心断层图像中每条金属线的长度；获取每对金属线相对于第一基材横截面的倾斜角度；根据长度和倾斜角度，计算断层厚度；将至少两对金属线对应的断层厚度的平均值确定为断层厚度指标。

可选地，第二模块层包括：第二基材和多个不同密度的测试部，第二基材设有沿第二基材的轴线方向的四个通孔，检测模块具体包括：

准确性检测模块，用于根据第二模块层的中心断层图像，检测每个测试部对应区域的CT值；将所有测试部对应区域的CT值确定为CT值的准确性指标；

空间线性检测模块，用于确定第二模块层的中心断层图像中四个通孔的中心坐标；根据中心坐标，确定相邻两个通孔的中心点之间的检测距离；将检测距离确定为空间线性指标。

可选地，第三模块层包括第三基材，检测模块具体包括：

中心检测模块，用于通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层的中心断层图像中第三基材的中心点，以及第三基材的中心点所处的中心区域；

低对比度分辨率检测模块，用于按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测第一子区域的CT值；根据预设对比和多个第一子区域的CT值的标准差，确定低对比度分辨率指标；

均匀性检测模块，用于按照第二预设尺寸，选取第三模块层的中心断层图像中的多个第二子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测多个第二子区域和中心区域的CT值；将多个第二子区域的CT值与中心区域的CT值之间的最大差值确定为CT值的均匀性指标。

根据本申请再一个方面，提供了一种CT设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述性能检测方法。

根据本申请再一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述性能检测方法。

借由上述技术方案，CT性能检测模体包括壳体、性能测试模块、座体和调节件四部分结构。模体的性能检测模块可以包括以下三种，第一模块层可以评估图像空间分辨率和切片厚度指标；第二模块层可以评估空间线性和CT值准确性指标；第三模块层可以评估CT值均匀性和低对比度分辨率指标。一方面，无需人工对CT性能进行全面检测，达到了客观评价的目的，尤其是空间分辨率指标和低对比分辨率指标，避免人为、环境和条件等因素的影响，提高图像质量评估的准确性和检测效率。同时，能够利用第一模块层同时对图像空间分辨率和断层厚度指标进行检测，以及利用第三模块层同时对CT值均匀性和低对比度分辨率指标进行检测，省略了用于主观评价空间分辨率指标和低对比分辨率指标的模块，有利于降低模体成本和模体小型化。又一方面，定位线不仅可以用来确定中心断层的位置，而且还可以对模体的摆放位置进行校准，并通过调节件可以采用更容易的操作方式调整模体的摆位，省时省力，便于准确摆位，进一步提升检测效率。再一方面，本申请提出的模体通用性更强，可用作不同型号CT设备的检测校准，例如，锥形束CT、扇形束CT等，避免了中途更换条件，从而保证了溯源的一致性。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的CT性能检测模体的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的第一模块层的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的第一模块层的截面图；

图4示出了本申请实施例提供的第二模块层的结构示意图；

图5示出了本申请实施例提供的第二模块层的截面图；

图6本申请实施例提供的第三模块层的结构示意图；

图7示出了本申请实施例提供的第三模块层的截面图；

图8示出了本申请实施例提供的一种性能检测方法的流程示意图；

图9示出了本申请实施例提供的一种性能检测装置的结构框图。

附图标记：

11壳体，12性能测试模块，13座体，14调节件，111定位线，112标识线，121第一模块层，122第二模块层，123第三模块层，1211第一基材，1212金属点源，1213金属线，1221第二基材，1222通孔，1223测试部，1231第三基材。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种CT性能检测模体，如图1所示，该CT性能检测模体包括：壳体11、性能测试模块12、座体13和调节件14。

具体地，壳体11为圆柱状中空结构，按垂直于壳体轴线的方向，壳体11的外周壁上设有定位线111，定位线111用于定位模体的中心断层，该定位线111为金属材料，以使CT设备能够准确的感知到。若定位线111不在重建图像的中心断层中，说明模体摆位后该层的轴线没有与设备的中心对齐，则无法获得中心断层图像；反之则可确定模体的中心断层图像。其中，定位线的数量为至少一条。

其中，中心断层图像即模体轴线与CT设备的扫描中心对齐后，定位线指示的壳体11和性能测试模块12的垂直轴线方向的截面(横截面)图像。

可以理解的是，定位线111的数量可按需设置。例如，如图2和图3所示，在壳体11的3、6、9、12点钟方向上分别嵌入四条从壳体表面向壳体轴线延伸的金属定位线(定位线111)，由于金属定位线内嵌入壳体11，故而在图中用虚线表示。如果上下两个定位金属线不在同一重建图像的断层中，则说明模体摆位后上下倾斜存在俯仰角，如果左右两个定位金属线不在同一重建图像的断层中，则说明模体摆位后左右倾斜，如果定位金属线不是在重建图像的中心断层中，说明模体摆位后该层的中心没有与设备的等中心对齐。可见，四条定位金属线不仅能确定中心断层的位置，也可以用于对模体三个维度的摆位准确性进行判断。如图5和图7所示，由于三层的模块层紧密排列于壳体11中，仅在第二模块层122和第三模块层123的12点钟方向嵌入一条定位金属线，用于与第一模块层121校准即可。

进一步地，性能测试模块12设于壳体11的中空空间中，如图1中的虚线部分，性能测试模块12包括第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123中至少一个。其中，第一模块层121用于检测空间分辨率指标和断层厚度指标，第二模块层122用于检测CT值的准确性指标和空间线性指标，第三模块层123用于检测低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标。

需要说明的是，第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的数量、处于壳体11内位置和第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123中相邻两者之间的距离可按需设置，本申请实施例不做具体限定。此外，为了保证定位线111能够辅助用户定位每个模块层的中心断层，每个模块层所处位置的壳体上均设有定位线111，也即定位线111在壳体11的位置与第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123相对应。

进一步地，座体13与壳体11连接，座体13上设有连接孔(图中未示出)，座体13用于支撑用于容纳性能测试模块12的壳体11。调节件14穿设于连接孔，调节件14用于调节座体13的高度，进一步可通过调节座体13高度使模体处于水平状态。

在该实施例中，CT性能检测模体包括壳体11、性能测试模块12、座体13和调节件14四部分结构。其中，性能检测模块中第一模块层121可以评估图像空间分辨率和切片厚度指标；第二模块层122可以评估空间线性和CT值准确性指标；第三模块层123可以评估CT值均匀性和低对比度分辨率指标。一方面，无需人工对CT性能进行全面检测，达到了客观评价的目的，尤其是空间分辨率指标和低对比分辨率指标，避免人为、环境和条件等因素的影响，提高图像质量评估的准确性和检测效率。同时，能够利用第一模块层121同时对图像空间分辨率和断层厚度指标进行检测，或利用第三模块层123同时对CT值均匀性和低对比度分辨率指标进行检测，省略了用于主观评价空间分辨率指标和低对比分辨率指标的模块，有利于降低模体成本和模体小型化。又一方面，定位线111不仅可以用来确定中心断层的位置，而且还可以辅助壳体11上的标识线112校准模体的摆放位置，并通过调节件14可以采用更容易的操作方式调整模体的摆位，省时省力，便于准确摆位，进一步提升检测效率。再一方面，本申请提出的模体通用性更强，可用作不同的CT设备的检测校准，例如，锥形束CT、扇形束CT等，避免了中途更换条件，从而保证了溯源的一致性。

在实际应用场景中，如图1所示，调节件14为螺纹杆，连接孔为螺纹孔，通过螺纹杆和螺纹孔的配合连接关系能够简化模体的摆位调节操作。

另外，调节件14和连接孔的数量为至少三个，从而在多个方向对座体13的水平位置和高度进行调整。图一中设置了三个调节件14，座体13分为左右两个部分，左右两侧的座体13将壳体11悬空架起，座体13的一侧设有一个螺纹杆，另一侧设有两个螺纹杆。在模体摆位时，如果模体摆放不是水平的，通过调节这三个螺纹杆，再参照壳体11的标识线112与CT设备中激光线的对应关系，能很快地将其调整为水平，方便模体的准确摆位。

如图2和图3所示，在本申请实施例中，进一步地，第一模块层121包括：第一基材1211、金属点源1212和至少两对金属线1213。

具体地，第一基材1211被构造为圆柱体。第一基材1211的中心位于壳体的轴线上，也即第一基材1211与壳体11同轴。

金属点源1212内嵌于第一基材1211内，且位于第一基材1211的中心断层。由此，在CT设备扫描模体时得到的第一模块层121的中心断层图像中能够出现金属点源1212对应的图形，从而与可通过中心断层图像中金属点源1212对应的图形相关的数据对空间分辨率进行评估。

同样的，至少两对金属线1213也内嵌于第一基材1211，每条金属线1213可以相对于第一基材1211的轴线方向倾斜，也可以相对于垂直于第一基材1211的轴线的方向倾斜，亦可以同时相对于轴线方向和垂直于轴线的方向倾斜。换言之，每条金属线1213能够沿X方向和/或Y方向倾斜，使得金属线1213相对于第一基材1211的横截面，也即垂直于第一基材1211的轴线方向的剖面，存在一定的倾斜角α。

在该实施例中，在扫描模体时得到的第一模块层121的中心断层图像中能够出现金属点源1212对应的图形，利用金属点源1212对应的图形来确定中心断层图像中包含金属点源1212的像素区域，并以该像素区域为基础利用点扩散函数计算MTF曲线的方式对空间分辨率进行客观评价。一方面，避免了空间分辨率检测时人为因素和环境因素的影响，提高性能检测的准确性，另一方面，内嵌点源的方式相比于线对的加工难度小，降低模体加工难度，而且内嵌件金属点源1212结构在模体摆位稍有误差的情况下计算MTF的精度基本不受影响，提高容错率。再一方面，无需用于主观评价空间分辨率指标的模块结构，有利于降低模体成本和模体小型化。

进一步地，由于第一基材1211内嵌有至少两对金属线1213，那么，中心断层图像中还会包括多条金属线1213对应的成像图形。可以理解的是，中心断层图像中金属线1213以线段的形式成像，线段的长度与金属线1213的倾斜角度相关。通过扫描得到中心断层图像后，确定中心断层图像中的金属线1213对应的线段的长度L，利用长度L和倾斜角度α就可以计算断层厚度ST，其中，ST＝L×tan(α)，最后将根据所有金属线1213的断层厚度测量结果取平均，作为断层厚度的指标。从而利用在第一基材1211中内嵌一定倾斜角度的金属线1213的方式来评价断层厚度，实现了客观评价断层厚度的效果。

值得一提的是，金属点源1212为球体，金属点源1212的直径需要明显小于用户需求的系统预设极限空间分辨率，也即需求的像素尺寸，这样金属点源1212的响应就可以准确地作为点扩散函数的模型。从而尽可能多的降低测量误差，使得检测到的空间分辨率指标能够更加精准，有利于提升空间分辨率评价的准确度。

在实际应用场景中，至少两对金属线1213中每对金属线1213的延长线在第一基材1211的轴线方向和/或垂直于轴线的方向上的投影为相交状态，也即成对出现的两条金属线1213的倾斜方向相反。从而能过从多个方向计算厚度指标，以保证厚度计算的准确性。而且，第一基材1211中内嵌的所有金属线1213的倾斜角度可以相同，有利于简化后续厚度计算过程。

示例性的，第一基材1211的材料可根据CT值按需选择，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

如图3所示，第一基材1211中内嵌有两对金属线1213，两对金属线1213在中心断面上呈现为两两平行的线段，可近似的看作正方形。

如图4和图5所示，在本申请实施例中，进一步地，第二模块层122包括：第二基材1221和多个不同密度的测试部1223。

具体地，第二基材1221被构造为圆柱体，以便于装载于壳体11内，第二基材1221的中心位于壳体的轴线上，也即第二基材1221与壳体11同轴。第二基材1221设有沿第二基材1221的轴线方向的四个通孔1222，四个通孔1222的中心点与第二基材1221的轴线之间的距离相同，且相邻两个通孔1222的中心点之间的距离相同，也即四个通孔1222在第二基材1221的轴线方向上的投影组成一个正方形。优选地，正方形的中心位于第二基材1221的轴线上。可以理解的是，四个通孔1222中填充的材料为空气。

多个不同密度的测试部1223内嵌于第二基材1221内，测试部1223用于测量不同材质的CT值。其中，为了测试不同材质的CT值，多个不同密度的测试部1223的材料包括模拟人体脂肪、软组织、骨组织、高密度骨、人体器官、肌肉的等效组织射线衰减材料、水(固体水)、空气或其他高分子材料，高分子材料可选自聚甲醛、丙烯酸、低密度聚乙烯、聚苯乙烯或聚甲基戊烯(PMP)等。测试部1223的数量和密度可按照实际CT值测试需求合理设置，本申请不做具体限定。

在实际应用场景中，多个不同密度的测试部1223的长度可以小于或等于第二基材1221的长度，至少部分测试部1223位于第二基材1221的中心断层即可。

具体举例来说，如图4和图5所示，设置了6根不同密度的圆柱体(测试部1223)和四个圆柱孔(通孔1222)，圆柱体分别为空气，水的等效材质(固体水)，人体脂肪、软组织、骨组织、高密度骨的等效材质。圆柱体的圆形中心在以第二基材1221的轴线为圆心的同一个直径的圆上，且每相邻的两种材质圆心和第二基材1221的轴线构成的夹角均相同，中间的四个圆柱孔在中心断层上的投影是基于轴线对称的，且构成正方形，正方形边长距离均相同，也即四个圆柱孔的中心之间的距离相等。

在该实施例中，在第二模块层122的中心断层图像中，分别测量构成正方形的四个通孔1222的中心点的之间的物理距离，将其作为空间线性的指标，从而评估重建图像的空间线性性能，判断是否发生几何畸变。同时，在该中心断层图像中，分别测量多个不同密度的测试部1223对应区域的CT值，也即不同等效材质的平均CT值，并将其作为CT值的准确性指标，从而能精确地反应出CT设备在实际使用中图像的准确性。利用第二模块层122检测出客观的CT值的准确性和空间线性指标后，再通过对应的标准值即可实现CT性能的自动分析，不仅能提高图像质量分析的准确度，也能提高图像质量分析的效率。

示例性的，第二基材1221的材料可根据CT值按需选择，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

如图6和图7所示，在本申请实施例中，进一步地，第三模块层123包括：第三基材1231，第三基材1231被构造为圆柱体，以便于装载于壳体11内，且第三基材1231的中心位于壳体的轴线上，也即第三基材1231与壳体11同轴。

在该实施例中，第三基材1231的材料为“固态水”的等效材料，例如，甲基苯乙烯类化合物，以使第三模块层123被构成均匀的固体水层。利用均匀的固体水层可以评价CT值的均匀性和低对比度分辨率。

其中，先通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层123的中心断层图像中第三基材1231的中心点，以及第三基材1231的中心点所处的中心区域。考虑到测量低对比度分辨率时，需要确定低对比度物体和背景分布的均值差异为预设对比度C时所能分辨的区域大小。基于此，按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域。再根据预设对比度，以及多个第一子区域的CT值的标准差，计算低对比度分辨率指标。从而利用统计学的方法来客观评价低对比度分辨率，这相比于用不同密度不同直径大小的切片主观评价来说，避免了人为主观因素和环境因素的影响，使得评价的低对比度分辨率更具客观性、检测的结果更准确，同时去掉主观评价低对比度分辨率指标的结构，有利于降低模体成本。

进一步地，对于CT值的均匀性，按照第二预设尺寸在中心断层图像中选取多个不同位置的相同尺寸的第二子区域，分别计算不同位置检测的CT值之间的差值，并选取其中的最大值，最大差值越小，说明基于同一种基材的CT值检测越均匀。从而可将最大的差值确定为CT值的均匀性指标，并以此为依据分析出CT成像是否均匀。

如图1、图2、图4和图6所示，在本申请实施例中，进一步地，壳体11的外周壁上设有标识线112，标识线112用于指示第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的位置。

在该实施例中，由于性能测试模块12放置在壳体11中，在扫描模体时，无法准确直观的确定第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123所处的位置。故而，在扫描第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的需求位置设置标识线112。从而利用标识线112分别定位第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的位置，使得扫描操作者能够迅速定位所需的测试模块，提高检测效率。而且通过标识线112和CT设备的激光灯对模体的摆放位置进行校准，以结合定位线111进一步判断模体摆位是否准确，便于获得精准度CT中心断层图像，进而提升检测准确度。

需要说明的是，标识线112可以位于壳体11上每个模块层的中心位置，以辅助定位中心断层和模体摆位校准，也可以位于其他位置。标识线112可以沿壳体11的周向设置，也可以沿壳体11的轴向设置，而且标识线112数量可按需设置，本申请实施例不做具体限定。

在本申请实施例中，进一步地，壳体的外直径为140mm～180mm、内直径为120mm～160mm、长度为70mm～150mm。

在该实施例中，由于模体不包含单独用于主观评价空间分辨率指标和低对比分辨率指标的测试模块，大大缩减壳体的长度，使得模体体积更小，实现了模体小型化，有利于降低模体成本。

此外，第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的厚度(圆柱体的高)可按需设置，不同模块层的厚度可以相同或不同。例如，壳体的外直径为160mm、内直径为140mm、长度为100mm。第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的直径相同均为140mm，其中，第一模块层121、第二模块层122的厚度相同均为20mm，第三模块层123的厚度为60mm。此时，三个模块层在壳体11内处于紧密贴合的状态，且三个模块层能够互相抵顶以进行限位。不仅有利于模体的小型化，降低模体成本，而且增强了模块层的固定强度，防止每个模块层在壳体内倾斜，以便于中心断层图像的采集。

可以理解的是，为了防止壳体11内相邻两个模块层互相摩擦导致的模体使用寿命降低，在设计模体时，壳体11内相邻两个模块层之间存在间隙，也即相邻两个模块层之间的距离大于0。此时，在壳体11的内周壁上设有限位件，通过限位件固定第一模块层121、第二模块层122和第三模块层123的位置，以防止每个模块层在壳体内出现倾斜或位置偏移等现象，有助于降低性能检测误差。

如图8所示，根据本申请的另一方面的实施例，提供了一种基于第一方面提供的CT性能检测模体的性能检测方法，该方法包括：

步骤201，在模体位于预设位置的情况下，按照预设扫描参数对性能测试模块进行扫描，得到中心断层图像；

其中，中心断层图像即模体轴线与CT设备的扫描中心对齐后，根据壳体上嵌入的定位线找到壳体和性能测试模块的横截面图像。具体地，如果定位线不是在重建图像的中心断层中，说明模体摆位后该层的轴线没有与设备的扫描中心对齐。

步骤202，通过第一模块层的中心断层图像，对空间分辨率指标、断层厚度指标进行测量；和/或通过第二模块层的中心断层图像，对CT值的准确性指标、空间线性指标进行测量；和/或通过第三模块层的中心断层图像，对低对比度分辨率指标、CT值的均匀性指标进行测量；

其中，上述指标即CT设备扫描模体后计算得到的测试数据，将上述指标与对应的预设标准值进行比较即可确定检测出的指标是否满足用户需求。

步骤203，根据空间分辨率指标、断层厚度指标、CT值的准确性指标、空间线性指标、低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标中至少之一，以及对应的预设标准值，对CT性能进行评价。

可以理解的是，对于CT性能检测的检测项(空间分辨率、断层厚度、CT值的准确性、空间线性、低对比度分辨率和CT值的均匀性)可按需选取，在进行性能评价时，只需将用户需求的检测项指标与其对应的预设标准值记性比较即可。

在该实施例中，一方面，无需人工对CT性能进行全面检测，达到了客观评价的目的，尤其是空间分辨率指标和低对比分辨率指标，避免人为、环境和条件等因素的影响，提高图像质量评估的准确性和检测效率。另一方面，该方法通用性更强，可用作不同型号的CT设备的检测校准，例如，锥形束CT、扇形束CT等，避免了中途更换条件，从而保证了溯源的一致性。

在本申请实施例中，进一步地，第一模块层包括：第一基材、金属点源和至少两对金属线，金属点源位于第一基材的中心断层，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜。对空间分辨率指标进行测量，具体包括：

通过质心运算确定目标像素区域的区域中心，目标像素区域为第一模块层的中心断层图像中金属点源所处的像素区域；对基于区域中心获取的脉冲信号进行傅里叶变换，生成调制传递函数曲线，以确定空间分辨率指标。

在该实施例中，在扫描模体时得到的第一模块层的中心断层图像中能够出现金属点源对应的图形。并以金属点源对应的图形为基础，以点扩散函数的方式计算调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)曲线。具体地，通过金属点源对应的图形来确定中心断层图像中包含金属点源的像素区域，并利用计算质心的方式定位金属点源的亚像素级的像素区域的中心。按照像素区域的中心生成脉冲信号，再对脉冲信号进行傅里叶变换，得到MTF曲线。将MTF曲线作为空间分辨率指标对评价CT设备成像的空间分辨率，能够避免了人为因素和环境因素的影响，提高评价的准确性，而且，由于内嵌件金属点源结构来确定像素区域，即使在模体摆位稍有误差的情况下，也不会影响计算MTF的精度，容错率更高。

在本申请实施例中，进一步地，第一模块层包括：第一基材、金属点源和至少两对金属线，金属点源位于第一基材的中心断层，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜。对断层厚度指标进行测量，具体包括：

确定第一模块层的中心断层图像中每条金属线的长度；获取每对金属线相对于第一基材横截面的倾斜角度；根据长度和倾斜角度，计算断层厚度；将至少两对金属线对应的断层厚度的平均值确定为断层厚度指标。

在该实施例中，由于第一基材内嵌有至少两对金属线，那么，中心断层图像中还会包括多条金属线对应的成像图形。可以理解的是，中心断层图像中金属线以线段的形式成像，线段的长度与金属线的倾斜角度相关。通过扫描得到中心断层图像后，确定中心断层图像中的金属线的对应的线段的物理长度L，利用长度L和倾斜角度α就可以计算断层厚度ST，其中，ST＝L×tan(α)，最后将根据所有金属线的断层厚度测量结果取平均，作为断层厚度的指标。从而实现了客观评价断层厚度的效果。

在本申请实施例中，进一步地，第二模块层包括：第二基材和多个不同密度的测试部，第二基材设有沿第二基材的轴线方向的四个通孔。CT值的准确性指标进行测量，具体包括：

根据第二模块层的中心断层图像，检测每个测试部对应区域的CT值；将所有测试部对应区域的CT值确定为CT值的准确性指标。

在该实施例中，在第二模块层的中心断层图像中，分别测量多个不同密度的测试部对应区域的CT值，也即不同等效材质的平均CT值，并将其作为CT值的准确性指标，从而能精确地反应出CT设备在实际使用中图像的准确性。利用第二模块层检测出客观的CT值的准确性和空间线性指标后，再通过对应的标准值即可实现CT性能的自动分析。不仅能提高图像质量分析的准确度，也能提高图像质量分析的效率。

在本申请实施例中，进一步地，第二模块层包括：第二基材和多个不同密度的测试部，第二基材设有沿第二基材的轴线方向的四个通孔。空间线性指标进行测量，具体包括：

确定第二模块层的中心断层图像中四个通孔的中心坐标；根据中心坐标，确定相邻两个通孔的中心点之间的检测距离；将检测距离确定为空间线性的指标。

在该实施例中，在第二模块层的中心断层图像中，依次连接四个通孔的中心点，利用中心坐标，分别计算相邻两个通孔中心点之间的物理距离，并将其作为空间线性的指标，从而评估重建图像的空间线性性能，判断是否发生几何畸变。

具体举例来说，如图3所示，在第二层模块重建的多个断层图像中根据壳体上嵌入的定位线找到中心断层图像，然后在该断层图像中，分别测量构成正方形的四个通孔中心点的每对平行线的物理距离，将其作为空间线性的指标。由于模体中相邻两个通孔的中心点之间的距离相同，那么若通过中心断层图像得到的检测距离之间存在差异，说明CT设备成像的空间线性存在质量问题。

在本申请实施例中，进一步地，第三模块层包括第三基材，对低对比度分辨率指标进行测量，具体包括：

通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层的中心断层图像中第三基材的中心点，以及第三基材的中心点所处的中心区域；

按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测第一子区域的CT值；根据预设对比度和多个第一子区域的CT值的标准差，确定低对比度分辨率指标；

在该实施例中，先通过边缘检测算法和圆检测算法，确定所述第三模块层的中心断层图像中所述第三基材的中心点，以及该第三基材的中心点所处的中心区域。考虑到测量低对比度分辨率时，需要确定低对比度物体和背景分布的均值差异为预设对比度时所能分辨的区域大小。基于此，按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域。再根据多个第一子区域的CT值的标准差，求出预设对比度时能分辨的物体大小，即低对比度分辨率指标。从而利用统计学的方法来客观评价低对比度分辨率，这相比于用不同密度不同直径大小的切片主观评价来说，避免了人为主观因素和环境因素的影响，使得评价的低对比度分辨率更具客观性、检测的结果更准确，同时去掉主观评价低对比度分辨率指标的结构，有利于降低模体成本。

其中，预设对比度也即用户需求的低对比度水平，可按需合理设置。

在实际应用场景中，为了进一步提升低对比度分辨率指标的计算精度。可以设置多个不同的第一预设尺寸，以通过不同的第一预设尺寸分别对中心区域进行划分，从而得到多组第一子区域，每组第一子区域包括按照每个第一预设尺寸划分中心区域后得到的多个第一子区域。分别计算每个第一预设尺寸对应第一子区域的CT值的标准差，并对多个第一预设尺寸对应的CT值的标准差进行拟合。利用拟合后的结果和预设对比度计算低对比度分辨率指标。例如，利用Canny边缘检测和Hough圆检测方法找到固体水层的中心和中心区域。然后，针对不同的低对比度水平的尺寸值(第一预设尺寸)M1，M2，……，Mn分别对中心区域进行划分。具体地，先按照M1将这个中心区域划分若干个M1×M1大小的方格(第一子区域)，计算这些方格平均CT值的标准差σ1。再按照M2将这个中心区域划分若干个M2×M2大小的方格，计算这些方格平均CT值的标准差σ2，以此类推，直至按照Mn将这个中心区域划分若干个Mn×Mn大小的方格，计算这些方格平均CT值的标准差σn。标准差计算完成后，将σ1，σ2，……，σn作为自变量序列，将M1，M2，……，Mn作为因变量序列，进行拟合。根据拟合结果计算对比度分辨率指标。

在本申请实施例中，进一步地，第三模块层包括第三基材，对CT值的均匀性指标进行测量，具体包括：

通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层的中心断层图像中第三基材的中心点，以及第三基材的中心点所处的中心区域；

按照第二预设尺寸，选取第三模块层的中心断层图像中的多个第二子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测多个第二子区域和中心区域的CT值；将多个第二子区域的CT值与中心区域的CT值之间的最大差值确定为CT值的均匀性指标。

在该实施例中，按照第二预设尺寸在中心断层图像中选取多个不同位置的相同尺寸的第二子区域，分别计算不同位置检测的CT值之间的差值，并选取其中的最大值，最大差值越小，说明基于同一种基材的CT值检测越均匀。从而可将最大的差值确定为CT值的均匀性指标，并以此为依据分析出CT成像是否均匀。

可以理解的是，区域的CT值即区域内各个像素点CT值的平均值。

在实际应用场景中，按照第二子区域时，为了保证检测的准确性，尽可能使第二子区域能够均匀的分布，此时，多个第二子区域的中心点分别位于中心断层图像中定位点与第三基材的中心点的连接线上，以及第三基材的中心点，定位点与壳体的标识线相对应。例如，在该断层图像上模体区域的中心和3、6、9、12点方向上各选择一个相同大小的第二子区域，再计算3、6、9、12点方向上第二子区域的平均CT值与中心区域的平均CT值的最大差值，将其最大差值作为CT值的均匀性指标。

如图9所示，进一步地，作为上述性能检测方法的具体实现，本申请实施例提供了一种性能检测装置，包括：扫描模块、检测模块以及评价模块。

扫描模块，用于在模体位于预设位置的情况下，按照预设扫描参数对性能测试模块进行扫描，得到中心断层图像；检测模块，用于通过第一模块层的中心断层图像，对空间分辨率指标、断层厚度指标进行测量；和/或通过第二模块层的中心断层图像，对CT值的准确性指标、空间线性指标进行测量；和/或通过第三模块层的中心断层图像，对低对比度分辨率指标、CT值的均匀性指标进行测量；评价模块，用于根据空间分辨率指标、断层厚度指标、CT值的准确性指标、空间线性指标、低对比度分辨率指标和CT值的均匀性指标中至少之一，以及对应的预设标准值，对CT性能进行评价。

在该实施例中，一方面，无需人工对CT性能进行全面检测，达到了客观评价的目的，尤其是空间分辨率指标和低对比分辨率指标，避免人为、环境和条件等因素的影响，提高图像质量评估的准确性和检测效率。另一方面，该方法通用性更强，可用作不同的CT设备的检测校准，例如，锥形束CT、扇形束CT等，避免了中途更换条件，从而保证了溯源的一致性。

进一步地，第一模块层包括：第一基材、金属点源和至少两对金属线，金属点源位于第一基材的中心断层，至少两对金属线相对于第一基材的轴线方向和/或垂直于第一基材的轴线的方向倾斜，检测模块，具体包括：

空间分辨率检测模块(图中未示出)，用于通过质心运算确定目标像素区域的区域中心，目标像素区域为第一模块层的中心断层图像中金属点源所处的像素区域；对基于区域中心获取的脉冲信号进行傅里叶变换，生成调制传递函数曲线，以确定空间分辨率指标；

断层厚度检测模块(图中未示出)，用于确定第一模块层的中心断层图像中每条金属线的长度；获取每对金属线相对于第一基材横截面的倾斜角度；根据长度和倾斜角度，计算断层厚度；将至少两对金属线对应的断层厚度的平均值确定为断层厚度指标。

可选地，第二模块层包括：第二基材和多个不同密度的测试部，第二基材设有沿第二基材轴线方向的四个通孔，检测模块，具体包括：

准确性检测模块(图中未示出)，用于根据第二模块层的中心断层图像，检测每个测试部对应区域的CT值；将所有测试部对应区域的CT值确定为CT值的准确性指标；

空间线性检测模块(图中未示出)，用于确定第二模块层的中心断层图像中四个通孔的中心坐标；根据中心坐标，确定相邻两个通孔的中心点之间的检测距离；将检测距离确定为空间线性指标。

可选地，第三模块层包括第三基材，检测模块，具体包括：

中心检测模块(图中未示出)，用于通过边缘检测算法和圆检测算法，确定第三模块层的中心断层图像中第三基材的中心点，以及第三基材的中心点所处的中心区域；

低对比度分辨率检测模块(图中未示出)，用于按照第一预设尺寸，将中心区域划分为多个第一子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测第一子区域的CT值；根据预设对比度和多个第一子区域的CT值的标准差，确定低对比度分辨率指标；

均匀性检测模块(图中未示出)，用于按照第二预设尺寸，选取第三模块层的中心断层图像中的多个第二子区域；根据第三模块层的中心断层图像，检测多个第二子区域和中心区域的CT值；将多个第二子区域的CT值与中心区域的CT值之间的最大差值确定为CT值的均匀性指标。

需要说明的是，本申请实施例提供的一种性能检测装置所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图8的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图8所示性能检测方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图8所示的性能检测方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品或硬件产品或软硬件相结合的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台CT设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景的方法。

基于上述如图8所示的方法，以及图9所示的性能检测装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种CT设备，该CT设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图8所示的性能检测方法。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种CT设备结构并不构成对该CT设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保存CT设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各控件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的单元或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的单元可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。