一种提高X射线CT成像精度的CT数据校正方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法。本发明专利技术实施例所提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法通过提供一系列CT数据校正的理论计算公式并将该理论的计算公式应用于X射线成像系统中，从而有效地提高CT成像精度。

A CT Data Correction Method for Improving the Accuracy of X-ray CT Imaging

The embodiment of the present invention discloses a method for improving CT data correction of clinical X-ray CT imaging accuracy. The method for improving the accuracy of clinical X-ray CT imaging provided by the embodiment of the present invention effectively improves the accuracy of CT imaging by providing a series of theoretical calculation formulas for CT data correction and applying the theoretical calculation formulas to the X-ray imaging system.

【技术实现步骤摘要】
一种提高X射线CT成像精度的CT数据校正方法
本专利技术涉及X射线CT成像的
，具体涉及一种提高X射线CT成像精度的CT数据校正方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展，X射线CT成像已经越来越接近于完全定量的医学成像形式。原则上，对于两个已知物质的组成能够通过单能量CT辨别，对于两个未知物质的组成能够通过双能量CT辨别，对于超过三种未知物质的辨别通过单光子计数技术可实现。目前，虽然这些技术已经有了较大地发展，但是物质辨别的精度仍然不够理想，CT数仍然随着身体内部的位置和身体的大小而变化。例如，一桶水的影像，当影像沿着垂直于旋转中心的方向移动时，影像中心处的CT数会增加；在完全相同的扫描条件下，一个大的模仿环加在腰椎段虚线处模拟较大的患者时，在同一椎体位置的CT数将会下降；一个含有各种密度材料的圆形低密度影像放置到一个含水的高密度椭圆形影像中，在偏离中心位置扫描时，各种材料的CT数可能会增加也可能会减少。目前，业界还没有对于CT数变化的物理的解释，因此，在定量CT实现之前，CT数的校正是必需的。因此，针对现有的CT数的校正所存在的缺乏理论根据且精度不够的问题，有必要提出一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法。
技术实现思路
针对现有的CT数的校正所存在的缺乏理论根据且精度不够的问题，有必要提出一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法。本专利技术实施例提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法通过提供一系列CT数据校正的理论并将该理论应用至X射线成像系统中，从而有效地提高CT成像精度。该提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法的具体方案如下：一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法，包括步骤S1：根据X射线管输出剂量的关系式推导出对于身体内预设位置，X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式；步骤S2：根据X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式推导出水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式；步骤S3：根据所述水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式推导出水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式；步骤S4：根据在入射表面处水的衰减系数为零和所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式，推导出入射表面处的位置与有效电压的关系式；步骤S5：根据所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式和入射表面处的位置与有效电压的关系式，推导出水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式；步骤S6：根据所述水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式，推导出距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差；步骤S7：写出HounsfieldUnit数的计算公式，推导出水的衰减系数与水的衰减校正因子的关系式；步骤S8：当水的衰减系数用一个确定大小的影像校正时，推导出水的衰减系数与系统的校正因子的关系式；步骤S9：根据所述距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差，推导出当身体内部位置相对于扫描的旋转中心发生移动时，几何校正因子与移动的距离之间的关系式。优选地，所述步骤S7中的水的衰减系数校正因子是距离身体表面任意距离处水的衰减系数差的相反数。优选地，所述步骤S8中系统的校正因子与校正影像的大小关系形式和水的衰减系数校正因子与距离身体表面任意距离的关系形式相同。优选地，系统的校正因子与校正影像的大小关系根据水的衰减校正因子推出。优选地，所述HounsfieldUnit数的计算公式包括水的衰减校正因子。优选地，当距离身体表面的距离增加时，通过增加水的衰减系数差来校正HounsfieldUnit数。优选地，所述步骤S8中的水的衰减系数与系统的校正因子的关系式用于计算大尺寸影像的CT数和校正身体大小的效应。优选地，所述步骤S9中的几何校正因子与移动的距离之间的关系式用于计算任意偏离旋转中心处的CT数和校正几何平移效应。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法，通过提供一系列CT数据校正的理论的计算公式并将该计算公式应用于X射线CT成像系统中，从而有效地提高CT成像精度。进一步地，本专利技术实施例提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法包括水的衰减系数与身体大小的关系，从而可以根据水的衰减系数与身体大小的关系来解释在CT成像中，为什么孩子的X射线剂量要高于成年人的X射线剂量。进一步地，本专利技术实施例提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法包括HounsfieldUnit数计算公式，从而可根据HounsfieldUnit数计算公式解释在相同的CT扫描情况下，为什么CT数据会随着身体的移动和身体的大小发生变化。进一步地，本专利技术实施例提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法包括水的衰减系数的校正公式，在单双能量CT中都可以通过水的衰减系数的校正公式提高物质分解辨别的精度。进一步地，本专利技术实施例提供的提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法可应用于不同的制造商和相同制造商生产的不同代扫描产品。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法步骤流程示意图；图2为在一个大尺寸和小尺寸的腰部脊椎处中间孔注入不同物质的影像的示意图；图3为图2所示实施例中注入不同物质根据本专利技术实施例所提供的公式计算获得的CT数与扫描获得的CT数的比较示意图；图4为CT扫描器扫描检测一桶水在一系列位置处的影像示意图；图5为图4所述实施例根据本专利技术实施例所提供的公式计算出每次移动位置处的CT数的示意图。附图中标号说明：10、小尺寸腰椎影像20、大尺寸腰椎影像30、孔40、水的影像具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1所示，本专利技术实施例中提供的一种用于验证服务机器人的路径一致性的方法步骤流程示意图。一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法包括九个步骤，每个步骤中具体的内容如下所述。步骤S1：根据X射线管输出剂量的关系式推导出对于身体内预设位置，X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式。X射线管输出的剂量的关系式具体可以用公式1表示：I(As,Vp)＝KAsVpn(公式1)其中，K是常数，As是毫安培时间值，Vp是X射线管的峰值电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1：根据X射线管输出剂量的关系式推导出对于身体内预设位置，X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式；步骤S2：根据X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式推导出水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式；步骤S3：根据所述水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式推导出水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式；步骤S4：根据在入射表面处水的衰减系数为零和所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式，推导出入射表面处的位置与有效电压的关系式；步骤S5：根据所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式和入射表面处的位置与有效电压的关系式，推导出水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式；步骤S6：根据所述水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式，推导出距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差；步骤S7：写出Hounsfield Unit数的计算公式，推导出水的衰减系数与水的衰减校正因子的关系式；步骤S8：当水的衰减系数用一个确定大小的影像校正时，推导出水的衰减系数与系统的校正因子的关系式；步骤S9：根据所述距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差，推导出当身体内部位置相对于扫描的旋转中心发生移动时，几何校正因子与移动的距离之间的关系式。...

【技术特征摘要】
1.一种提高临床X射线CT成像精度的CT数据校正的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1：根据X射线管输出剂量的关系式推导出对于身体内预设位置，X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式；步骤S2：根据X射线管输出剂量与水的衰减系数的关系式推导出水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式；步骤S3：根据所述水的衰减系数与峰值电压和身体内部距离身体表面的深度的关系式推导出水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式；步骤S4：根据在入射表面处水的衰减系数为零和所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式，推导出入射表面处的位置与有效电压的关系式；步骤S5：根据所述水的衰减系数与X射线光谱的有效电压的关系式和入射表面处的位置与有效电压的关系式，推导出水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式；步骤S6：根据所述水的衰减系数与有效电压和距离入射表面处任意距离的关系式，推导出距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差；步骤S7：写出HounsfieldUnit数的计算公式，推导出水的衰减系数与水的衰减校正因子的关系式；步骤S8：当水的衰减系数用一个确定大小的影像校正时，推导出水的衰减系数与系统的校正因子的关系式；步骤S9：根据所述距离身体表面任意距离处的水的衰减系数差，推导出当身体内部位置相对于扫描的旋转中心发生移动时，几何校正因子与移动的距离之间的关系式。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓天，郑晓明，杨国军，齐向东，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22