[发明专利]双能CT短程扫描协议中的数字域分解方法

摘要

本发明涉及一种双能CT短程扫描协议中的数字域分解方法，适应于低能和高能扫描均为π+γm且最大扇角γm小于π的情形，图像域分解方案是分别对低能和高能投影数据在π+γm的扫描角度范围内进行半扫图像重建，然后使用现有的图像域双能分解方案进行双能分解。投影数据域分解方案依据中间变量L1和L2的对称性计算出全周范围的L1和L2，进而可以依据现有完整双能投影数据域分解的计算方式进行后续的运算，实现各能量下的图像重建。由此不仅适应于双能CT短程扫描，而且无需采用复杂的迭代算法，极大地简化了计算过程，极大地减少了计算量。

主权项

1.一种双能CT短程扫描协议中的数字域分解方法，适应于双能短程扫描，其中低能扫描和高能扫描的角度范围均为π+γ_m、在β₀～β₁～β₂共计2π+2γ_m的扫描角度区间为低能扫描和高能扫描的双能扫描，在β₀～β₁的扫描角度区间为仅低能扫描，在β₁～β₂的扫描角度区间为仅高能扫描，其投影数据域分解方案包括下列步骤：S1.计算各区间的中间变量，即双能基物质分解系数的线积分：L₁(β,γ)和L₂(β,γ)：1)在β₀～β₂区间，根据直接测量得到的双能投影数据g_H(β，γ)和g_L(β，γ)求解下列方程组，获得该区间的L₁(β,γ)和L₂(β,γ)：2)在β₂～β₁区间，根据双能数据g_H(β_H，‑γ)和g_L(β，γ)求解下列方程组，β_H获得该区间的L₁(β,γ)和L₂(β,γ)：3)在β₁～β₀区间，根据双能数据g_H(β，γ)和g_L(βL，‑γ)求解下列方程组，β_L获得该区间的L₁(β,γ)和L₂(β,γ)：S2.依据下列公式所表示的双能基物质的分解系数和的线积分关系使用图像重建算法，得到双能基物质分解系数和的图像。S3.依据下列公式计算获得被造影物在任意能量下的的x‑射线线性衰减系数其中，β为CT设备扫描时的转角(或扫描角度)，β_H＝β+π+2γ，由投影数据的对称性决定，β_L＝β+π+2γ，由投影数据的对称性决定，γ为CT设备扇束扫描的扇角，γ_m为最大扇角，小于π，E为能量，为位置矢量，l为x‑光源与探测器单元连线所对应的直线，dl为相应的线积分变元，g_L(β,γ)为低能扫描获得的投影数据，g_H(β,γ)为高能扫描获得的投影数据，S_L(E,γ)低能扫描的归一化有效能谱，为所用CT设备的特性参数，S_H(E,γ)高能扫描的归一化有效能谱，为所用CT设备的特性参数，μ₁(E)和μ₂(E)为两个基物质的线性衰减系数，依据步骤S3的假设下的用于计算的两个基函数，和为步骤S3的假设下的在相应基函数下的分解系数变量。