CT扫描设备的探测信号处理方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种CT扫描设备的探测信号处理方法、系统及计算机可读存储介质，在扣除暗电流信号步骤的同时针对信噪比极低的信号及不符合物理规律的小于零信号，根据探测器的噪声特性及数据信号的特点，模拟噪声的随机过程迭代计算降低噪声，提高这些信号的信噪比。提高这些信号的信噪比。提高这些信号的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
CT扫描设备的探测信号处理方法、系统及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及CT扫描设备
，尤其涉及一种CT扫描设备的探测信号处理方法、系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]计算机X射线断层扫描仪(computed tomography，CT)是利用X射线旋转照射被测物体，然后通过计算机处理获得物体断层图像的设备。X射线光子穿过被照射物体后，到达探测器被采集，采集后经过一系列转换，光子信号转变为电子信号被接收。探测接收的电子信号含有噪声，噪声主要由电子噪声及光子噪声(泊松噪声)组成。随着X射线穿透的衰减越高，到达探测器的X射线光子越少，探测接收的电子信号越低，信号的噪声就越显著，信噪比越低。而且电子噪声水平是不会随着接收电子信号的变化而改变的，因此，当探测接收的电子信号低到一定程度的时候，电子噪声在噪声中的比例会越来越显著，信噪比越低。同时，当采集信号水平低至一定程度时，电子噪声在总噪声当中占据主要份额。当对采集电子信号扣除本地的暗电流信号时，对于部分衰减极大的信号，由于噪声的影响，特别是占据主导的电子噪声，导致扣除后的数据出现小于零的情况，这并不符合客观的物理规律，也会造成无法顺利完成图像重建。
[0003]专利CN105590331A提出了一种方法：在CT扫描开始之前以及结束之后，分别进行一次暗电流采集，并记录两次采集对应的时间及检测器部件温度。在所述CT扫描过程中多次采集扫描数据，并记录每次扫描的时间或检测器部件温度。利用前后两次暗电流数进行插值运算，计算出每次采集数据对应的暗电流数据，并从每次采集的扫描数据中减去对应的暗电流数据。此方法能提高暗电流信号的准确性，信号水平非常低的信噪比有一定概率能提高，信号小于零异常的概率也能有所下降，但这些情况仍然有可能会出现。
[0004]专利CN201810392759.7提出了一种方法，其在对采集原始数据进行暗电流校正后，可以根据该校正数据的大小动态地确定该校正数据保留小数位的位数，例如当该校正数据的大小满足预设条件时，所保留的小数位的位数可以根据该预设条件确定。在校正数据的数值较低的情况下，保留的小数位中所携带的数据可以增加数值较小的校正数据的分辨率，从而提高了重建图像的质量。然而此方法只是动态保留小数点位数，并没有处理信噪比极低的信号和小于零的异常信号。
[0005]期刊doi:10.1117/12.2043876提出了一种针对信号水平非常低的信号处理方法，可以用来处理暗电流校正中会出现的问题。该方法根据信号水平非常低时的信号噪声特点，在投影域内，对不同程度的低信号进行不同平滑程度的高斯滤波，以抑制信号非常低时电子噪声的影响。然而对于小于零的异常信号，邻域滤波不一定能完全消除这种异常情况。

技术实现思路

[0006]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种直接一次采集暗电流信号，
按照噪声模型进行随机过程模拟，并对各种情况计算合适的信号的CT扫描设备的探测信号处理方法、系统及计算机可读存储介质。
[0007]本专利技术公开了一种CT扫描设备的探测信号处理方法，包括如下步骤：将所述探测信号减去噪声信号后获取第一信号I1；预设校正阈值T，当第一信号I1大于校正阈值T时，则将第一信号I1作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于校正阈值T时，通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出。
[0008]优选地，所述当第一信号I1小于校正阈值T时，通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出包括：当第一信号I1小于校正阈值T时，判断第一信号I1是否小于等于0：当所述第一信号I1大于0，则通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2，迭代计算模拟噪声信号直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于等于0，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出。
[0009]优选地，所述当第一信号I1小于等于0，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出包括：预设一负数阈值T
neg
，当第一信号I1小于等于0、且第一信号I1大于等于负数阈值T
neg
时，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于等于0、且第一信号I1小于负数阈值T
neg
时，则通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1迭代叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出。
[0010]优选地，所述噪声拟合函数为：y(x)＝a0+a1x+a2x2+...+a
n
x
n
，其中，a
n
为拟合系数，x∈[0，1)为概率分布，x从范围[0,1)中随机取值，n为拟合函数的拟合多次项。
[0011]优选地，模拟噪声信号ΔI
σ
根据如下公式计算获取：ΔI
σ
＝σ*y(x)，其中，σ为第一信号I1在高斯分布内的方差。
[0012]优选地，所述通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
包括：通过随机函数获取随机定值x
out
，将所述随机定值x
out
代入噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
；所述随机函数为：x
out
＝p+(1
‑
p)*y(x)，其中，X
half
(min)为当前信号的概率转换函数。
[0013]优选地，所述信号的概率转换函数为：x
half
(m)＝b0+b1m+b2m2+...+b
n
m
n
，其中，b
n
为拟合系数，m为信号偏离中心的方差倍数，n为拟合函数的拟合多次项，n∈[1,5]。。
[0014]本专利技术还公开了一种CT扫描设备的探测信号处理系统，包括信号采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CT扫描设备的探测信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述探测信号减去噪声信号后获取第一信号I1；预设校正阈值T，当第一信号I1大于校正阈值T时，则将第一信号I1作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于校正阈值T时，通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出。2.根据权利要求1所述的探测信号处理方法，其特征在于，所述当第一信号I1小于校正阈值T时，通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出包括：当第一信号I1小于校正阈值T时，判断第一信号I1是否小于等于0：当所述第一信号I1大于0，则通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2，迭代计算模拟噪声信号直至第二信号I2大于0，则将第二信号I2作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于等于0，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出。3.根据权利要求2所述的探测信号处理方法，其特征在于，所述当第一信号I1小于等于0，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出包括：预设一负数阈值T
neg
，当第一信号I1小于等于0、且第一信号I1大于等于负数阈值T
neg
时，则通过随机函数和噪声拟合函数获取补偿信号ΔI
σ0
，对第一信号I1叠加补偿信号ΔI
σ0
作为输出信号I
out
输出；当第一信号I1小于等于0、且第一信号I1小于负数阈值T
neg
时，则通过噪声拟合函数获取模拟噪声信号ΔI
σ
，对第一信号I1迭代叠加噪声信号ΔI
σ
获取第二信号I2迭代计算直至第二信号I2大于0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健宏，陈伟，刘骅，
申请(专利权)人：明峰医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：