一種使用散射核方法的錐束ct散射校正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其步驟為：步驟一：測量遮擋板下的散射信號；步驟二：自適應散射核參數的計算；步驟三：估計擴散函數的參數；步驟四：通過擴散函數對圖像進行散射校正；步驟五：圖像遮擋區(qū)域的修復；步驟六：錐束CT的重建。本發(fā)明不需要獲取模型參數的先驗數據，不增加圖像獲取及重建的復雜度，添加的設備復雜度不高，且不需要重復掃描被測物體，能高效的進行錐束CT散射校正。
【專利說明】一種使用散射核方法的錐束CT散射校正方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)學圖像處理【技術領域】，尤其涉及錐束CT散射校正領域。

【背景技術】
[0002]錐束CT具有更高的掃描速度和輻射利用率，能有效的減少X射線管的負載輸出，降低掃描成本，能快速獲得高分辨率三維斷層圖像數據。影響錐束CT重建圖像質量的因素有很多，如X線散射、噪聲、幾何誤差、能譜、探測單元響應不一致等，但由于錐束平板CT使用大范圍的X射線平板探測器，這使得成像質量與傳統(tǒng)CT相比較更易受到X射線散射的影響，因散射而形成的偽影、CT數的不準確等嚴重影響對重建圖像的分析與判斷，因此，針對X射線散射校正的研究顯得尤為重要。
[0003]國內外有許多方法提出用于解決錐束CT的散射校正，按照類型我們可分為基于散射測量的方法和基于非散射測量的方法。非散射測量的方法包括空氣間隙濾air-gap，反散射網格ant1-scatter grids，分析方法和蒙特卡洛方法。這些方法通常會各種限制，如:設備結構、被測物密度分布和計算量巨大，只能降低一部分因散射造成的偽影。基于散射測量方法是在X射線管與被掃描物體之間加一個射線遮擋設備，來測量部分的散射射線，通過插值能方法來估計整個區(qū)域的散射分布，基于散射測量方法中，有些方法需要多次掃描來獲取散射信號和主射線信號，這樣增加了掃描時間和病人的X射線照射劑量；有些方法只通過一次掃描就可以了，但這些方法中有些增加了圖像獲取和重建的復雜度；有些是增加了設備的復雜度和掃描模式的難度。
[0004]在散射校正的方法中，蒙特卡洛模擬方法非常耗費時間；模型分析計算方法需要知道X射線譜的信息、被照物體的物質組成和幾何結構，實際這些參數不太容易獲得；初級射線調制方法中校正結果受限于調制板自身的結構；基于部分散射射線測量方法，有些需要增加照射劑量，有些方法對散射分布的估計準確度不高；Star_Lack等使用散射核的研究方法進行錐束CT散射校正，在不增加照射劑量的情況下，可以方便的解決不同能級的X射線散射對錐束CT重建圖像的影響，但其需要使用先驗知識估計模型參數，且其沒有較好的構建散射模型，一定程度上阻礙了方法使用的廣度和精度。


【發(fā)明內容】

[0005]針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，是依靠加入遮擋板來獲取部分區(qū)域散射分布，自適應的調整散射分布模型參數，進而求解散射核的參數。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是:一種使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其步驟為:
[0007]步驟一:測量遮擋板下的散射信號；
[0008]步驟二:自適應散射核參數的計算；
[0009]步驟三:估計擴散函數的參數；
[0010]步驟四:通過擴散函數對圖像進行散射校正；
[0011]步驟五:圖像遮擋區(qū)域的修復；
[0012]步驟六:錐束CT的重建。
[0013]其中，遮擋板形狀為“十”字型，由兩個鉛條十字交叉構成，鉛條寬2mm、高3mm、長120mm,鉛條放置在圓形塑料板上；所述遮擋板放置在X射線源與被照物體之間，且圍繞圓心按一定方向旋轉；所述遮擋板離射線源230mm,離被照物770mm,離平板探測器1170mm ;遮擋板放置在X射線源與被照物體之間是防止重建時因相同區(qū)域連續(xù)遮擋造成重建誤差過大；遮擋板的形狀可以多樣化，主要目的是測出部分區(qū)域的散射分布情況。
[0014]其中估計擴散函數的參數和通過擴散函數對圖像進行散射校正是通過迭代方法進行的。
[0015]在通過擴散函數對圖像進行散射校正中:散射分布函數PSF公式為:
[0016]

【權利要求】
1.一種使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于，其步驟為: 步驟一:測量遮擋板下的散射信號； 步驟二:自適應散射核參數的計算； 步驟三:估計擴散函數的參數； 步驟四:通過擴散函數對圖像進行散射校正； 步驟五:圖像遮擋區(qū)域的修復； 步驟六:錐束CT的重建。
2.根據權利要求1所述的使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于:所述步驟一中遮擋板形狀為“十”字型，由兩個鉛條十字交叉構成,鉛條寬2mm、高3mm、長120mm,鉛條放置在圓形塑料板上；所述遮擋板放置在X射線源與被照物體之間，且圍繞圓心按一定方向旋轉；所述遮擋板離射線源230mm,離被照物770mm,離平板探測器1170mm。
3.根據權利要求1所述的使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于:所述估計擴散函數的參數和所述通過擴散函數對圖像進行散射校正是通過迭代方法進行。
4.根據權利要求1所述的使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于:所述通過擴散函數對圖像進行散射校正，散射分布函數PSF公式為:
估計(X，Y)點處的散射公式為:
獲取遮擋板下方的散射分布后，進行計算α，β , A, B, O1, σ2，計算公式為:
對應的不同區(qū)域可以求出不同的α，β,Α, B, O1,。2，在初始散射校正后圖像通過與散射核做卷積計算得到進一步的散射校正。
5.根據權利要求4所述的使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于:式中，^?是大小為(Μ*Ν)圖像坐標系中的坐標，其圖像是降采樣后的圖像；I’P(xm，yn)是初始射線強度估計。
6.根據權利要求1所述的使用散射核方法的錐束CT散射校正方法，其特征在于:所述圖像遮擋區(qū)域的修復是使用基于樣例紋理的遮擋區(qū)域修復算法來進一步抑制因為遮擋部分區(qū)域對斷層重建造成的影響，其步驟為:首先，標記要修復的區(qū)域；其次，使用被修復區(qū)域臨近的像素的紋理計算紋理和結構；最后，填充。
【文檔編號】G06T5/00GK104166962SQ201410365880
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權日:2014年7月29日
【發(fā)明者】謝世朋, 葛琦, 成孝剛, 邵文澤, 朱虎 申請人:南京郵電大學