一种变电压CT扫描的电压预测方法技术

本发明专利技术涉及CT成像领域技术领域，涉及一种变电压CT扫描的电压预测方法，包括：一、设定期望的CT投影扫描得最低透过率t0；二、确定最小电压调节范围ΔU的值；三、测试确定初始角度采集电压；四、对第n个角度，依据第n

【技术实现步骤摘要】
一种变电压CT扫描的电压预测方法


[0001]本专利技术涉及CT成像领域
，具体地说，涉及一种变电压CT扫描的电压预测方法。

技术介绍

[0002]在CT成像中，要采集成像物体一周360度方向的透照图像，计算投影。对长宽比差异较大或结构复杂的工业零件，由于不同方向厚度差异较大，采用传统的固定电压CT技术扫描成像时，在厚度较薄的方向会出现过曝光，在厚度较厚的方向会出现欠曝光，影响CT图像的重建质量。复杂结构件在旋转过程中由于有效厚度变化率大，采用固定能量成像使得各角度下能量与有效厚度不匹配，在厚度大的视角下剂量不足，噪声水平高；厚度小的视角下，散射影响大，信息缺失严重，无法实现高质量CT成像。

技术实现思路

[0003]本专利技术的内容是提供一种变电压CT扫描的电压预测方法，不需要预扫描，每个角度不需要再次调节电压，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
[0004]根据本专利技术的一种变电压CT扫描的电压预测方法，其包括以下步骤：
[0005]一、设定期望的CT投影扫描得最低透过率t0；
[0006]二、确定最小电压调节范围ΔU的值；
[0007]三、测试确定初始角度采集电压；
[0008]四、对第n个角度，依据第n
‑
1个角度的电压U
n
‑1和第n
‑
1个角度X射线图像的最低透过率t
n
‑1及对应的系数b
n
‑1值，计算第n个角度下需要的电压U
’
n
；
[0009]五、取U
n
＝[U
’
n
/ΔU+0.5]ΔU，采集第n个角度的投影数据；
[0010]六、计算系数b
n
值：
[0011]七、重复步骤四、五、六，直到最后一个角度下投影采集完毕。
[0012]作为优选，在每个角度下X射线图像的最低透过率t计算公式为：
[0013][0014]其中I
最小
表示当前X射线图像的最小值，I
背景
表示当前成像条件下X射线无衰减时得到的图像值。
[0015]作为优选，步骤三中，包括以下步骤：
[0016]3.1、采集当电压为U和U
’
＝U+ΔU时的两幅X射线图像，计算两电压下射线图像对应的最低透过率，分别记为t
U
和t
ΔU
；
[0017]3.2、按下述公式：
[0018][0019]计算系数b1值，然后按照电压预测公式：
[0020][0021]计算在最低透过率t时对应的电压U1’
；
[0022]3.3、取U1＝[U
’1/ΔU+0.5]ΔU，[]表示取整，采集电压U1下投影数据。
[0023]作为优选，步骤四中，按照电压预测公式：
[0024][0025]计算第n个角度下需要的电压U
’
n
，取U
n
＝[U
’
n
/ΔU+0.5]ΔU。。
[0026]作为优选，步骤六中，计算b
n
值包括以下步骤：
[0027]6.1、如果U
n
＝U
n
‑1，则b
n
＝b
n
‑1；
[0028]6.2、如果U
n
≠U
n
‑1，计算当前角度下X射线图像的最低透过率t
n
，按照下述公式：
[0029][0030]计算b
n
值。
[0031]在现有方法中，完全依据灰度进行预测，电压预测公式较为简略粗糙，精度不够，导致预测电压成像灰度值会出现偏差较大情形，从而使得单个角度下多次调整电压。本方法中电压预测公式精度较高，并且限制了电压间隔，使电压值固定少数值上，从而使得预测值不需要再调整。
附图说明
[0032]图1为实施例1中一种变电压CT扫描的电压预测方法的流程图；
[0033]图2为实施例1中模体在不同电压下X射线最低透过率随角度变化示意图；
[0034]图3为实施例1中预测采集策略下X射线最低透过率变化示意图；
[0035]图4为实施例1中预测采集策略下采集电压变化示意图；
[0036]图5为实施例1中楔形块尺寸图；
[0037]图6(a)为实施例1中60kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0038]图6(b)为实施例1中80kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0039]图6(c)为实施例1中100kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0040]图6(d)为实施例1中120kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0041]图6(e)为实施例1中150kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0042]图6(f)为实施例1中180kV电压下X射线图像及透过率变化示意图；
[0043]图7(a)为实施例1中第一个位置点预测电压的相对误差示意图；
[0044]图7(b)为实施例1中第二个位置点预测电压的相对误差示意图；
[0045]图7(c)为实施例1中第三个位置点预测电压的相对误差示意图；
[0046]图7(d)为实施例1中第四个位置点预测电压的相对误差示意图；
[0047]图7(e)为实施例1中第五个位置点预测电压的相对误差示意图；
[0048]图7(f)为实施例1中第六个位置点预测电压的相对误差示意图。
具体实施方式
[0049]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本专利技术进行解释而并非限定。
[0050]实施例1
[0051]如图1所示，本实施例提供了一种变电压CT扫描的电压预测方法，其包括以下步骤：
[0052]一、设定期望的CT投影扫描得最低透过率t0，一般选择t0≥0.15,这里取t0＝0.2；在每个角度下X射线图像的最低透过率t计算公式为：
[0053][0054]其中I
最小
表示当前X射线图像的最小值，I
背景
表示当前成像条件下X射线无衰减时得到的图像值；
[0055]二、确定最小电压调节范围ΔU的值；一般取值为5kV的整数倍，这里取ΔU＝10kV；
[0056]三、测试确定初始角度(第一个角度)采集电压；
[0057]3.1、采集当电压为U和U
’
＝U+ΔU时的两幅X射线图像，计算两电压下射线图像对应的最低透过率，分别记为t
U
和t
ΔU
；
[0058]3.2、按下述公式：
[0059][0060]计算电压预测公式的系数b1值，然后按照电压预测公式：
[0061]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电压CT扫描的电压预测方法，其特征在于：包括以下步骤：一、设定期望的CT投影扫描得最低透过率t0；二、确定最小电压调节范围ΔU的值；三、测试确定初始角度采集电压；四、对第n个角度，依据第n
‑
1个角度的电压U
n
‑1和第n
‑
1个角度X射线图像的最低透过率t
n
‑1及对应的系数b
n
‑1值，计算第n个角度下需要的电压U
’
n
；五、取U
n
＝[U
’
n
/ΔU+0.5]ΔU，采集第n个角度的投影数据；六、计算系数b
n
；七、重复步骤四、五、六，直到最后一个角度下投影采集完毕。2.根据权利要求1所述的一种变电压CT扫描的电压预测方法，其特征在于：在每个角度下X射线图像的最低透过率t计算公式为：其中I
最小
表示当前X射线图像的最小值，I
背景
表示当前成像条件下X射线无衰减时得到的图像值。3.根据权利要求2所述的一种变电压CT扫描的电压预测方法，其特征在于：步骤三中，包括以下步骤：3.1、采集当电压为U和U
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏交统，吴泱序，陈平，潘晋孝，韩焱，苏新彦，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：