[发明专利]标定双能CT系统的方法和图像重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射成像技术，具体涉及一种标定双能CT系统的方法和相应的图像重建方法，它能够消除因为射线硬化引起的杯状伪影。

背景技术

随着技术发展，计算机断层成像(CT)技术开始用到旅客行李检查系统中。常用的CT技术采用X光机作为射线源，产生能够连续分布的X射线。常规的图像重建方法所得到的图像表示物体的衰减系数分布，受到射线硬化的影响，出现了杯状伪影。

现有双能CT图像重建算法通常先采用常规的CT重建方法得到物体的高能和低能衰减系数图像，然后计算得到密度和原子序数图像。现有的这种处理方法由于不能消除射线硬化引起的杯状伪影，导致计算结果不准确并且降低了材料识别的准确度。

发明内容

鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的一个目的是提出一种标定双能量CT系统的方法，以及一种图像重建方法。在本发明中，选定基材料，然后制作阶梯块和一系列厚度的矩形块，测量不同厚度组合下的投影值，就可以得到双能查找表，实现系统标定。另外，在利用两种基材料对双能量CT系统进行标定后，用双能CT重建算法可以获取物体的原子序数和密度图像，以及任意能量下的衰减系数图像。

根据本发明的一个方面，提出了一种标定双能CT系统的方法，包括步骤：选定至少两种不同的材料；探测双能射线对所述至少两种不同的材料在不同厚度组合下的透射射线，以获得投影值；按照所述不同厚度组合和相应的投影值相互对应的方式创建查找表。

优选地，所述双能射线包括低能射线和高能射线。

优选地，所述低能射线和所述高能射线是X射线。

优选地，所述至少两种不同的材料包括碳和铝。

根据本发明的另一方面，提出了一种图像重建方法，包括步骤：利用双能射线扫描被检物体，以获取双能投影值；根据预先创建的查找表计算与所述双能投影值相对应的基材料系数投影值；以及基于所述基材料系数投影值重建基材料系数分布图像。

优选地，所述的图像重建方法，还包括步骤：基于基材料系数分布图像计算被检物体的原子序数图像。

优选地，所述的图像重建方法，还包括步骤：基于基材料系数分布图像计算被检物体的特征密度图像。

优选地，所述的图像重建方法，还包括步骤：基于基材料系数分布图像计算被检物体的衰减系数图像。

优选地，如下创建所述查找表：选定至少两种不同的材料；探测双能射线对所述至少两种不同的材料在不同厚度组合下的透射射线，以获得投影值；按照所述不同厚度组合和相应的投影值相互对应的方式创建所述查找表。

与现有技术相比，本发明提出的方法具有校正过程简单、计算精度高、不受X射线硬化影响的优点。

根据本发明的图像重建方法所重建的些图像可以作为安全检查中判断物质属性的依据，以提高安全检查的准确度。

本发明的图像重建方法所取得的图像重建结果的精度高。根据模拟结果，原子序数和密度值的误差在1％以内。

根据本发明，可以获取被检物体在任意能量下的衰减系数图像，不受X射线能谱硬化的影响。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：

图1是根据本发明实施例的双能CT系统的示意图；

图2是用来说明根据本发明实施例的标定双能CT系统的方法的示意图；

图3是用来描述根据本发明实施例的标定双能CT系统的方法和图像重建方法的流程图；

图4是有机玻璃瓶装水的横截面示意图；

图5示出了根据现有技术重建的结果图像和根据本发明的方法重建的结果图像，其中图5A是采用常规方法重建得到的低能衰减系数图像，图5B是采用本发明实施例的图像重建方法得到的60keV下的衰减系数图像，图5A和图5B的图像的显示灰度窗均为[0.12 0.21]；图5C是根据本发明实施例的方法重建的特征密度图像，显示灰度窗为[0.6 1.12]；图5D是根据本发明实施例的方法重建的原子序数图像，显示灰度窗为[68]；图5E和图5F分别表示沿着图5A与图5B所示的图像的中心线所取得的像素值的曲线；图5G和图5H分别表示沿着图5C和图5D所示的图像的中心线所取得的像素值的曲线以及真实的图像曲线，其中实线表示重建结果，虚线表示真实值。

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。

·CT数学原理