一種用於錐束ct的ct值校正方法
2023-06-06 17:41:41
一種用於錐束ct的ct值校正方法
【專利摘要】一種用於錐束CT的CT值校正方法，在不同掃描條件下掃描空氣、水模和骨組織體模，分別得到投影數據；進行圖像重建；採用基於模板圖像的多項式擬合方法去除噪聲和偽影；選取若干感興趣區域，計算衰減係數均值和衰減係數標準差；得到衰減係數的取值範圍，取出現概率最大的衰減係數；將空氣、水模、骨組織體模在不同掃描條件下的衰減係數與對應的理想CT值進行擬合，分別得到擬合曲線；對被掃描物質進行CT掃描和圖像重建；根據該物質衰減係數圖像和擬合曲線，得到CT值圖像，完成CT值校正。本發明能有效的降低圖像噪聲及偽影，極大程度的使單一物質的重建圖像達到均勻化，使物質的衰減係數精度更高，進而在擬合CT值與物質衰減係數的曲線時更加準確。
【專利說明】—種用於錐束CT的CT值校正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療器械【技術領域】，具體涉及一種用於錐束CT的CT值校正方法。
【背景技術】
[0002]CT檢查在制定手術方案及設定放射劑量方面是不可缺少的檢查方法，正確的CT診斷要通過優質的CT照片所提供的病灶信息才能做出結論，因此對CT影像質量的控制就成為十分關注的問題。在分析CT圖像方面，通過測定CT值可以有效地了解組織密度的改變。如果CT值不夠準確，極易導致誤判，致使手術失敗。而在放射性RT治療裡，CT值是作為醫生提供放射劑量的參考，CT值越大，要求的放射劑量就越大，反之CT值越小，要求的放射劑量就越小。如果CT值不夠準確，將嚴重影響醫生對病人放射治療時採用的放射劑量的準確性，進而影響治療結果。
[0003]因此，一種適用於CT圖像的CT值的校正方法，將會為醫生準確的分析病灶結構以及制定手術方案帶來極大方便。
[0004]X線體層掃描裝置由X線球管和探測器兩大部分組成，分別安裝在被掃描組織的兩側，方向相對。由於人體各種組織(包括正常和異常組織)對X線的吸收不等，所以相同強度的X射線穿過人體後剩餘X射線並不均勻，CT即利用這一特性，當球管產生的X線穿過被掃描組織後，透過組織的剩餘射線被探測器所接收。它將接收到的X線轉化為電信號，再通過計算機的一系列計算，就可以轉化為能被醫生了解組織結構變化的CT圖像。
[0005]物體的一次掃描是指X射線源與探測器旋轉一周在不同角度獲得一組投影圖像，現有的圖像重建技術中常應用濾波反投影的方法重建出若干幅物質的斷層圖像，此時重建出的圖像像素所代表的是物質的衰減測量值。運用公式(I)即可以將物質的衰減測量值轉化為CT值或亨斯菲爾德(Hounsf ield，簡稱Hu)，由公式(I)可以看出CT值的定義是以水的標準衰減係數Uw作為基準，若某種物質的衰減係數為U，則該物質一個體素所對應的CT值是:
[0006]
【權利要求】
1.一種用於錐束CT的CT值校正方法，其特徵在於:包括如下步驟: 步驟1:設定錐束CT掃描條件，包括電流、電壓和層厚； 步驟2:在不同掃描條件下掃描空氣、水模和骨組織體模，分別得到空氣、水模和骨組織體模的投影數據； 步驟3:分別對空氣、水模和骨組織體模的投影數據進行圖像重建，得到空氣、水模和骨組織體模的衰減係數圖像，該圖像中存在噪聲和偽影； 步驟4:採用基於模板圖像的多項式擬合方法，對水模的衰減係數圖像和骨組織體模的衰減係數圖像去除噪聲和偽影，得到去除噪聲和偽影的水模的衰減係數圖像或骨組織體模的衰減係數圖像，具體步驟如下: 步驟4.1:採用K-Means聚類方法將水模或骨組織體模的衰減係數圖像分割成模體部分和背景部分，將背景部分像素值設為O，創建與水模或骨組織體模的模體圖像大小和形狀均相同的像素值為I的模板圖像； 步驟4.2:分別對水模或骨組織體模的模體圖像和相應的模板圖像進行Radon變換，獲得多色X射線投影數據和相應的射線透射物體厚度數據； 步驟4.3:利用多項式對多色X射線投影數據和相應的射線透射物體厚度數據進行擬合，得到多色X射線投影數據和相應的射線透射物體厚度數據之間的關係，即得到多色X射線投影數據和相應的射線透射物體厚度數據的擬合曲線； 步驟4.4:在多色X射線投影 數據和相應的射線透射物體厚度數據的擬合曲線上，過橫坐標為零的點做切線，該切線作為單色X射線投影數據與射線透射物體厚度數據間的關係曲線； 步驟4.5:根據多色X射線投影數據，得到多色X射線投影時的等效的射線透射物體厚度數據，進而根據該等效射線透射物體厚度數據，通過步驟4.4所述的切線得到等效的單色X射線投影數據； 步驟4.6:對等效的單色X射線投影數據進行圖像重建，得到去除噪聲和偽影的水模的衰減係數圖像或骨組織體模的衰減係數圖像； 步驟5:在去除噪聲和偽影后的水模衰減係數圖像和骨組織體模的衰減係數圖像中，選取若干感興趣區域，對感興趣區域計算衰減係數均值和衰減係數標準差； 步驟6:根據感興趣區域計算衰減係數均值和衰減係數標準差得到衰減係數的取值範圍，在該取值範圍內取出現概率最大的衰減係數作為當前掃描條件下的水模或骨組織體模的裳減係數； 步驟7:將空氣、水模、骨組織體模在不同掃描條件下的衰減係數與對應的理想CT值進行擬合，分別得到擬合曲線； 步驟8:對被掃描物質進行CT掃描得到該物質的投影數據，並對該投影數據進行圖像重建，得到該物質在當前掃描條件下的衰減係數圖像； 步驟9:根據該物質在當前掃描條件下的衰減係數圖像和步驟7得到的擬合曲線，得到該物質的CT值圖像，完成CT值校正。
2.根據權利要求1所述的用於錐束CT的CT值校正方法，其特徵在於:步驟3所述的分別對空氣、水模和骨組織體模的投影數據進行圖像重建，是採用FDK方法進行的。
【文檔編號】A61B6/03GK103961125SQ201310039298
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月31日 優先權日:2013年1月31日
【發明者】康雁, 孝大宇, 陳永麗, 田方俊, 徐禮勝 申請人:東北大學