[发明专利]一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法

说明书

本发明公开了一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其步骤为：步骤一：测量遮挡板下的散射信号；步骤二：自适应散射核参数的计算；步骤三：估计扩散函数的参数；步骤四：通过扩散函数对图像进行散射校正；步骤五：图像遮挡区域的修复；步骤六：锥束CT的重建。本发明不需要获取模型参数的先验数据，不增加图像获取及重建的复杂度，添加的设备复杂度不高，且不需要重复扫描被测物体，能高效的进行锥束CT散射校正。

技术领域

本发明涉及一种医学图像处理技术领域，尤其涉及锥束CT散射校正领域。

背景技术

锥束CT具有更高的扫描速度和辐射利用率，能有效的减少X射线管的负载输出，降低扫描成本，能快速获得高分辨率三维断层图像数据。影响锥束CT重建图像质量的因素有很多，如X线散射、噪声、几何误差、能谱、探测单元响应不一致等，但由于锥束平板CT使用大范围的X射线平板探测器，这使得成像质量与传统CT相比较更易受到X射线散射的影响，因散射而形成的伪影、CT数的不准确等严重影响对重建图像的分析与判断，因此，针对X射线散射校正的研究显得尤为重要。

国内外有许多方法提出用于解决锥束CT的散射校正，按照类型我们可分为基于散射测量的方法和基于非散射测量的方法。非散射测量的方法包括空气间隙滤air-gap，反散射网格anti-scatter grids，分析方法和蒙特卡洛方法。这些方法通常会各种限制，如：设备结构、被测物密度分布和计算量巨大，只能降低一部分因散射造成的伪影。基于散射测量方法是在X射线管与被扫描物体之间加一个射线遮挡设备，来测量部分的散射射线，通过插值能方法来估计整个区域的散射分布，基于散射测量方法中，有些方法需要多次扫描来获取散射信号和主射线信号,这样增加了扫描时间和病人的X射线照射剂量；有些方法只通过一次扫描就可以了，但这些方法中有些增加了图像获取和重建的复杂度；有些是增加了设备的复杂度和扫描模式的难度。

在散射校正的方法中，蒙特卡洛模拟方法非常耗费时间；模型分析计算方法需要知道X射线谱的信息、被照物体的物质组成和几何结构，实际这些参数不太容易获得；初级射线调制方法中校正结果受限于调制板自身的结构；基于部分散射射线测量方法，有些需要增加照射剂量，有些方法对散射分布的估计准确度不高；Star-Lack等使用散射核的研究方法进行锥束CT散射校正，在不增加照射剂量的情况下，可以方便的解决不同能级的X射线散射对锥束CT重建图像的影响，但其需要使用先验知识估计模型参数，且其没有较好的构建散射模型，一定程度上阻碍了方法使用的广度和精度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，是依靠加入遮挡板来获取部分区域散射分布，自适应的调整散射分布模型参数，进而求解散射核的参数。

本发明的技术解决方案是：一种使用散射核方法的锥束CT散射校正方法，其步骤为：

步骤一：测量遮挡板下的散射信号；

步骤二：自适应散射核参数的计算；

步骤三：估计扩散函数的参数；

步骤四：通过扩散函数对图像进行散射校正；

步骤五：图像遮挡区域的修复；

步骤六：锥束CT的重建。

其中，遮挡板形状为镂空“十”字型，由两个铅条十字交叉构成，铅条宽2mm、高3mm、长120mm，铅条放置在圆形塑料板上；所述遮挡板放置在X射线源与被照物体之间，且围绕圆心按一定方向旋转；所述遮挡板离射线源230mm，离被照物770mm，离平板探测器1170mm；遮挡板放置在X射线源与被照物体之间是防止重建时因相同区域连续遮挡造成重建误差过大；遮挡板的形状可以多样化，主要目的是测出部分区域的散射分布情况。

其中估计扩散函数的参数和通过扩散函数对图像进行散射校正是通过迭代方法进行的。