[發明專利]確定射線段衰減系數的方法及裝置、計算射線衰減的方法

有效

• 申請號: 201210206322.2
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103512908A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 何益平
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: G01N23/06
• 分類號: G01N23/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及計算機成像領域，尤其涉及一種確定經多模體組件形成的射線段的衰減系數的方法及裝置、一種計算多模體組件對射線衰減的方法。

背景技術

目前，計算機成像技術被廣泛應用于醫學檢測，較常用的包括電子計算機X射線斷層掃描技術（Electronic?Computer?X-ray?Tomography?Technique，CT）、磁共振成像（Magnetic?Resonance?Imaging，MRI）等。它們都是通過射線穿過被測物體，根據被測物體各部分對射線的衰減不同，由計算機采集透過的射線并重構成像。

模體是為了驗證算法或者系統可行性而設計的真實人體的一種模型。在成像模擬系統中，模體可以是實際的物理模型，也可以是計算機軟件中的一些對象，用于仿真射線在不同材質的物體中的衰減。成像模擬對射線穿透模體發生衰減的過程進行模擬，可以不經過實際的人體實驗而得到想要的實驗結果。由于人體組織的復雜多樣，模擬系統中的模體是由多個模體共同組成的復雜體，既包含較規則的幾何體，也包含規則幾何體經組合或裁剪等操作組成的復雜模體組件。組合指模體間有公共重疊的部分（有交集），裁減則指從一個模體中去除與另一個模體公共的部分（有差集）。

不同的物質對射線的減弱程度是不一樣的，比如：空氣的衰減很小，而骨則很大。衡量物質強度單位減弱程度的量就是衰減系數。物質的衰減系數與物質的原子量和射線的強度有關。比如：水在120KeV下的衰減系數是0.0162，在140KeV下的衰減系數是0.0154；空氣在120KeV下的衰減系數是1.75e^-5，在140KeV下的衰減系數是1.68e^-5；金屬鉬在120KeV下的衰減系數是0.7088，在140KeV下的衰減系數是0.4959。

目前，當射線穿過的是規則幾何體時，可以正確確定射線穿過的模體材質（即所關心的衰減系數）。但當射線穿過由多個幾何體通過裁剪或組合等操作而得到的模體組件時，無法對各個射線段所在的模體材質進行正確的判斷。

有一些方法直接使用定義了模體組件拓撲結構的模體文件來求取正確的材質。但這種方法需要預先知道模體中每個組件的相互幾何關系，其通用性受到限制。在設計模體時，不需要考慮和定義幾何體之間的幾何關系是很有應用價值的，可以方便設計而不需要考慮過多的東西。而且使用這種方法，一旦模體的幾何關系有所改變，就需要重新定義對應的模體文件，造成工作人員的重復勞動。

所以，當射線穿過由多個模體通過裁剪或組合等操作而形成的多模體組件時，能簡便地確定各射線段的衰減系數，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

在授權公告號為CN1857164B的中國專利中，披露了更多相關內容。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是當射線穿過由多個模體通過裁剪或組合等操作而形成的多模體組件時，能簡便地確定各射線段的衰減系數。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種確定經多模體組件形成的射線段的衰減系數的方法，所述多模體組件至少包括二個模體，至少包括以下步驟：

獲得所述射線穿過所述多模體組件形成的交點；

按照所述射線穿過所述多模體組件的方向，確定各交點與其后最鄰近交點之間的射線段的衰減系數；其中，若所述交點為入射點，所述射線段的衰減系數與所述交點的屬性相對應；若所述交點為出射點，所述射線段的衰減系數與所述交點的屬性以及所述交點前的交點屬性相對應。

可選的，所述確定經多模體組件形成的射線段的衰減系數的方法，采用如下方式確定各交點與其后最鄰近交點之間的射線段的衰減系數：

當交點的屬性代表所述交點為入射點且所述交點所在模體與其后最鄰近交點所在模體為組合關系時，則所述射線段的衰減系數為所述交點所在模體的衰減系數；

當交點的屬性代表所述交點為入射點且所述交點所在模體與其后最鄰近交點所在模體為裁減關系時，則所述射線段的衰減系數為0或者為空氣的衰減系數。

可選的，所述確定經多模體組件形成的射線段的衰減系數的方法，采用如下方式確定各交點與其后最鄰近交點之間的射線段的衰減系數：

當交點的屬性代表所述交點為出射點且所述交點所在模體與其后最鄰近交點所在模體為組合關系時，則尋找所述交點前最鄰近的入射點，所述入射點滿足射線還未射出所述入射點所屬模體；若找到所述入射點，則所述射線段的衰減系數為所述入射點所屬模體的衰減系數；若找不到所述入射點，則所述射線段的衰減系數為0或者為空氣的衰減系數；