[发明专利]基材料分解方法和装置及计算机可读存储介质

说明书

本公开公开了一种基材料分解方法和装置及计算机可读存储介质，涉及辐射成像领域。该方法包括根据被扫描物体的每个点的等效原子序数，将被扫描物体划分为若干区域，每个区域采用相同的一组基材料组合，不同区域之间采用不同的基材料组合；分别确定每个区域中每个点对该区域的基材料组合分解得到的分解系数；根据区域中每个点处的分解系数和该区域的基材料组合的原子信息，分别确定每个区域中每个点的等效原子序数，以便根据各个区域中每个点的等效原子序数更新被扫描物体划分的区域；循环执行上述步骤，直至所有区域的分解系数收敛。从而实现了一种动态基材料分解方法，降低基材料组合选择不当带来的分解误差，提高多能CT基材料分解和物质识别的准确性。

技术领域

本公开涉及辐射成像领域，特别涉及一种基材料分解方法和装置及计算机可读存储介质。

背景技术

现有的X射线双能CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)成像技术，将物质的衰减系数函数分解成两种已知基材料的衰减系数函数的线性组合，而线性组合系数就是待求解的未知量。其中，被扫描物体的每一点采用固定的一组双基材料，使用固定的一组衰减系数函数。例如在医疗双能CT中，可以选水和骨骼为双基材料。

发明内容

发明人发现，现有的固定基材料组合分解方法，在待识别物质具有较小的原子序数变动范围时会取得较好的效果，但是在变化范围很大时，会产生较大的分解误差。例如从碳(原子序数Z＝6，代表有机物)到铅(Z＝82，代表重金属)，它们的衰减系数函数区别很大。如果用固定的一组基材料，例如选择碳(Z＝6)和锡(Z＝50)，对于被扫描物体中Z50和Z＝28附近的物质，它们的分解误差很大；如果选择碳(Z＝6)和铅(Z＝82)，对于被扫描物体中30Z60的物质，它们的分解误差很大；如果选择锡(Z＝50)和铅(Z＝82)，对于被扫描物体中Z50的物质，它们的分解误差很大。

本公开实施例所要解决的一个技术问题是：降低基材料组合选择不当带来的分解误差。

本公开的一个方面提出一种基材料分解方法，包括：

根据被扫描物体的每个点的等效原子序数，将被扫描物体划分为若干区域，其中，每个区域采用相同的基材料组合，不同区域之间采用不同的基材料组合；

分别确定每个区域中每个点对该区域的基材料组合分解得到的分解系数；

根据区域中每个点处的分解系数和该区域的基材料组合的原子信息，分别确定每个区域中每个点的等效原子序数，以便根据各个区域中每个点的等效原子序数更新被扫描物体划分的区域；

循环执行上述步骤，直至所有区域的分解系数收敛。

可选地，所述被扫描物体的区域划分方法包括：根据被扫描物体的每个点的等效原子序数在预设的原子序数关系链中所处的位置，将在原子序数关系链中位于同一子区间的各个点划分到一个区域，并且将子区间两端点处的原子序数对应的材料确定为该区域的基材料组合。

可选地，采用迭代方法分别确定每个区域中每个点对该区域的基材料组合分解得到的分解系数，所述迭代方法包括：

从t＝1开始，计算t区域中每个点对t区域的基材料组合分解得到的分解系数；

将t区域中每个点的分解系数作为下次计算的已知量，计算t+1区域中每个点对t+1区域的基材料组合分解得到的分解系数；

直至t增加到N，迭代过程结束，得到每个区域中每个点对该区域的基材料组合分解得到的分解系数，N表示区域的数量。

可选地，t区域中每个点对t区域的基材料组合分解得到的分解系数的计算方法包括：根据每一条射线上匹配的各种能量的投影数据，计算t区域的基材料组合的分解系数在该射线上的积分，得到t区域的基材料组合的分解系数在所有射线上的积分后，根据预设的重建算法重建出被扫描物体的t区域中每个点对t区域的基材料组合分解得到的分解系数。