Ct值校正文件的獲取方法和裝置的製作方法

2023-09-14 13:36:45 1

專利名稱：Ct值校正文件的獲取方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機斷層攝影(CT)成像數據處理技術，具體是涉 及CT成像技術中的CT數值的校正。
背景技術：
在現有的CT系統中，X射線源發射出一束扇形射束，該射束經過 準直處於迪卡爾坐標系的X-Y平面中，該平面通常被稱為"成像平 面"。X-射線束穿過被成像物體，例如一個病人身體。X-射線束被物 體衰減後，入射到一個輻射探測器陣列中。探測器陣列所接收的經過 衰減的輻射束強度依賴於物體對於X-射線束的衰減程度。探測器陣列 中的每一個探測器元件產生一個獨立的電信號，該信號是在這個探測 器位置射束衰減的一種量度。採集所有探測器的衰減測量值以形成一 種投影分布。
在現有的包括第三代CT系統中，X-射線源和探測器陣列隨機架一 起在成像平面內圍繞被成像物體旋轉，使得X-射線束與該物體的交角 始終在變化。探測器陣列在一個機架角度獲得的一組X-射線衰減測量 值，即投影數據，通常稱之為一個"視圖"。對於物體的一次掃描由 在X-射線源和探測器旋轉一周期間在不同機架角度獲得的一組視圖構 成。在軸向掃描中，對投影數據進行處理構成對應於穿過物體的一個 兩維片層的圖像。現有技術中常用過濾反方向投影技術來從一組投影 數據重構出一幅圖像。這種方法將在一次掃描中獲得的衰減測量值轉 換成為通常所說的CT數(或叫CT值)或韓森費爾德(Hounsfield，簡稱 Hu)單位的整數，它們用於控制陰極射線管顯示器上對應的像素的亮 度。即現有的系統中的CT圖像可用CT值來說明密度高低的程度，具 有量的概念，CT值是指從材質如人體不同組織、器官吸收x線後的衰 減係數U值根據函數1換算而來。在放射性RT治療裡，CT值是作為 醫生提供放射劑量的參考，CT值大，其要求放射的劑量就大，反之， CT值小，其要求放射的劑量就小. complex formula see original document page 8
其中，^是對於材質X的衰減係數.通過函數(1)我們可以看 出，C^^是採用水這種材質作為基準的，我們可以得出水的CT值 C;*=o。由於空氣對X-射線的衰減係數是A'zG，所以空氣的CT 值為CL,-1000 。
根據醫療行業的相關規定，CT設備必須滿足水的CT值為0、空 氣的CT值為負1000 ，即C;。^^及C7^r=-1000 ，所以，任一材質
的CT值應該是與該材質的X-射線衰減係數成線性關係。
根據函數(1)我們很自然的得出水的CT值為0。但是對於空氣 來說，儘管空氣的衰減係數趨近於O，但是，空氣的CT值離標準規定 的負1000仍然有一些差值，這是因為不同廠商的CT設備採用了不同 的處理方法所導致的，所以不同的廠商都會額外的對CT值進行校正以 使CT值符合行業規定的標準值，以在如放射治療當中有統一的標準。 現有技術當中， 一般採用如函數(2)的線性方式來對CT值進行 校正校對
complex formula see original document page 8
請同時參閱圖l所示，為現有技術校正CT值的方法首先，在各種 掃描條件下，掃描空氣和各種模體，根據線性函數(2)計算並得到校 正文件，包括參數(、此參數用於CT數校正；第二步獲取原始 的投影數據；第三步對原始的投影數據進行預處理，包括數據校正的 處理，得到校正後的投影數據；第四步對校正後的投影數據進行濾波 反投影處理，獲取象素值，即獲取被掃描材質的^值，根據第一步獲 取的參數(A， A)及第四步獲取的^值，進行如函數(2)的線性計算 處理，對被掃描材質的CT值進行校正，獲取CT值；第五步，根據校正 後的CT值對影像數據進行圖像處理，得到醫學圖像文件格式(Digital Imaging and Communications in Medicine, 簡稱DiconO圖像。
醫生根據上述方法得到的CT值進行放射治療。
在上述過程中，我們可以看出，此種現有的技術中最後得到的CT
值是一個基於水和空氣或其他模體的純線性的映射關係。但是，在實 際的CT技術領域，CT數據的處理包括許多過程都是非線性的。所以， 根據已定義好的韓森費爾德(Hounsfield)單位，我們可以保證得出水 和空氣的CT值分別為0和負1000，但是對於其他材質就會得到和標準要 求不一致的CT值，這是由於CT系統X-ray的非單一能譜特性及若干校正 過程的非線性決定的。
在多色的X-射線CT中，非水材質的CT值並不是一個絕對值，但在 CT系統的有效能量中，卻是和與水有線性關係的衰減係數有很大關 系。在物理上就是說由於不同材質間的線性衰減係數關係不是恆定的 能量關係，所以所說的CT值並不是一個常量。所說的CT值主要與實際 的模體材質的化學性、密度公差、所選擇的電壓、如電子伏特、X-射 線的濾波器、X-射線Z方向的厚度、模體/受檢者的尺寸有很大的關係， 這些因素也就是在實際操作過程中造成CT值漂移的主要因素。如圖2、 圖3和圖4所示，可以看出，既使在確保水的CT值和空氣的CT值符合標 準的要求，但是，對於一個固定尺寸的材質，CT值會隨不同的電子伏 特、射線濾波而有很大的變動。這種對同一病人的同一位置進行掃描 產生不同的CT值情況，使得醫生在對病人進行放射治療時，採用不同 的劑量，這種劑量有可能是超量的，致使病人接受過多的輻射；也有 可能是劑量不足的，達不到治療的目的。

發明內容
本發明的目的在於提出一種解決上述問題的CT值的校正方法的 校正文件及其裝置，其有效校正CT值以保證CT值的精確性和合理 性，提高了 CT值的參考性及圖像質量合理性。
本發明提供一種對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖像CT值 進行校正的校正文件獲取的方法，包括如下步驟(l)在各種掃描條 件下，掃描至少三種不同的材質；(2)測試得出各種被掃描材質在各 種掃描條件下的實際測試CT值，得到實際測試CT值的集合；(3) 對每一材質的在各種掃描條件下得到的實際測試CT值與其理想CT值 建立對應關係，該對應關係作為求出被掃描對象在該種掃描條件下應該具有的CT值的校正文件。
所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖像的CT值 的校正包括如下步驟
(4) 對被掃描對象進行掃描，獲取被掃描對象的原始的投影數
據；
(5) 對原始的投影數據進行預處理，包括數據校正的處理，得到 校正後的投影數據；
(6) 對校正後的投影數據進行處理，獲取象素值，並對該象素值 進行轉換處理，獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT值；
(7) 根據步驟(3)中CT值校正文件，對步驟(6)中獲取的CT 值進行校正，得到更接近於理想CT值的校正值。
所述步驟(6)中的獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT值是 通過如下方法獲取的
(6.1) 提供CT值與像素值成線性關係的運算模式的函數；
(6.2) 在各種掃描條件下，掃描空氣和各種模體，根據步驟(6.1) 的線性運算模式，計算線性函數的參數，得到校正文件，包括確定參 數的線性函數，此參數用於對獲取到的被掃描對象該次掃描圖像的CT 值進行第一次校正；
(6.3)根據步驟(6.2)獲取的參數及獲取的被掃描對象的像素值， 根據步驟(6.2)中的已確定的線性函數進行線性函數計算處理，獲取所 述步驟(6)中的CT值。
所述的材質為根據被掃描對象情況選定的、為包含多種不同材質 的模體，所述的模體包括空氣和水兩種材質。
所迷CT值的校正文件為每一材質在各種掃描條件下的實際測試 CT值與理想CT值的對應關係表。
所述CT值的校正文件為理想CT值與實際測試CT值之間成曲線 關係的函數。
所述的曲線關係的函數通過如下的方法獲取獲取每一掃描條件 下的各材質的實際測試CT值數列，獲取不同材料的理想CT值數列；
的CT值數列之間的函數關係，獲得擬合參數，此擬合參數集合，即為 該種掃描條件下理想CT值與實際測試CT值之間的函數關係。
所述的實際測試CT值的獲取方法與所述步驟(6)中的獲取被掃 描對象該次掃描圖像的CT值的方法相同。步驟(6)中對校正後的投 影數據進行濾波反投影處理，獲取所述的象素值。
所述的理想CT值由如下的方式所確定的一種通過指定多種掃描 條件下實際測試得到的CT值的一種狀態下的CT值作為理想值；根據 政府規定的材質的CT值作為理想值；模體供應商對所提供的模體、材 質所建議的CT值作為理想值；通過模擬、假想的方式獲取的CT值作 為理想值。
所述的掃描條件包括由所選擇的電子能量、X-射線濾波器、X-射 線Z-向光束的位置、模體/受檢者的尺寸的組合構成。
所述步驟(5)還包括如下步驟根據第一次校正後的CT值對影 像數據進行圖像處理，得到醫學圖像文件格式的圖像；所述步驟(6) 還包括如下步驟根據二次校正後的CT值對影像數據進行圖像處理， 獲得醫學圖像文件格式的圖像。
本發明提供還一種CT掃描裝置，包括控制掃描和重建圖像的計算 機部分，對病人定位掃描的機械部分，和包括產生射線源的高壓發生 器、射線球管、並提取信息數據的檢測部分，所述的計算機部分固化 有用於校正通過其進行圖像重建處理所獲取的被掃描對象該次掃描圖 像CT值的CT值校正固化軟體。
所述的計算機部分包括計算機、圖像重建器和控制機構，所述計 算機接收外部操作指令、參數通過控制機構控制圖像重建器、機械部 分及檢測部分，所述的CT值校正固化軟體固化於計算機中。
所述的圖像重建器根據計算機的指令，對其所獲取的該次掃描圖 像CT值執行CT值校正固化軟體，獲取二次校正後的圖像CT值。
所速的CT值校正固化軟體由如下功能單元實現CT值校正文件 生成單元和CT值校正運行單元，所述的CT值校正文件生成單元為 CT值校正運行單元提供所需運行的CT值校正文件，以對經過圖像重 建後所獲取的被掃描對象該次掃描的圖像CT值進行校正。
所述的CT值校正固化軟體還包括如下功能單元實際測試CT值 收集單元和理想CT值獲取/存儲單元，所述的實際測試CT值收集單 元獲取模體在各種掃描條件下的不同材質的實際測試CT值；所述的理 想CT值獲取/存儲單元存儲有模體的各材質的理想CT值，所述的CT
值校正文件生成單元建立實際測試CT值和理想CT值之間的對應關 系，該對應關係作為CT值校正文件。
所述CT值的校正文件為每一材質在各種掃描條件下的實際測試 CT值與其理想CT值的對應關係表。
關係的函數。
所述的曲線關係由如下方法獲取獲取每一掃描條件下的各材質 的實際測試CT值數列，獲取理想CT值的不同材料的CT值數列；通
CT值^列之間的^數關係、，;得擬合參數，此擬合參i集:，即為該 種掃描條件下理想CT值與實際測試CT值之間的函數關係。
所述的計算機部分固化有獲取該次掃描圖像CT值的固化軟體。
所述的獲取該次掃描圖像CT值的固化軟體通過如下的方法實 現-.提供CT值與像素值成線性關係的運算模式的函數；在各種掃描條 件下，掃描空氣和各種模體，根據所提供的線性運算模式，計算線性 函數的參數，得到校正文件，包括確定參數的線性函數，此參數用於 對獲取到的被掃描對象該次掃描圖像的CT值進行第一次校正；根據獲 取的參數及獲取的被掃描對象的像素值，及根據已確定的線性函數進 行線性函數計算處理，獲取所述的該次掃描圖像的CT值.
所述的實際測試CT值的獲取方法與所述獲取被掃描對象該次掃 描圖像的CT值的方法相同。
所述的模體為根據被掃描對象情況選定的包含多種不同材質的模 體，所述的模體包括空氣和水兩種材質。
所述的理想CT值為如下的方式所確定的一種通過指定多種掃描 條件下實際測試得到的CT值的一種狀態下的CT值作為理想值；根據 政府規定的材質的CT值作為理想值；模體供應商對所提供的模體、材 質所建議的CT值作為理想值；通過模擬、假想的方式獲取的CT值作 為理想值。
所述的掃描條件包括由所選擇的電子能量、X-射線濾波器、X-射 線Z-向光束的位置、模體/受檢者的尺寸的組合構成。
本發明通過CT值校正文件對經過圖像重建後的被掃描對象的該 次掃描的圖像CT值進行二次校正，有效保證了最後輸出的掃描圖像的
CT值接近於理想的CT值或目標值，保證了每一材質不管在何種掃描 條件下，其最後輸出的圖像的CT值都是與規定的理想值相同的，這就 為醫生在對病人進行放射治療時提供了很好的劑量標準參考，避免產 生劑量過多或劑量不足的情況發生。另外，本發明採用曲線函數擬合 的方式獲取CT值校正文件，提高了 CT值校正的精確度。本發明構建 了實際CT數數據獲取，CT值校正文件產生，如何運用新產生的校正 文件等步驟組成的全新工作實現方式。


圖1為現有技術中數據處理、校正CT值的流程示意圖2、圖3和圖4為說明現有技術中同一材質的CT值在不同掃描 條件下的非線性變化的實驗圖5為本發明的在數據處理過程中對CT值校正文件的獲取及CT 值進行校正的一實施例流程圖6為圖5中的獲取該次掃描圖像的第一次CT值的實施例的流程
圖
圖7為本發明中擬合實際測試CT值與理想CT值的曲線示意圖； 圖8本發明中的帶有在數據處理過程中對CT值校正的模塊示意圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來詳細說明本發明的實施形態。本發明不限於實 施形態。
本方明的校正CT值的校正文件獲取的方法包括在各種掃描提條 件下，掃描包含空氣和水等至少三種不同材質的模體；測試得出各種 被掃描材質在各種掃描條件下的實際測試CT值，得到實際測試CT值 的集合；對每一材質的實際測試CT值與其理想CT值建立對應關係； 該對應關係作為後續掃描的CT值的校正文件。
如圖5所示，為本發明提供的校正CT值校正文件的獲取及利用該 校正文件校正CT值的方法的一種實施例的流程圖，包括如下步驟
(1)提供包含有各種材質的模體，在各種掃描技術條件下對該模 體進行掃描，測試出該模體中各種被掃描材質的實際測試CT值；
(2) 對實際測試的各種材質的CT值與各種材質的理想的CT值 建立對應關係，該對應關係作為校正CT值的文件；
(3) 對被掃描對象進行掃描，獲取被掃描對象的原始的投影數
據；
(4) 對原始的投影數據進行預處理，包括數據校正的處理，得到 校正後的投影數據；
(5) 對校正後的投影數據進行濾波反投影處理，獲取象素值，即 獲取被掃描材質的^值，並對該^值進行轉換處理，獲取被掃描對象 該次掃描圖像的CT值；當然，第一次獲取像素值的方法除了 "濾波反 投影，，技術之外，業界還有其他方法如各種"迭代技術"等。
(6) 根據步驟(2)中CT值校正文件，對步驟(5)中獲取的CT 值進行校正，得到更接近於理想CT值的校正值。
其中，步驟(5)中的獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT值是通 過如下方法獲取的，如圖6所示
(5.1) 提供CT值與象素值^成線性運算模式的程序，如現有的 校正CT值的函數formula see original document page 14(2);
(5.2) 在各種掃描條件下，掃描空氣和各種模體，根據步驟(5.1) 的線性運算模式，計算並得到校正文件，包括線性運算模式的參數(yt， 6)，此參數用於對獲取到的被掃描對象該次掃描圖像的CT值進行第一 次校正；
(5.3)根據步驟(5.2)獲取的參數(yt， 6)及獲取的被掃描對象的像 素值^，進行如函數(2)的線性計算處理，對被掃描對象的CT值進 行第一次校正，獲取所述步驟(5)中的CT值。
所述步驟(1)中的模體為根據被掃描對象情況選定的儘可能包含 多的不同材質的模體。
所述步驟(5)還包括如下步驟根據第一次校正後的CT值對影 像數據進行圖像處理，得到如Dicom格式圖像，即獲取醫學圖像文件 格式的圖像。
所述步驟(6)還包括如下步驟根據二次校正後的CT值對影像 數據進行圖像處理，獲得Dicom格式圖像，獲取質量更佳，CT值更均 勻、更接近於理想CT值的醫學圖像。
本發明中，步驟(l)中的各種的實際測試的CT值也是採用如步
驟(5.1)到步驟(5.3)的方式獲取的，當然，也可通過其他的方式的 獲取。本發明中，為了得到更好的校正效果，步驟(l)中的各種的實 際測試的CT值所獲取的方法與步驟(5)中所獲取的CT值的方法相同。
對於不同的材質，影響其CT值的主要因素有所選擇的電子能 量、X-射線濾波器、X-射線Z-向光束的位置、模體/受檢者的尺寸。本 發明中各種掃描條件是指影響CT值因素的不同組合，如本發明中步驟 (1 )的模體至少包含有空氣和水的三種或三種以上不同材質的模體。 對於各個材質在每一掃描技術條件實際測試得到的CT值採用如下的
數列集合關係式(3)表示
formula see original document page 15 (3 )
其中，C是CT值的簡寫，附表示其所依賴的CT值為實際測量的 值，'表示第'"個狀態.^表示總共有多少個被測的材質。數列集合 關係(3)中的數據可以是實際測試得到的CT值，也可以通過模擬的 方式得到。模擬的方式可有多種變化形式，舉一例如下如實際測試 了其中某種材料的CT值，其餘材料的CT值可通過不同材料間的密度 差異，物質組成等，進而由很多已知的系統特性(如已知的系統非線 性特性)或技術經驗計算得出。
所說的理想的CT值，可以根據如下的方式設置第一種是通過指 定多種狀態下如上述所說的各種狀態下實際測試得到的CT值的一種 狀態下的CT值作為理想值；第二種是根據政府規定要求的材質的CT 值作為理想值；第三種是模體供應商對所提供的模體、材質所建議的 CT值作為理想值；第四種是通過模擬、假想的方式獲取的CT值作為 理想值。 一般情況下，模體公司或業內技術人員，會根據由不同物質、 不同密度構成的物質，隨之帶來不同的物質吸收係數的規律(有比較 成型的物理模型可使用)來做模擬工作，此不同的物質吸收係數與CT 數成正比。同樣，可以通過如下的數列集合關係(4)表示理想CT值，
formula see original document page 15 (4)
其中，式中,表示其所依賴的CT值為理想值。
同樣的，數列集合關係(4)可以是表述在每一掃描技術條件
下的各個被測材質的實際CT值的數列簡單組合，也可以是用於表述在 某一掃描條件下的各個被測材質的CT值的模擬函數。同樣，模擬方式 可有多種變化形式，舉一例如下如實際知道了其中某種材料的理想 CT值，其餘材料的的CT值可通過不同材料間的密度差異，物質組成 等，進而由很多已知的系統特性(如已知的系統非線性特性)或技術 經驗計算得出。
本發明方法中，通過數列集合關係(3)和數列集合關係(4)建 立實際測試得到的CT值與理想的CT值間的對應關係，該關係可以是簡 單的對應表關係，建立每一材質在不同掃描技術條件下的各個實際測 試CT值與理想的CT值的對應關係表，將該對應關係表存儲與CT系統 中，作為校正CT值的文件。
本發明方法中的實際測試得到的CT值與理想的CT值間的對應關係 還可以是通過如下所述的曲線擬合的方式實現
請參閱圖6所示，為包含有至少三種不同材質、且該三種不同材質 中至少包括水和空氣兩種材質的模體，在不同掃描條件下的實際測試 得到的CT值曲線與理想的目標CT值曲線關係和通過本方法擬合曲線校 正後的最後CT值的曲線與理想的目標CT值曲線關係示意圖。在上述圖6 中，"目標曲線"為各種材質精確的/理想的曲線，"當前狀態曲線"是 指影響CT值的各種因素的組合狀態下實際測試得到的CT值曲線。例 如，假設有4個不同的電子能量[80KV， IOOKV， 120KV， 140KV], 3種不同 的濾波材質[空氣、身體、頭部]，16種X-射線Z-向光束的位置和2種固 定模體尺寸[20cm， 48cm]，則總共有4*3*16*2=238種狀態，即在步驟 (1 )進行238次不同的掃描技術條件獲取各條件下的實際測試的CT 值，得到當前狀態曲線238條。通過現有的方法獲取函數(3)中表示 的實際測試的CT值的數列集合，和函數(4)中理想CT值的數列集合。 為了將實際測試得到的CT值校正到和理想的CT值一致，對於每一狀態y 下的函數(3)中的實際測試的CT值集合數據通過多項式函數的方式擬 合到函數(4)中的理想的CT值集合數據，本發明中的多項式為三項以 上，如函數(5)，通過上述的曲線擬合關係，得到實際測試CT值與校 正後的CT值成多項式關係的擬合曲線的參數，如函數(5)中的參數a0 等。
formula see original document page 16對擬合函數(5)進行存儲，並作為校正CT值的校準文件。 根據函數(5)建立了步驟(5)中所述的CT值和步驟(8)中所述
的CT校正值的關係函數，如函數(6)所示
formula see original document page 17其中，所說的G^^"'w為步驟(5)所校正到的CT值，所說的 formula see original document page 17為步驟(5)中的CT值經過函數(5)校正後的校正值，所說
的x，少表示迪卡爾坐標系的X-Y平面中的象素的位置。
某個具體模體所包含的材料數目沒有限制，可以是一種，兩種，
或兩種以上。使用一種或多種模體(可能包含若干種材料)的根本目 的在於，為後來的數據擬合提供多組輸入、輸出關係數據對，只有多 於3個以上的數據關係對，才能求出非線性的擬合關係。
本發明所提供的校正CT值的裝置包括控制掃描和重建圖像的計 算機部分，對病人定位掃描的機械部分一一掃描架和升降床，和產生 射線源的高壓發生器和射線球管並提取信息數據的探測部分，計算機 部分包舍圖像校正所需的各種校正文件，包含校正過程和圖像重建過 程的軟、硬體實現。並且所述的計算機部分固化有用於校正通過其進 行圖像重建處理所獲取的該次掃描圖像CT值的CT值校正固化軟體。請 參閱圖7所示，為本發明裝置的一個具體實施例示意圖，包括代表第三 代CT掃描器的臺架12。臺架12具有向臺架12相對側上的檢測器組件18 投射X射線束16的X射線源14。 X射線束由準直器19準直。檢測器組件18 由多個檢測器20組成，多個檢測器20共同感測穿過患者或模體的投影X 射線。每個檢測器20產生表示撞擊X射線束強度的電信號，並還能夠提 供光子或X射線的技術數據和能級，以及穿過患者或模體的衰減束。在 獲得X射線投影數據的掃描期間，臺架12及安裝在其上的部件圍繞一個 繞旋轉中心24旋轉。
臺架12的旋轉以及X射線源14的操作由CT系統10的控制機構26管 理。控制機構26包括向X射線源提供電源和定時信號的X射線控制器 28，控制臺架12的旋轉速度和位置的臺架電機控制器30,以及控制準 直器19將X射線束準直在X方向的準直器控制器29。控制機構的數據獲 取系統(DAS)32複查來自檢測器20的數據並將該數據轉換成數位訊號 以供後續處理，其同時根據計算機36的控制對由檢測器20發送來的投
影數據進行校正。圖像重建器34從DAS32接收經過採樣的和數位化等預 處理校正後的X-射線數據並進行高速重建。重建的圖像作為輸入信號 輸入到計算機36，計算機36將圖像存儲在大容量存儲設備38中。
計算機36還通過具有鍵盤的控制臺40從操作者處接收命令和掃描 參數。顯示屏42使操作者能夠觀察重建的圖像以及其他來自計算機36 的數據。計算機36採用操作者提供的命令和參數向DAS32、 X-射線控制 器28和臺架電機控制器30提供控制信號和信息。此外，計算機36還操 作控制機動化工作檯46的工作檯電機控制器44以定位患者22或模體和 臺架12。
所述的圖像重建器34通過如下的方式對經過校正後的投影數據進 行圖像重建對校正後的投影數據進行濾波反投影處理，獲取象素值， 即獲取被掃描材質的^值，並對該^進行轉換處理，獲取被掃描對象 在該次掃描中的圖像CT值，同時，根據所獲取的CT值，對影像數據進 行處理，得到可進行顯示的格式圖像，如現有的Dicom格式圖像。
所述的計算機36預設有供圖像重建器34使用的獲取該次掃描圖像 CT值的固化軟體。本發明中的圖像重建器34獲取被掃描對象該次掃描 圖像的CT值的方法在本發明上述方法實施例中有詳細描述，在此不再 累述。
所述計算機36還預設有用於校正圖像重建器34所獲取的該次掃描 圖像CT值的CT值校正固化軟體。圖像重建器34根據計算機34的指令， 對其所獲取的該次掃描圖像CT值執行CT值校正固化軟體，獲取二次校 正後的圖像CT值，圖像重建器34根據二次校正後的圖像CT值進行格式 轉換，獲取可顯示的圖像格式數據如Dicom格式圖像，並將該圖像格式 數據發送給計算機36並經由大容量存儲器38存儲和顯示屏42顯示出圖 像。
所述的CT值校正固化軟體由如下的功能單元實現實際測試CT值 收集單元、理想CT值獲取/存儲單元和CT值校正文件生成單元、CT值校 正運行單元。其中，實際測試CT值收集單元，其收集計算機36根據外 界輸入指令、在各種掃描條件下、對包含有多種材質的模體進行掃描， 獲取各個掃描條件下的各個材質的實際測試CT值；所述的模體至少包 括三種不同的材質，其中有水和空氣。所述的實際測試CT值可以通過 簡單的集合關係表示，也可以通過模擬方式獲取函數表示的方式。所述的模體可以根據本次被掃描的對象決定。所述的掃描條件主要由影
響材質CT值的主要因素決定，包括所選擇的電子能量、X-射線濾波器、 X-射線Z-向光束的位置、模體/受檢者的尺寸。本實施例中各種掃描條 件是指影響CT值因素的不同組合。由於CT裝置常用於人體的頭部和身 體的掃描，可以設定模體的直徑尺寸為20cm、 48cm，當然也可根據需 要，設定更多的不同的尺寸的模體。
理想CT值獲取/存儲單元，其存儲有至少三種不同材質的理想CT 值，所述的三種不同材質包括水和空氣兩種材質；該理想CT值可以是 預設於其內，也可以是由操作者通過操作界面輸入後，存儲於其內。 該理想CT值可以是由以下的方式所決定的第一種是通過指定多種狀 態下如上述所說的各種狀態下實際測試得到的CT值的一種狀態下的CT 值作為理想值；第二種是根據政府規定要求的材質的CT值作為理想 值；第三種是模體供應商對所提供的模體、材質所建議的CT值作為理 想值；第四種是通過模擬、假想的方式獲取的CT值作為理想值。所述 理想CT值可以通過簡單的集合關係表示，也可以通過模擬獲取函數表 示的方式。
CT值校正文件生成單元，該單元建立實際測試CT值收集單元所收 集的實際測試CT值與理想CT值獲取/存儲單元所存儲的理想CT值之間 的對應關係，該對應關係作為CT值的校正文件。所述的對應關係可以 由如下的方式表示該關係可以是筒單的對應表關係，建立每一材質
表。本發明中的對應關係還可以是通過所述的曲線擬合的方式獲取擬 合函數的表示方式，該函數為多項式函數，所述曲線擬合的方式已在 方法實施裡有詳細地描述，在此不再累述。
CT值校正運行單元，根據CT值校正文件，對圖像重建器34第一 次重構後的圖像的CT值進行校正。
所述的CT值校正文件可以預設於計算機36或大容量存儲器38 或圖像重建器34中。也可以通過每次掃描前執行CT值校正固化軟體 的獲取。
權利要求
1、一種對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於包括如下步驟(1)在各種掃描條件下，掃描至少三種不同的材質；(2)測試得出各種被掃描材質在各種掃描條件下的實際測試CT值，得到實際測試CT值的集合；(3)對每一材質的在各種掃描條件下得到的實際測試CT值與其理想CT值建立對應關係，該對應關係作為求出被掃描對象在該種掃描條件下應該具有的CT值的校正文件。
2、 根據權利要求l所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，對被掃描對象 在該次掃描中所獲取的圖像的CT值的校正包括如下步驟(4) 對被掃描對象進行掃描，獲取被掃描對象的原始的投影數據；(5) 對原始的投影數據進行預處理，包括數據校正的處理，得到 校正後的投影數據；(6) 對校正後的投影數據進行處理，獲取象素值，並對該象素值 進行轉換處理，獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT值；(7) 根據步驟(3)中CT值校正文件，對步驟(6)中獲取的CT 值進行校正，得到更接近於理想CT值的校正值。
3、 根據權利要求2所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述步驟(6) 中的獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT值是通過如下方法獲取的(6.1) 提供CT值與像素值成線性關係的運算模式的函數；(6.2) 在各種掃描條件下，掃描空氣和各種模體，根據步驟(6.1) 的線性運算模式，計算線性函數的參數，得到校正文件，包括確定參 數的線性函數，此參數用於對獲取到的被掃描對象該次掃描圖像的CT 值進行第一次校正；(6.3)根據步驟(6.2)獲取的參數及獲取的被掃描對象的像素值， 根據步驟(6.2)中的已確定的線性函數進行線性函數計算處理，獲取所 述步驟(6)中的CT值。
4、 根據權利要求l所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述的材質為根據被掃描對象情況選定的、為包含多種不同材質的模體，所述的模 體包括空氣和水兩種材質。
5、 根據權利要求1所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述CT值的 校正文件為每一材質在各種掃描條件下的實際測試CT值與理想CT值 的對應關係表。
6、 根據權利要求1所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述CT值的 校正文件為理想CT值與實際測試CT值之間成曲線關係的函數。
7、 根據權利要求6所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述的曲線關 系的函數通過如下的方法獲取獲取每一掃描條件下的各材質的實際 測試CT值數列，獲取不同材料的理想CT值數列；通過多項式擬合的的i數關i，'獲得擬合參數，此擬合>#^數集合，即為該種掃描條件下理想CT值與實際測試CT值之間的函數關係。
8、 根據權利要求3所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所述的實際測 試CT值的獲取方法與所述步驟(6)中的獲取被掃描對象該次掃描圖 像的CT值的方法相同。
9、 根據權利要求8所述的對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖 像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，，其特徵在於，步驟(6) 中對校正後的投影數據進行濾波反投影處理，獲取所述的象素值。
10、 根據權利要求1-9中任一項所述的對被掃描對象在該次掃描中 所獲取的圖像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所 述的理想CT值由如下的方式所確定的一種通過指定多種掃描條件下 實際測試得到的CT值的一種狀態下的CT值作為理想值；根據政府規 定的材質的CT值作為理想值；模體供應商對所提供的模體、材質所建 議的CT值作為理想值；通過模擬、假想的方式獲取的CT值作為理想 值。'
11、 根據權利要求1-9中任一項所述的對被掃描對象在該次掃描中 所獲取的圖像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所 述的掃描條件包括由所選擇的電子能量、x-射線濾波器、x-射線z-向 光束的位置、模體/受檢者的尺寸的組合構成。
12、 根據權利要求2-9中任一項所述的對被掃描對象在該次掃描中 所獲取的圖像CT值進行校正的校正文件獲取的方法，其特徵在於，所 述步驟(5)還包括如下步驟根據第一次校正後的CT值對影像數據 進行圖像處理，得到醫學圖像文件格式的圖像；所述步驟(6)還包括 如下步驟根據二次校正後的CT值對影像數據進行圖像處理，獲得醫 學圖像文件格式的圖像。
13、 一種CT掃描裝置，包括控制掃描和重建圖像的計算機部分， 對病人定位掃描的機械部分，和包括產生射線源的高壓發生器、射線 球管、並提取信息數據的檢測部分，其特徵在於，所述的計算機部分 固化有用於校正通過其進行圖像重建處理所獲取的被掃描對象該次掃 描圖像CT值的CT值校正固化軟體。
14、 根據權利要求13所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 計算機部分包括計算機、圖像重建器和控制機構，所述計算機接收外 部操作指令、參數通過控制機構控制圖像重建器、機械部分及檢測部 分，所述的CT值校正固化軟體固化於計算機中。
15、 根據權利要求14所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 圖像重建器根據計算機的指令，對其所獲取的該次掃描圖像CT值執行 CT值校正固化軟體，獲取二次校正後的圖像CT值。
16、 根據權利要求13所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 CT值校正固化軟體由如下功能單元實現CT值校正文件生成單元和 CT值校正運行單元，所述的CT值校正文件生成單元為CT值校正運 行單元提供所需運行的CT值校正文件，以對經過圖像重建後所獲取的 被掃描對象該次掃描的圖像CT值進行校正.
17、 根據權利要求16所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 CT值校正固化軟體還包括如下功能單元實際測試CT值收集單元和 理想CT值獲取/存儲單元，所述的實際測試CT值收集單元獲取模體 在各種掃描條件下的不同材質的實際測試CT值；所述的理想CT值獲 取/存儲單元存儲有模體的各材質的理想CT值，所述的CT值校正文 件生成單元建立實際測試CT值和理想CT值之間的對應關係，該對應 關係作為CT值校正文件。
18、 根據權利要求17所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述CT 值的校正文件為每一材質在各種掃描條件下的實際測試CT值與其理 想CT值的對應關係表。
19、 根據權利要求17所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述CT
20、 根據權利要求19所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 曲線關係由如下方法獲取獲取每一掃描條件下的各材質的實際測試 CT值數列，獲取理想CT值的不同材料的CT值數列；通過多項式擬之間的i數關sr獲得擬合參數，此擬合;^:集合，即為該種掃描條件下理想CT值與實際測試CT值之間的函數關係。
21、 根據權利要求13所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 計算機部分固化有獲取該次掃描圖像CT值的固化軟體。
22、 根據權利要求21所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 獲取該次掃描圖像CT值的固化軟體通過如下的方法實現提供CT值 與像素值成線性關係的運算模式的函數；在各種掃描條件下，掃描空 氣和各種模體，根據所提供的線性運算模式，計算線性函數的參數， 得到校正文件，包括確定參數的線性函數，此參數用於對獲取到的被 掃描對象該次掃描圖像的CT值進行第一次校正；根據獲取的參數及獲 取的被掃描對象的像素值，及根據已確定的線性函數進行線性函數計 算處理，獲取所述的該次掃描圖像的CT值。
23、 根據權利要求22所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 實際測試CT值的獲取方法與所述獲取被掃描對象該次掃描圖像的CT 值的方法相同。
24、 根據權利要求17所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 模體為根據被掃描對象情況選定的包含多種不同材質的模體，所述的模體包括空氣和水兩種材質。
25、 根據權利要求17所述的CT掃描裝置，其特徵在於所述的理 想CT值為如下的方式所確定的一種通過指定多種掃描條件下實際測 試得到的CT值的一種狀態下的CT值作為理想值；根據政府規定的材 質的CT值作為理想值；模體供應商對所提供的模體、材質所建議的 CT值作為理想值；通過模擬、假想的方式獲取的CT值作為理想值。
26、根據權利要求17所述的CT掃描裝置，其特徵在於，所述的 掃描條件包括由所選擇的電予能量、X-射線濾波器、X-射線Z-向光束 的位置、模體/受檢者的尺寸的組合構成。
全文摘要
本發明提供一種對被掃描對象在該次掃描中所獲取的圖像CT值進行校正的校正文件獲取的方法及裝置，該方法包括如下步驟(1)在各種掃描條件下，掃描至少三種不同的材質；(2)測試得出各種被掃描材質在各種掃描條件下的實際測試CT值，得到實際測試CT值的集合；(3)對每一材質的在各種掃描條件下得到的實際測試CT值與其理想CT值建立對應關係，該對應關係作為求出被掃描對象在該種掃描條件下應該具有的CT值的校正文件。
文檔編號G01T1/161GK101336828SQ200710128309
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月6日 優先權日2007年7月6日
發明者晏雄偉, 王學禮 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司