【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线医学影像领域，尤其涉及一种基于x射线光场去除散射线的方法及x光成像系统。
技术介绍
1、x光与物体的作用一般分为透射与散射，前者是x光成像的原理，后者则是影响x光图像质量的主要因素。现有的x射线成像系统中，为了避免x射线散射的影响，一般都会在探测器前放置滤线栅，滤线栅主要用来滤除x线透过人体后散射线对成像的影响，放置于人体和探测器之间，可将大部分的散射线滤去。
2、滤线栅从外表看是一块较薄的板状物。内部由多个铅条排列而成，铅条之间由可透过x光的物质填补，可以用铝片等，只允许方向一致的射线透过，因此可以滤出绝大部分不属于该方向的x射线即散射线。
3、然而使用滤线栅解决散射线的问题，虽然可以消除大部分散射线的影响，但是存在以下问题：
4、(1)由于滤出了大部分的散射线导致剂量减少，需要增加剂量，从而使病人吃到更多的x射线；
5、(2)物理滤线栅的存在增加了成像系统的复杂度。
6、因此，本专利技术提出一种能在不增加剂量，且不使用物理滤线栅的情况下也能消除散射线对图像质量的影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于x射线光场去除散射线的方法及x光成像系统，以解决x影像中的散射线问题。
2、为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于x射线光场去除散射线的方法，包括如下步骤：
4、通过x光成像系统向拍摄目标进行x光拍摄，x光成像系统的发生器产生
5、基于图像的各点像素的像素值和位置，以及形成该像素点的x光所穿过的针孔阵列的针孔位置，得到光场信息；
6、根据光场信息进行光场积分运算，得到去除散射线后的每一点的像素值，进而得到去除散射线后的图像。
7、进一步优选地，在执行x光拍摄之前，还需构建光场坐标系，光场坐标系以探测器上的一点为原点，x轴、原点和y轴所构成的平面为探测器所在的平面，z轴垂直于探测器所在的平面。
8、其中，光场信息为探测器接收到的每条x光线的位置信息和强度信息，表达式为其中，l为光线强度，x,y为光线穿过针孔后在光场坐标系的xy平面的投影坐标，θ为光线与光场坐标系的xz平面的夹角，为光线与光场坐标系的yz平面的夹角。
9、具体地，x光线经过每个针孔后在探测器上形成一个相对应的微图像，微图像的数量与针孔阵列的针孔数量一致，所有微图像构成探测器得到的图像，每个微图像的像素数与针孔数量呈反相关关系；
10、每个微图像均由对应针孔采集到的所有光线在该方向的分量所形成，微图像的亮度为相应像素的亮度之和。
11、其中，通过光场积分运算，计算去除散射线后的图像中各点(x,y)的像素值，满足如下公式：
12、
13、其中，计算时去除偏差较大的散射线，在积分时忽略掉角度超过θ0、的光线，θ0和φ0为预设阈值。
14、一种基于x射线光场去除散射线的x光成像系统，包括：发生器、针孔阵列、探测器和计算单元；
15、发生器用于产生x光，以对拍摄目标进行x光拍摄；
16、探测器用于对穿过拍摄目标的光线进行接收，得到包含散射线的图像，以及图像各点的像素值；
17、针孔阵列设于拍摄目标与探测器之间，开设有若干针孔，穿过拍摄目标的光线经过针孔后被探测器接收，形成数量与针孔一致的微图像，所有微图像构成包含散射线的图像；
18、计算单元根据探测器上图像的各点像素的像素值和位置，以及形成该像素点的x光所穿过的针孔阵列的针孔位置，得到光场信息；并根据光场信息进行光场积分运算，得到去除散射线后的每一点的像素值，进而得到去除散射线后的图像。
19、其中，光场信息为探测器接收到的每条光线的位置信息和强度信息，表达式为其中，l为光线强度，x,y为光线穿过针孔后在光场坐标系的xy平面的投影坐标，θ为光线与光场坐标系的xz平面的夹角，为光线与光场坐标系的yz平面的夹角；
20、其中，光场坐标系以探测器上的一点为原点，x轴、原点和y轴所构成的平面为探测器所在的平面，z轴垂直于探测器所在的平面。
21、具体地，计算单元通过光场积分运算，计算去除散射线后的图像中各点(x,y)的像素值，满足如下公式：
22、
23、其中，计算时去除偏差较大的散射线，在积分时忽略掉角度超过θ0、的光线，θ0和φ0为预设阈值。
24、本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
25、本专利技术通过x射线的光场获得射线的方向信息，可以在低剂量的情况下消除散射线的影响，保证病人的辐射安全。同时，可以在物理上取消滤线栅的装置，使系统更简单，实施方便、效率高。
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1.一种基于X射线光场去除散射线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于X射线光场去除散射线的方法，其特征在于，在执行X光拍摄之前，还需构建光场坐标系，所述光场坐标系以所述探测器上的一点为原点，X轴、原点和Y轴所构成的平面为所述探测器所在的平面，Z轴垂直于所述探测器所在的平面。
3.根据权利要求2所述的基于X射线光场去除散射线的方法，其特征在于，所述光场信息为所述探测器接收到的每条X光线的位置信息和强度信息，表达式为其中，L为光线强度，x,y为光线穿过针孔后在所述光场坐标系的XY平面的投影坐标，θ为光线与所述光场坐标系的XZ平面的夹角，为光线与所述光场坐标系的YZ平面的夹角。
4.根据权利要求3所述的基于X射线光场去除散射线的方法，其特征在于，X光线经过每个针孔后在所述探测器上形成一个相对应的微图像，微图像的数量与针孔阵列的针孔数量一致，所有微图像构成所述探测器得到的图像，每个微图像的像素数与针孔数量呈反相关关系；
5.根据权利要求3或4所述的基于X射线光场去除散射线的方法，其特征在于，通过光场积分运算，计算
6.一种基于X射线光场去除散射线的X光成像系统，其特征在于，包括：发生器、针孔阵列、探测器和计算单元；
7.根据权利要求6所述的基于X射线光场去除散射线的X光成像系统，其特征在于，所述光场信息为所述探测器接收到的每条光线的位置信息和强度信息，表达式为其中，L为光线强度，x,y为光线穿过针孔后在光场坐标系的XY平面的投影坐标，θ为光线与所述光场坐标系的XZ平面的夹角，为光线与所述光场坐标系的YZ平面的夹角；
8.根据权利要求7所述的基于X射线光场去除散射线的X光成像系统，其特征在于，所述计算单元通过光场积分运算，计算去除散射线后的图像中各点(x,y)的像素值，满足如下公式：
...【技术特征摘要】
1.一种基于x射线光场去除散射线的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于x射线光场去除散射线的方法，其特征在于，在执行x光拍摄之前，还需构建光场坐标系，所述光场坐标系以所述探测器上的一点为原点，x轴、原点和y轴所构成的平面为所述探测器所在的平面，z轴垂直于所述探测器所在的平面。
3.根据权利要求2所述的基于x射线光场去除散射线的方法，其特征在于，所述光场信息为所述探测器接收到的每条x光线的位置信息和强度信息，表达式为其中，l为光线强度，x,y为光线穿过针孔后在所述光场坐标系的xy平面的投影坐标，θ为光线与所述光场坐标系的xz平面的夹角，为光线与所述光场坐标系的yz平面的夹角。
4.根据权利要求3所述的基于x射线光场去除散射线的方法，其特征在于，x光线经过每个针孔后在所述探测器上形成一个相对应的微图像，微图像的数量与针孔阵列的针孔数量一致，所有微图像构成所述探测器得...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆洋，幺轶群，
申请(专利权)人：上海涛影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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