计算机断层成像设备制造技术

本发明专利技术公开了一种计算机断层成像设备，包括机架、相对设置的X射线源与X射线探测器、控制单元及图像重建单元，其特征在于，所述控制单元被配置为：利用该计算机断层成像设备进行模体扫描；设定骨组织由第一物质及第二物质组成，并获取不同厚度的所述第一及第二物质组合在断层扫描系统的理论投影值及理想投影值；根据所述第二物质的厚度、第一及第二物质的理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化伪影校正系数并将其存储进图像重建单元中；所述图像重建单元被配置为：读取存储的骨硬化伪影校正系数并进行骨硬化伪影校正。本发明专利技术方案能够在具备良好普适性的前提下，高效地去除骨硬化伪影。

Computed tomography equipment

The invention discloses a computer tomography device, which comprises a frame, oppositely arranged X ray source and X ray detector, a control unit and an image reconstruction unit, which is characterized in that the control unit is configured to: phantom scanning using the computed tomography imaging apparatus; set consisting of the first material and the bone tissue two, the first and the two material combinations and obtain different thickness in theory projection tomography system value and ideal projection value; according to the second projection ideal material thickness, the first and the two material value and the first material hardening correction after the projection value, to obtain bone sclerosis artifact correction coefficient and stored in the image reconstruction unit; the image reconstruction unit is configured to read the stored bone hardening artifact correction coefficient and osteosclerosis artifact correction. The present invention can effectively remove bone sclerosis artifact under the premise of good universality.

【技术实现步骤摘要】
计算机断层成像设备本申请是申请日为2016年1月30日、申请号为“201610069409.8”、专利技术名称为“计算机断层成像伪影校正方法及装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及计算机断层成像
，尤其涉及一种计算机断层成像伪影的校正方法及装置。
技术介绍
计算机断层成像是用射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，根据不同的人体组织对射线的吸收能力不同，利用计算机重建出断层面图像的技术。在利用X射线进行计算机断层扫描及重建过程中，因球管产生的X射线具有一定频谱宽度，物质对X射线的吸收系数随X线能量的增大而减小，连续能谱的X射线穿过如人体等被扫描物体后，低能量射线易被吸收，高能量射线较易穿过，射束平均能量会变高，射线逐渐变硬。该种效应称之为射束硬化效应。射束硬化效应的存在，会使图像重建时出现伪影，影响图像的重建质量。因而现有技术在重建图像之前会对投影数据进行基于水模的射线硬化校正，这种校正会将软组织的X射线硬化现象消除，但无法消除由于人体骨头引起的射线硬化伪影，即骨硬化伪影。已知存在各种针对骨硬化伪影的校正方法：一种是基于图像后处理技术，通过经验参数来消除骨硬化伪影(如：JiangHsiehetal,“AniterativeapproachtothebeamhardeningcorrectioninconebeamCT”,Med.Phys.271,January2000)，其弊端在于矫正系数的来源缺乏理论依据，校正准确性及效率较差；另一种是通过预先扫描特制的骨组织仿体来产生矫正系数(如：专利CN01124649.9-计算机层析X射线摄影设备)，其弊端在于通过扫描骨组织仿体得到的系数往往缺乏普适性(不同年龄人群的骨组织成分差异很大，往往不能用同样的矫正系数)。因而，上述方案均不能很好的解决骨硬化伪影问题。因此，需要提出一种新的计算机断层成像骨硬化伪影校正方法及实施该方法的装置，能够在具备良好普适性的前提下，高效地去除骨硬化伪影。
技术实现思路
本专利技术解决的是计算机断层成像图像中出现骨硬化伪影的问题。为解决上述问题，本专利技术提出一种计算机断层成像骨硬化伪影校正方法，包括：使用计算机断层设备进行模体扫描；设定骨组织由第一物质及第二物质组成，获取不同厚度的所述第一及第二物质组合在断层扫描系统的理论投影值；对该理论投影值进行第一物质硬化校正，获取第一物质硬化校正后投影值；计算不同厚度的所述第一物质及第二物质组合在该断层扫描系统的理想投影值；根据所述第二物质的厚度、第一及第二物质的理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化校正系数；使用所述骨硬化校正系数进行伪影校正。可选地，还包括：获取使所述模体的测量投影值与理论投影值相等时的每个探测单元对应的等效滤过厚度。可选地，所述模体为厚度及材料已知的均匀模体。可选地，所述模体的材料为水或有机玻璃。可选地，所述第一物质硬化校正包括：计算不同厚度第一物质在该断层扫描系统的理论投影值及理想投影值；对该理论投影值及理想投影值进行多项式拟合，获得第一物质硬化校正系数；使用该第一物质硬化校正系数进行校正。可选地，所述根据所述第二物质厚度、理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化校正系数包括：以第二物质厚度为自变量，以理想投影值及第一物质硬化校正后投影值之差为因变量进行多项式拟合，获得骨硬化校正系数。可选地，所述根据所述第二物质厚度、理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化校正系数包括：以第一物质厚度、第二物质厚度为自变量，以理想投影值及第一物质硬化校正后投影值之差为因变量进行曲面拟合，获得骨硬化校正系数。可选地，所述第一物质为水，所述第二物质为含钙物质。可选地，所述第二物质为磷酸钙。本专利技术还提供一种计算机断层成像骨硬化伪影校正装置，包括：存储单元，存储有使用上述方法所获得的骨硬化伪影校正系数；校正单元，根据扫描数据选择所述校正系数进行骨硬化伪影校正。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本方案基于基材料理论，将骨组织认为由两种基材料物质组成，通过一次模体扫描，即可产生具有普适性的矫正系数，只需要在重建过程中应用合适的组织模型，即可得到较好的骨硬化伪影校正效果。【附图说明】图1是本专利技术的计算机断层成像系统的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的骨硬化伪影校正方法流程示意图；图3是本专利技术一实施例中利用水硬化校正系数进行校正的流程示意图；图4是本专利技术一实施例中校正系数表示例。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。图1是一种计算机断层成像系统的结构示意图，如图1所示，计算机断层成像系统100包括机架110，所述机架110具有围绕系统轴线旋转的可旋转的部分130。可旋转的部分130具有相对设置的X射线源131和X射线探测器132的X射线系统。计算机断层成像系统100还具有检查床120，在进行检查时，患者在该检查床120上可以沿着Z轴方向被推入到扫描腔体中。X射线源131绕S轴旋转，探测器132相对于X射线源131一起运动，以采集投影测量数据，这些数据在之后被用于重建图像。还可以进行螺旋扫描，在螺旋扫描期间，通过患者沿着S轴的连续运动和X射线源131的同时旋转，X射线源131相对于患者产生螺旋轨迹。所述计算机断层成像系统100还可以包括控制单元和图像重建单元，所述控制单元用于在扫描过程中根据特定的扫描协议控制计算机断层成像系统100的各部件。所述图像重建单元用于根据探测器132采样的待校正数据重建出图像。以上，仅以示例方式阐释了可使用本专利技术所提供骨硬化伪影校正方法的计算机断层成像设备，本领域技术人员理解，其它如使用X射线的C型臂系统等设备，或组合式医学成像系统(例如：组合式正电子发射断层成像-计算机断层成像，PositronEmissionTomography-ComputedtomographyTomography,PET-CT)，或使用其它类型射线的断层成像设备等，均可适用本专利技术所述校正方法及装置，本专利技术对计算机断层成像设备的类型与结构并不做具体限定。当受检对象在上述任一种类的计算机断层成像设备中进行扫描成像时，因射束硬化效应的存在会导致骨硬化伪影的存在，影响图像成像质量及导致阅图不便，因而需对此类伪影进行校正。以下，是根据本专利技术公布方案对骨硬化伪影进行校正的具体实施方式举例：图2是根据本专利技术一实施例的骨硬化伪影校正方法流程示意图：执行步骤S1，使用计算机断层设备进行模体扫描。此处的模体可选择使用厚度及材料已知的均匀模体，优选地，模体的材料可选择与人体软组织化学成分相似的材料，例如水或有机玻璃。执行步骤S2，获取不同厚度的第一物质及第二物质组合在断层扫描系统的理论投影值。在X射线扫描中，根据基材料分解理论，任何组织的线性衰减系数可以表示为两种基材料的质量衰减系数的线性组合。本方案中设定骨组织由两种不同的物质(基材料)组成，例如，将骨组织认为是一定比例水和另外一种成分的物质混合构成。另外一种成分可优选为含钙量较高的物质(本实施例中选择磷酸钙)。在对物体进行计算机断层扫描过程中，测量投影值表示探测器实际测到的被扫描物体投影值，理论投影值表示考虑X射线光子能量分布而计算得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机断层成像设备，包括机架、相对设置的X射线源与X射线探测器、控制单元及图像重建单元，其特征在于，所述控制单元被配置为：利用该计算机断层成像设备进行模体扫描；设定骨组织由第一物质及第二物质组成，并获取不同厚度的所述第一及第二物质组合在断层扫描系统的理论投影值；对该理论投影值进行第一物质硬化校正，获取第一物质硬化校正后投影值；计算不同厚度的所述第一物质及第二物质组合在该断层扫描系统的理想投影值；根据所述第二物质的厚度、第一及第二物质的理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化伪影校正系数并将其存储进图像重建单元中；所述图像重建单元被配置为：读取存储的骨硬化伪影校正系数并进行骨硬化伪影校正。

【技术特征摘要】
1.一种计算机断层成像设备，包括机架、相对设置的X射线源与X射线探测器、控制单元及图像重建单元，其特征在于，所述控制单元被配置为：利用该计算机断层成像设备进行模体扫描；设定骨组织由第一物质及第二物质组成，并获取不同厚度的所述第一及第二物质组合在断层扫描系统的理论投影值；对该理论投影值进行第一物质硬化校正，获取第一物质硬化校正后投影值；计算不同厚度的所述第一物质及第二物质组合在该断层扫描系统的理想投影值；根据所述第二物质的厚度、第一及第二物质的理想投影值及第一物质硬化校正后投影值，获得骨硬化伪影校正系数并将其存储进图像重建单元中；所述图像重建单元被配置为：读取存储的骨硬化伪影校正系数并进行骨硬化伪影校正。2.根据权利要求1所述的计算机断层成像设备，其特征在于，所述读取存储的骨硬化伪影校正系数并进行骨硬化伪影校正包括：接收利用该计算机断层设备获得的扫描数据，基于该扫描数据重建待校正图像及该待校正图像的参照图像，对参照图像的像素点赋予第一物质比例，基于该第一物质比例选取骨硬化伪影校正系数以对所述待校正图像进行伪影校正。3.根据权利要求1所述的计算机断层成像设备，其特征在于，所述模体为厚度及材料已知的均匀模体。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建伟，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31