[发明专利]一种CT数据校正方法及一种阶梯测试件

说明书

本发明公布了一种CT数据校正方法，通过一种阶梯测试件，获得在不同等效钢厚度下的探测器剂量自然对数值。并通过多项式拟合，拟合出真实射线积分曲线。然后求出理想射线积分曲线。最后通过两个曲线的对应关系，实现对CT数据的非线性校正。从而解决由多能射线硬化，射线散射和探测器非线性等物理或系统原因导致的CT数据呈非线性的问题。进而实现对硬化、散射、探测器非线性的数据校正。本发明还公开了一种用于CT数据校正的阶梯测试件，该测试件拥有若干等效钢厚度层，其密度等于标准钢。

技术领域

本发明涉及医学影像技术领域，尤其涉及一种CT数据校正方法。

背景技术

19世纪末，威廉·伦琴发现了X射线。在此之后，利用X射线对物体内部结构进行检测便成为了无损检测的一种重要手段。随着计算机技术的发展，计算机的应用逐渐渗透到各个学科之中。CT(Computed Tomography)计算机断层成像技术，就是计算机科学与高能物理学交叉形成的一种全新的无损检测手段。该技术实现了被测物体的断层图像扫描与重建。并广泛应用于医学与工业等领域。

因X射线物理特性或系统自身原因，CT重建图像会存在图像质量问题，需要对CT数据进行校正处理。

探测器因其电子器件原因，在无X射线的暗场下，会有一定剂量值。每个探测器的暗场剂量值具有差异，且会累积到CT数据中。因此暗场计量值会影响CT重建图像质量。在有X射线的情况下，探测器阵列中的每个探测器在获得同样剂量X射线时，其剂量值仍然会表现出差异性，导致探测器之间存在不一致性。

现有CT数据校正方案带有如下问题：1)仅自然对数据进行暗场校正，空气校正相对简单的校正方式，对多能谱射线导致的图像硬化，以及射线散射等图像问题的校正效果较差；2)缺乏广泛的适用性，仅能对特定的CT数据，或特定的CT图像问题进行数据校正。

暗场校正用于去除CT系统各探测器电子器件本身引起的杂散误差，其校正方法为：在X射线照射情况下，CT系统各探测器在不同设定的检测条件所采集的数据减去对应探测器在无X射线照射时采集的暗场数据；

空气校正用于去除CT系统各探测器单元在相同剂量的X射线照射下所实际探测传输的剂量误差，其校正方法为：CT系统各探测单元在无扫描件的X射线照射情况下采集的数据为空气数据，对其取平均值后即作为照射X射线的剂量值；各探测单元采集的空气数据值与剂量值相比得到修正因子；X射线照射扫描件时对应探测器采集的数据与修正因子之比即为空气校正后的数据值；在进行暗场空气校正时，采集的空气数据则先进行暗场校正。

依据比尔定律，在射线穿透物体的路径上的密度积分，与探测器剂量值的自然对数成反比关系，而通常扫描件的尺寸并不单一，且X射线在射线能量较高时，其连续能谱的问题会得到凸显。即每个能量下的X射线的射线对应于穿透物密度的射线衰减不同，导致X射线呈现一定程度的非线性，该现象被称为射束硬化。此问题会较为严重的影响CT重建图像质量，因此需要相应方法进行校正。

发明内容

为解决上述问题，本发明公布了一种CT数据校正方法，通过本发明所述的一种CT数据校正方法，能实现对CT数据的阶梯式非线性校正，达到去除射束硬化、射线散射等问题带来的CT数据非线性的误差的目的。

一种CT数据校正方法，包括暗场校正和空气校正，还包括CT数据非线性校正，所述CT数据非线性校正用于去除射束硬化、射线散射带来的误差，所述CT数据非线性校正的方法为利用具有不同等效厚度的测试件做X射线扫描并获取其数据作参考值，结合X射线穿透阻挡物剂量值与阻挡物厚度存在的物理关系，建立参考值与理论计算值的对应比照数学模型，并由对应比照数学模型对待测件扫描获取的数据进行比照校正；所述对应比照数学模型包涵对参考值进行自然对数运算、对自然对数运算数据进行多项式拟合、对多项式拟合曲线求导数，以及自然对数的指数逆运算。

进一步的，所述CT数据非线性校正包括以下步骤：