对CT图像进行预处理的方法、系统及静态CT成像装置制造方法及图纸

本申请公开了一种静态CT成像装置，包括光子探测器和X光源，所述X光源包括直线形多焦点X光源，所述光子探测器和所述直线形多焦点X光源平行设置，所述直线形多焦点X光源由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，且所述直线形X光源包括多个点光源，所述点光源按预定规则依次发射X光。本申请还公开了一种对CT图像进行预处理的方法和系统，利用单光子的能量信息，使得CT不但可以显示患者的解剖结构信息而且可以显示分子影像以及功能信息，如显示生物物质相应活动的空间分布、数量及其随时间的变化等，无需旋转部件和使用昂贵的滑环技术，降低了系统成本，CT成像时是在多个X光源间快速切换，CT扫描速度可以提升至微秒量级。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及图像处理，尤其涉及一种对CT图像进行预处理的方法、系统及静态CT成像装置。
技术介绍
现有的CT探测器一般基于闪烁体材料，由于闪烁体发光时间慢并且发光效率低，所以目前的CT探测器不能对每一个光子进行实时信号处理，只能把得到的所有光子能量信息进行积分，给出一个总的信号。这种单光子能量信息的丢失，会降低CT系统的信噪比，也使得CT在临床使用中不能对人体各组织材料的成分进行分析。现有的CT有以下缺陷：1)CT在临床使用中不能很好地对人体各组织部位的成分进行分析；2)为了解决高速旋转的CT机架和外部电子设备的连接问题，现有的大部分诊断CT系统采用了昂贵的精密机械滑环技术。由于球管体积庞大以及超精密滑环系统的存在，导致CT扫描速度受到限制、设备制造成本昂贵。
技术实现思路
本申请提供一种静态CT成像装置、对CT图像进行预处理的方法及系统。根据本申请的第一方面，本申请提供一种静态CT成像装置，包括光子探测器和X光源，所述X光源包括直线形多焦点X光源，所述光子探测器和所述直线形多焦点X光源平行设置，所述直线形多焦点X光源由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，且所述直线形X光源包括多个点光源，所述点光源按预定规则依次发射X光。上述装置，所述直线形多焦点X光源组成长方形的两条对边、两条邻边、三条邻边或封闭的多边形。根据本申请的第二方面，本申请提供一种对CT图像进行预处理的方法，包括：获取未打开光源时的暗场图像；获取与多焦点光源中各个点光源对应的亮场图像；获取与各个点光源对应的CT投影图像，根据所述暗场图像和所述亮场图像对所述CT投影图像进行校正；将校正后的投影图像进行重建，得到CT图像。上述方法，所述获取未打开光源时的暗场图像，具体包括：在未放置扫描样本的成像视场中，不打开光源获取多幅暗场图像；对所述暗场图像按照对应像素灰度值叠加求和并取平均值得到平均暗场图像。上述方法，所述获取与多焦点光源中各个点光源对应的亮场图像，具体包括：在未放置扫描样本的成像视场中，开启单个X光源；使用光子探测器采集多幅CT投影图像，按照对应像素灰度叠加求和并取平均值，得到与所述单个X光源对应的亮场图像。上述方法，所述获取与各个点光源对应的CT投影图像，根据所述暗场图像和所述亮场图像对所述CT投影图像进行校正，具体包括：进行CT扫描时，获取与各个点光源对应的CT投影图像；根据所述暗场图像和所述亮场图像，对所述CT投影图像进行降噪处理，得到校正后的CT投影图像。上述方法，所述对所述CT投影图像进行降噪处理，具体通过以下公式进行：其中，为与点光源A-1对应的校正后的CT投影图像，IA-1表示与点光源A-1对应的CT投影图像，为平均暗场图像，表示与点光源A-1对应的亮场图像。根据本申请的第三方面，本申请提供一种对CT图像进行预处理的系统，包括：暗场图像模块，用于获取未打开光源时的暗场图像；亮场图像模块，用于获取与多焦点光源中各个点光源对应的亮场图像；CT投影模块，用于获取与各个点光源对应的CT投影图像，根据所述暗场图像和所述亮场图像对所述CT投影图像进行校正；重建模块，用于将校正后的投影图像进行重建，得到CT图像。上述系统，所述暗场图像模块，还用于在未放置扫描样本的成像视场中，不打开光源获取多幅暗场图像；对所述暗场图像按照对应像素灰度值叠加求和并取平均值得到平均暗场图像。上述系统，所述亮场图像模块，还用于在未放置扫描样本的成像视场中，开启单个X光源；使用光子探测器采集多幅CT投影图像，按照对应像素灰度叠加求和并取平均值，得到与所述单个X光源对应的亮场图像。上述系统，所述CT投影模块，用于进行CT扫描时，获取与各个点光源对应的CT投影图像；根据所述暗场图像和所述亮场图像，对所述CT投影图像进行降噪处理，得到校正后的CT投影图像。上述系统，所述CT投影模块，具体通过公式进行降噪处理，其中，为与点光源A-1对应的校正后的CT投影图像，IA-1表示与点光源A-1对应的CT投影图像，为平均暗场图像，表示与点光源A-1对应的亮场图像。由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：⑴在本申请的具体实施方式中，由于包括光子探测器和X光源，X光源包括直线形多焦点X光源，直线形多焦点X光源由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，直线形多焦点X光源按预定规则依次发射X光，利用单光子的能量信息，使得CT不但可以显示患者的解剖结构信息而且可以显示分子影像以及功能信息，如显示生物物质相应活动的空间分布、数量及其随时间的变化等，无需旋转部件和使用昂贵的滑环技术，降低了系统成本，CT成像时是在多个X光源间快速切换，CT扫描速度可以提升至微秒量级。⑵在本申请的具体实施方式中，由于本申请的预处理方法对先通过暗场较低和亮场图像对CT投影图像进行校正，再对CT投影图像进行校正，降低了CT投影数据信噪比低，提高了后续CT重建图像质量。附图说明图1为本申请的静态CT成像系统在一种实施方式中的俯视图；图2为图1的剖视图；图3为本申请直线形多焦点X光源在一种实施方式中的结构示意图；图4为本申请直线形多焦点X光源在另一种实施方式中的结构示意图；图5为本申请直线形多焦点X光源在又一种实施方式中的结构示意图；图6为本申请的对CT图像进行预处理的方法在一种实施方式中的流程图；图7为本申请的对CT图像进行预处理的系统在一种实施方式中的功能模块示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请的多焦点X光源是指多个X光灯组成的光源，其中每个X光灯均具有焦点。实施例一：如图1、图2所示，本申请的静态CT成像装置，其一种实施方式，包括光子探测器20和X光源，X光源包括直线形多焦点X光源10，光子探测器20和直线形多焦点X光源10平行设置，扫描样本30置于光子探测器20和直线形多焦点X光源10之间。直线形多焦点X光源具体由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，直线形X光源可以包括多个点光源，点光源按预定规则依次发射X光。该预定规则可根据需要进行设置。光子探测器20可以对每个光子的能量进行测量，获得每个投影的能谱信息。一旦获得了能谱信息，就可以利用不同物质在不同能量下衰减系数的差异，来对不同组织成分进行分析。直线形多焦点X光源10的各个发射焦点共用同一阳极，发射焦点位置可通过栅极电压控制。在一种实施方式中，光子探测器20为环形光子探测器。如图3至图5所示，本申请的直线形多焦点X光源可以组成长方形的两条对边、两条邻边、三条邻边、经过一个点多射的多条射线或多边形，各条边的长度可以相同，也可以不同，多边形可以是正多边形，也可以是非正多边形，可以封闭，也可以不封闭，具体可以根据样本的形状等确定。组成直线形多焦点X光源10的各直线形多焦点X光源，其点光源的密度可以相同，也可以不同，具体可以根据样本的内的感兴趣区域的形状和位置确定。如图5所示，在一种具体应用例中，直线形多焦点X光源10由多个直线形X光源拼接而成，如具体可以4个多焦点直线形X光源，分别用光源A、光源B、光源C和光源D表示。光源A、光源B、光源C和光源D均包含5个发射焦点，分别用数字1-5表示。其中，用A-1表示多焦点光源A中的第1个焦点，B-3表示多焦点光源B中的第3个焦点，以此类推，且同一时刻只有1个焦点发射X射线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静态CT成像装置，包括光子探测器和X光源，其特征在于，所述X光源包括直线形多焦点X光源，所述光子探测器和所述直线形多焦点X光源平行设置，所述直线形多焦点X光源由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，且所述直线形X光源包括多个点光源，所述点光源按预定规则依次发射X光。

【技术特征摘要】
1.一种静态CT成像装置，包括光子探测器和X光源，其特征在于，所述X光源包括直线形多焦点X光源，所述光子探测器和所述直线形多焦点X光源平行设置，所述直线形多焦点X光源由多个直线形X光源可拆卸地拼接而成，且所述直线形X光源包括多个点光源，所述点光源按预定规则依次发射X光。2.如权利要求1所述的静态CT成像系统，其特征在于，所述直线形多焦点X光源组成长方形的两条对边、两条邻边、三条邻边或封闭的多边形。3.一种对CT图像进行预处理的方法，用于如权利要求1或2所述的静态CT成像系统，其特征在于，包括：获取未打开光源时的暗场图像；获取与多焦点光源中各个点光源对应的亮场图像；获取与各个点光源对应的CT投影图像，根据所述暗场图像和所述亮场图像对所述CT投影图像进行校正；将校正后的投影图像进行重建，得到CT图像。4.如权利要求3所述的对CT图像进行预处理的方法，其特征在于，所述获取未打开光源时的暗场图像，具体包括：在未放置扫描样本的成像视场中，不打开光源获取多幅暗场图像；对所述暗场图像按照对应像素灰度值叠加求和并取平均值得到平均暗场图像。5.如权利要求3所述的对CT图像进行预处理的方法，其特征在于，所述获取与多焦点光源中各个点光源对应的亮场图像，具体包括：在未放置扫描样本的成像视场中，开启单个X光源；使用光子探测器采集多幅CT投影图像，按照对应像素灰度叠加求和并取平均值，得到与所述单个X光源对应的亮场图像。6.如权利要求3至5中任一项所述的对CT图像进行预处理的方法，其特征在于，所述获取与各个点光源对应的CT投影图像，根据所述暗场图像和所述亮场图像对所述CT投影图像进行校正，具体包括：进行CT扫描时，获取与各个点光源对应的CT投影图像；根据所述暗场图像和所述亮场图像，对所述CT投影图像进行降噪处理，得到校正后的CT投影图像。7.如权利要求6所述的对CT图像进行预处理的方法，其特征在于，所述对所述CT投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡战利，梁栋，洪序达，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44