[發(fā)明專利]一種射線成像的探測器余輝校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310307166.3
• 申請日: 2013-07-21
• 公開（公告）號: CN103405241A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃魁東;張定華;張華
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射線成像與檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種探測器射線成像的余輝建模與校正方法。

背景技術(shù)

近年來，射線數(shù)字成像（Digital?Radiography，DR）和計算機斷層成像（Computed?Tomography，CT）在醫(yī)學(xué)診斷與工業(yè)無損檢測等領(lǐng)域得到加速發(fā)展，成為某些關(guān)鍵零部件不可或缺的檢測手段，其中DR成像是CT成像的基礎(chǔ)。

DR和CT成像系統(tǒng)中的成像部件是探測器，一般分為線陣探測器和面陣探測器兩種，其中面陣探測器一般包括平板探測器和圖像增強器兩類。不管是哪種探測器，只要其基本原理是將射線轉(zhuǎn)換成可見光，再將可見光轉(zhuǎn)換為電信號，則都會在不同程度上存在余輝現(xiàn)象。余輝的直觀表現(xiàn)就是當射線照射探測器一定時間然后停止照射，探測器的輸出值并不會立刻歸零，而是呈現(xiàn)一種逐漸減小的過程。余輝的存在會降低DR和CT的成像質(zhì)量，主要表現(xiàn)為造成圖像偽影并損失成像精度。

不同類型的探測器往往具有不同的制造工藝和成像模式，其余輝的表現(xiàn)通常也存在顯著差異。在醫(yī)學(xué)上，對基于平板探測器的放射治療和CT高速(實時)成像系統(tǒng)中余輝的測量方法與特性表現(xiàn)研究較多，總體上平板探測器輸出圖像的速度越快，余輝對成像質(zhì)量的影響越大。在余輝的描述和校正方面，多指數(shù)建模和遞歸校正的方法可以有效減少余輝造成的偽影，但計算量較大，在實際中會影響檢測效率，另外由于此方法需要提前獲取探測器材料各種衰減成分的時間常數(shù)，這需要大量先驗實驗進行測定，而且普通用戶難以得到準確的探測器材料組成成分及其配比，造成在一般成像中難以實施。另外，調(diào)整探測器的輸出模式和數(shù)據(jù)記錄方式也可以達到一定的余輝抑制效果，但會增加額外的機時消耗，而且具體實施方法的通用性也較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種射線成像的探測器余輝校正方法，以實現(xiàn)醫(yī)學(xué)及工業(yè)DR、CT成像系統(tǒng)中探測器存在余輝現(xiàn)象時的校正，提高成像質(zhì)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

(1)根據(jù)檢測對象，選定掃描所需的射線源電壓及電流、探測器工作模式及采集速度；

(2)獲取射線成像系統(tǒng)當前掃描參數(shù)下探測器的余輝衰減模型，包括以下步驟：

(a)進行余輝建模掃描：探測器連續(xù)采集圖像的總時間為（T₁+T₂）秒，其中射線源開啟時長T₁秒，關(guān)閉時長T₂秒，T₂秒內(nèi)得到一組射線源關(guān)閉后的圖像G；若射線源為脈沖式則T₁為脈沖照射時長，若射線源為連續(xù)式則T₁為可使探測器穩(wěn)定輸出的時長，T₂須使G中的最后一幅圖像灰度值達到本底值；

(b)設(shè)G₁為G中第1幅圖像，查找G₁的灰度最大值像素，以其鄰域像素的灰度均值為該時刻的余輝值，并計算出G中其余圖像的相同位置像素灰度均值為其對應(yīng)時刻的余輝值，構(gòu)成余輝衰減測量數(shù)組[圖像序號，余輝值]；

(c)采用擬合余輝衰減測量數(shù)組，得到余輝衰減模型h(t)，其中N為指數(shù)函數(shù)的個數(shù)，指數(shù)函數(shù)的個數(shù)由擬合效果確定，n表示第幾個指數(shù)函數(shù)，a_n、b_n為擬合參數(shù)，t為余輝衰減測量數(shù)組中的圖像序號；

(3)進行正式掃描，獲取檢測對象的一組投影圖像S；

(4)根據(jù)所得余輝衰減模型進行快速余輝校正計算，包括以下步驟：

(a)設(shè)探測器的最低有效灰度為D_min，最高有效灰度為D_max，D_i∈[D_min,D_max]，計算每個D_i對下一幅投影圖像的余輝值H_i，建立并存儲灰度-余輝對應(yīng)表：首先求解方程h(t)＝D_i，得到灰度為D_i的時刻t(D_i)，然后根據(jù)H_i＝h(t(D_i)+1)計算余輝值；

(b)余輝校正計算：對于S中當前需校正的投影圖像的像素P，設(shè)其灰度值為D_P，根據(jù)其前一幅投影圖像對應(yīng)像素的灰度值D_P'在灰度-余輝對應(yīng)表中查找得到相應(yīng)的余輝值H_P，則P經(jīng)余輝校正后的灰度值對于S中的第一幅投影圖像，以其自身作為其前一幅投影圖像。