一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法技术

本发明专利技术公开了一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其步骤为：步骤一：测量遮挡板下的散射信号；步骤二：自适应散射核参数的计算；步骤三：估计扩散函数的参数；步骤四：通过扩散函数对图像进行散射校正；步骤五：图像遮挡区域的修复；步骤六：锥束CT的重建。本发明专利技术不需要获取模型参数的先验数据，不增加图像获取及重建的复杂度，添加的设备复杂度不高，且不需要重复扫描被测物体，能高效的进行锥束CT散射校正。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其步骤为：步骤一：测量遮挡板下的散射信号；步骤二：自适应散射核参数的计算；步骤三：估计扩散函数的参数；步骤四：通过扩散函数对图像进行散射校正；步骤五：图像遮挡区域的修复；步骤六：锥束CT的重建。本专利技术不需要获取模型参数的先验数据，不增加图像获取及重建的复杂度，添加的设备复杂度不高，且不需要重复扫描被测物体，能高效的进行锥束CT散射校正。【专利说明】一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法
本专利技术涉及一种医学图像处理
，尤其涉及锥束CT散射校正领域。
技术介绍
锥束CT具有更高的扫描速度和辐射利用率，能有效的减少X射线管的负载输出，降低扫描成本，能快速获得高分辨率三维断层图像数据。影响锥束CT重建图像质量的因素有很多，如X线散射、噪声、几何误差、能谱、探测单元响应不一致等，但由于锥束平板CT使用大范围的X射线平板探测器，这使得成像质量与传统CT相比较更易受到X射线散射的影响，因散射而形成的伪影、CT数的不准确等严重影响对重建图像的分析与判断，因此，针对X射线散射校正的研究显得尤为重要。 国内外有许多方法提出用于解决锥束CT的散射校正，按照类型我们可分为基于散射测量的方法和基于非散射测量的方法。非散射测量的方法包括空气间隙滤air-gap，反散射网格ant1-scatter grids，分析方法和蒙特卡洛方法。这些方法通常会各种限制，如:设备结构、被测物密度分布和计算量巨大，只能降低一部分因散射造成的伪影。基于散射测量方法是在X射线管与被扫描物体之间加一个射线遮挡设备，来测量部分的散射射线，通过插值能方法来估计整个区域的散射分布，基于散射测量方法中，有些方法需要多次扫描来获取散射信号和主射线信号，这样增加了扫描时间和病人的X射线照射剂量；有些方法只通过一次扫描就可以了，但这些方法中有些增加了图像获取和重建的复杂度；有些是增加了设备的复杂度和扫描模式的难度。 在散射校正的方法中，蒙特卡洛模拟方法非常耗费时间；模型分析计算方法需要知道X射线谱的信息、被照物体的物质组成和几何结构，实际这些参数不太容易获得；初级射线调制方法中校正结果受限于调制板自身的结构；基于部分散射射线测量方法，有些需要增加照射剂量，有些方法对散射分布的估计准确度不高；Star_Lack等使用散射核的研究方法进行锥束CT散射校正，在不增加照射剂量的情况下，可以方便的解决不同能级的X射线散射对锥束CT重建图像的影响，但其需要使用先验知识估计模型参数，且其没有较好的构建散射模型，一定程度上阻碍了方法使用的广度和精度。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，是依靠加入遮挡板来获取部分区域散射分布，自适应的调整散射分布模型参数，进而求解散射核的参数。 本专利技术的技术解决方案是:一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其步骤为: 步骤一:测量遮挡板下的散射信号； 步骤二:自适应散射核参数的计算； 步骤三:估计扩散函数的参数； 步骤四:通过扩散函数对图像进行散射校正； 步骤五:图像遮挡区域的修复； 步骤六:锥束CT的重建。 其中，遮挡板形状为“十”字型，由两个铅条十字交叉构成，铅条宽2mm、高3mm、长120mm,铅条放置在圆形塑料板上；所述遮挡板放置在X射线源与被照物体之间，且围绕圆心按一定方向旋转；所述遮挡板离射线源230mm,离被照物770mm,离平板探测器1170mm ;遮挡板放置在X射线源与被照物体之间是防止重建时因相同区域连续遮挡造成重建误差过大；遮挡板的形状可以多样化，主要目的是测出部分区域的散射分布情况。 其中估计扩散函数的参数和通过扩散函数对图像进行散射校正是通过迭代方法进行的。 在通过扩散函数对图像进行散射校正中:散射分布函数PSF公式为: 【权利要求】1.一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于，其步骤为: 步骤一:测量遮挡板下的散射信号； 步骤二:自适应散射核参数的计算； 步骤三:估计扩散函数的参数； 步骤四:通过扩散函数对图像进行散射校正； 步骤五:图像遮挡区域的修复； 步骤六:锥束CT的重建。2.根据权利要求1所述的使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于:所述步骤一中遮挡板形状为“十”字型，由两个铅条十字交叉构成,铅条宽2mm、高3mm、长120mm,铅条放置在圆形塑料板上；所述遮挡板放置在X射线源与被照物体之间，且围绕圆心按一定方向旋转；所述遮挡板离射线源230mm,离被照物770mm,离平板探测器1170mm。3.根据权利要求1所述的使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于:所述估计扩散函数的参数和所述通过扩散函数对图像进行散射校正是通过迭代方法进行。4.根据权利要求1所述的使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于:所述通过扩散函数对图像进行散射校正，散射分布函数PSF公式为:估计(X，Y)点处的散射公式为:获取遮挡板下方的散射分布后，进行计算α，β , A, B, O1, σ2，计算公式为:对应的不同区域可以求出不同的α，β,Α, B, O1,。2，在初始散射校正后图像通过与散射核做卷积计算得到进一步的散射校正。5.根据权利要求4所述的使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于:式中，^?是大小为(Μ*Ν)图像坐标系中的坐标，其图像是降采样后的图像；I’P(xm，yn)是初始射线强度估计。6.根据权利要求1所述的使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于:所述图像遮挡区域的修复是使用基于样例纹理的遮挡区域修复算法来进一步抑制因为遮挡部分区域对断层重建造成的影响，其步骤为:首先，标记要修复的区域；其次，使用被修复区域临近的像素的纹理计算纹理和结构；最后，填充。【文档编号】G06T5/00GK104166962SQ201410365880【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日 【专利技术者】谢世朋, 葛琦, 成孝刚, 邵文泽, 朱虎 申请人:南京邮电大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其特征在于，其步骤为：步骤一：测量遮挡板下的散射信号；步骤二：自适应散射核参数的计算；步骤三：估计扩散函数的参数；步骤四：通过扩散函数对图像进行散射校正；步骤五：图像遮挡区域的修复；步骤六：锥束CT的重建。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢世朋，葛琦，成孝刚，邵文泽，朱虎，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32