基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统，涉及医疗器械CT扫描装置的图像处理技术领域，通过水膜扫描计算得到环状伪影校正表，利用这个校正表，解决CT扫描装置重建出的图像有细环伪影、环状暗带伪影、环状亮带伪影的问题。环状亮带伪影的问题。环状亮带伪影的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械CT扫描装置的图像处理
，具体地，涉及一种基于校正表的CT伪影的消除方法，尤其涉及一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统。

技术介绍

[0002]医学影像设备(例如，电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)设备、C臂(C
‑
arm)机等)，重建出的图像通常会出现同心的环形伪影，会对图像质量造成不利的影响。
[0003]公开号为CN110111318B的专利技术专利，公开了一种环形伪影的检测方法和系统，包括：获取原始图像；将所述原始图像中的像素点映射到极坐标图像中；确定所述极坐标图像中的待保护区域；对所述极坐标图像中所述待保护区域以外的至少一个区域进行平滑处理，获得平滑图像；基于所述极坐标图像和所述平滑图像，生成残差图像；基于所述残差图像，确定原始图像中所述环形伪影的位置。该校正方式需要先进行极坐标转换，操作步骤较为复杂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统。
[0005]根据本专利技术提供的一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法及系统，所述方案如下：
[0006]第一方面，提供了一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，所述方法包括：
[0007]步骤S1：通过CT扫描容器中充满蒸馏水的水膜Phantom，获取水膜Phantom的投影数据PhantomProj，再获取空气的投影数据AirProj；
[0008]步骤S2：读取水膜的投影数据PhantomProj和空气的投影数据AirProj，将水膜与空气的投影数据相除获得数据phantomDivAirData，并将所述数据phantomDivAirData格式调整为三维矩阵[Z,Y,X]格式；
[0009]步骤S3：将所述数据phantomDivAirData进行高斯滤波处理，得到平滑的水膜投影数据SmoothPhantomData，通过数据phantomDivAirData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到水膜在投影数据的差值SubPhantomData；
[0010]步骤S4：通过所述差值SubPhantomData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到每一像素点的单位伪影，这些单位伪影组成OrgCorTable；
[0011]步骤S5：对数据phantomDivAirData二值化，得到二值化平滑处理后的水膜数据Im2bwPhantomProj；
[0012]步骤S6：通过二值化的水膜数据Im2bwPhantomProj和OrgCorTable，得到初步伪影校正表CorTable；
[0013]步骤S7：将初步伪影校正表CorTable在Y轴和Z轴上进行平均，得到平均后的X个校正值，X个校正值组成一维数组MeanCorTable，将数据格式改为float32，输出为.dat格式的环状伪影校正表；
[0014]步骤S8：将所述环状伪影校正表部署到CT系统中再次扫描，在生数据预处理阶段，在进行射线硬化校正和非线性校正及其他预处理校正前，对每个帧对应的探测器通道上每个像素值乘以该校正表对应通道的值，再经过其他校正后进行重建，得到去伪影后的水膜图像。
[0015]优选地，所述步骤S1中的扫描参数120kVp、200mAs。
[0016]优选地，所述步骤S2中将所述数据phantomDivAirData格式调整为三维矩阵[Z,Y,X]格式，该数据phantomDivAirData的Z轴由CT单圈采样率决定，Y轴由探测器排数决定，X轴由CT探测器数量或重采样后探测器轴采样宽度决定。
[0017]优选地，所述步骤S3中水膜在投影数据的偏差值SubPhantomData，计算公式为：
[0018]SubPhantomData[z,y,x]＝phantomDivAirData[z,y,x]‑
SmoothPhantomData[z,y,x]。
[0019]优选地，所述步骤S4中单位伪影组成的OrgCorTable计算公式为：
[0020]OrgCorTable[z,y,x]＝SubPhantomData[z,y,x]/SmoothPhantomData[z,y,x]。
[0021]优选地，所述步骤S5包括：
[0022]SmoothPhantomData[z,y,x]≤T为背景区域，反之则为水膜选定区域，T为阈值ThresholdValue缩写，具体公式为：
[0023][0024]T＝max{SmoothPhantomData[z,y,x]}/4
[0025]式中，Im2bwPhantomProj[z,y,x]是平滑二值化后的水膜投影数据；横轴x，纵轴y，竖轴z是数据在三个方向的位置；T是二值化的阈值，该阈值为SmoothPhantomData数据值最大值的四分之一，对phantomDivAirData二值化后，再对其进行中值滤波得到平滑的二值化曲线。
[0026]优选地，所述步骤S6包括：
[0027]将二值化的Im2bwPhantomProj与OrgCorTable在对应位置相乘，仅保留含有OrgCorTable的有效数据成分，得到初步伪影校正表CorTable，具体表现公式为：
[0028]CorTable[z,y,x]＝Im2bwPhantomPro[z,y,x]*OrgCorTable[z,y,x]。
[0029]优选地，在步骤S7中，使用循环对每一纵轴和每一竖轴的值进行遍历，求出该纵轴与竖轴中非0的平均值，若在纵轴与竖轴的某一值为0，则跳过不计入计算中。
[0030]第二方面，提供了一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正系统，所述系统包括：
[0031]模块M1：通过CT扫描容器中充满蒸馏水的水膜Phantom，获取水膜Phantom的投影数据PhantomProj，再获取空气的投影数据AirProj；
[0032]模块M2：读取水膜的投影数据PhantomProj和空气的投影数据AirProj，将水膜与空气的投影数据相除获得数据phantomDivAirData，并将所述数据phantomDivAirData格式调整为三维矩阵[Z,Y,X]格式；
[0033]模块M3：将所述数据phantomDivAirData进行高斯滤波处理，得到平滑的水膜投影数据SmoothPhantomData，通过数据phantomDivAirData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到水膜在投影数据的差值SubPhantomData；
[0034]模块M4：通过所述差值SubPhantomData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到每一像素点的单位伪影，这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，包括：步骤S1：通过CT扫描容器中充满蒸馏水的水膜Phantom，获取水膜Phantom的投影数据PhantomProj，再获取空气的投影数据AirProj；步骤S2：读取水膜的投影数据PhantomProj和空气的投影数据AirProj，将水膜与空气的投影数据相除获得数据phantomDivAirData，并将所述数据phantomDivAirData格式调整为三维矩阵[Z,Y,X]格式；步骤S3：将所述数据phantomDivAirData进行高斯滤波处理，得到平滑的水膜投影数据SmoothPhantomData，通过数据phantomDivAirData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到水膜在投影数据的差值SubPhantomData；步骤S4：通过所述差值SubPhantomData与水膜投影数据SmoothPhantomData得到每一像素点的单位伪影，这些单位伪影组成OrgCorTable；步骤S5：对数据phantomDivAirData二值化，得到二值化平滑处理后的水膜数据Im2bwPhantomProj；步骤S6：通过二值化的水膜数据Im2bwPhantomProj和OrgCorTable，得到初步伪影校正表CorTable；步骤S7：将初步伪影校正表CorTable在Y轴和Z轴上进行平均，得到平均后的X个校正值，X个校正值组成一维数组MeanCorTable，将数据格式改为float32，输出为.dat格式的环状伪影校正表；步骤S8：将所述环状伪影校正表部署到CT系统中再次扫描，在生数据预处理阶段，在进行射线硬化校正和非线性校正及其他预处理校正前，对每个帧对应的探测器通道上每个像素值乘以该校正表对应通道的值，再经过其他校正后进行重建，得到去伪影后的水膜图像。2.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S1中的扫描参数120kVp、200mAs。3.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S2中将所述数据phantomDivAirData格式调整为三维矩阵[Z,Y,X]格式，该数据phantomDivAirData的Z轴由CT单圈采样率决定，Y轴由探测器排数决定，X轴由CT探测器数量或重采样后探测器轴采样宽度决定。4.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S3中水膜在投影数据的偏差值SubPhantomData，计算公式为：SubPhantomData[z,y,x]＝phantomDivAirData[z,y,x]
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SmoothPhantomData[z,y,x]。5.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S4中单位伪影组成的OrgCorTable计算公式为：OrgCorTable[z,y,x]＝SubPhantomData[z,y,x]/SmoothPhantomData[z,y,x]。6.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S5包括：SmoothPhantomData[z,y,x]≤T为背景区域，反之则为水膜选定区域，T为阈值ThresholdValue缩写，具体公式为：
T＝max{SmoothPhantomData[z,y,x]}/4式中，Im2bwPhantomProj[z,y,x]是平滑二值化后的水膜投影数据；横轴x，纵轴y，竖轴z是数据在三个方向的位置；T是二值化的阈值，该阈值为SmoothPhantomData数据值最大值的四分之一，对phantomDivAirData二值化后，再对其进行中值滤波得到平滑的二值化曲线。7.根据权利要求1所述的基于FBP算法的计算机断层图像伪影的校正方法，其特征在于，所述步骤S6包括：将二值化的Im2bwPhantomProj与OrgCorTable在对应位置相乘，仅保留含有OrgCorTable的有效数据成分，得到初步伪影校正表CorTable，具体表现公式为：CorTable[z,y,x]＝Im2bwPhantomPro[z,y,x]*OrgCorTab...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪伟俊，付小妮，
申请(专利权)人：上海大骋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：