[發明專利]一種投影圖像的散射矯正方法及裝置

有效

• 申請號: 201510253300.5
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104840211B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 陳鳴之;朱建偉
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B5/00;G01C11/00;G06T11/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

本發明提供了一種投影圖像的散射矯正方法及裝置，散射矯正方法包括：獲取掃描對象的投影圖像；獲取所述掃描對象的特征參數；基于系統參數以及所述特征參數，由蒙特卡洛模擬方法計算得到所述掃描對象的散射圖像；由所述散射圖像對所述投影圖像進行散射矯正。本發明的技術方案在不提高患者吸收輻射劑量的前提下，減少患者在檢查過程中的不適、痛苦，考慮到二次及高次散射、能量響應等物理因素對散射的影響，對于散射的計算更加貼近實際情況，提高投影圖像的圖像質量。

技術領域

本發明涉及投影圖像領域，特別涉及一種投影圖像的散射矯正方法及裝置。

背景技術

由放射線(radiation beam)穿過掃描對象所形成的投影圖像(projectionimage)是臨床中用于進行患者診斷的重要參考，其可在無損傷情況下觀察到患者體內的病灶情況，便于對患者之后的治療方案做出指導。常見的放射線包括電磁輻射(electro-magnetic radiation)射線，例如：無線電波、可見光、X射線、粒子射線、中子射線。其不僅應用于醫學圖像，同樣可應用于工業成像，例如用于工業檢測，查看檢測物的內部結構。

投影圖像的具體形成過程為，如圖1所示，射線產生裝置100產生能量基本均勻的放射線101(例如X射線)，放射線101穿過掃描對象102，投影到與射線產生裝置100相對設置的射線接收裝置103上，射線接收裝置103接收放射線101，形成投影圖像。由于掃描對象的內部結構差別，對放射線的吸收程度不同，因此探測器檢測到的放射線分布也不相同，從而形成能夠表現出掃描對象內部結構的投影圖像。

在放射線穿過掃描對象的過程中，部分放射線發生散射，影響投影圖像的圖像質量。例如在X射線乳腺成像中，散射射線達到主射線(非散射射線)30％甚至50％的比例。其主要的散射形式包括Compton散射和Rayleigh散射，且放射線可能在掃描對象內發生一次或多次散射。因此，散射的發生嚴重影像了投影圖像的圖像質量，不利于患者的醫學診斷。

為了解決散射射線造成的影響，一種散射矯正方法是采用物理方式。例如引入濾線柵，從而減少散射射線的含量，但這種方式中部分主射線同時被濾線柵過濾，若要保證圖像質量，則需要加大射線量，這樣患者吸收的劑量增多30％以上。在乳腺成像過程中，也有通過壓迫板壓迫患者乳房(典型的壓迫力高達100N)，通過減少乳房厚度，縮短放射線通過的路徑長度，從而減少散射射線，這種方式則會造成患者的顯著不適甚至疼痛，在患者乳房病變時尤為嚴重。

另一種方法是通過算法途徑進行投影圖像的散射矯正。在公開號為US6104777的美國專利中，引入了解析方法估算Compton散射和Rayleigh散射的技術，但此技術未考慮二次及二次以上高次散射的貢獻，并且沒有充分考慮探測器的光子能量響應對散射的影響。在公開文獻Phys.Med.Biol.55 1295，2010，J.L.Ducote et al.中，有用等效PMMA模體計算散射核，通過對投影圖像進行反卷積運算去散射的方法，但此類技術的缺點在于，以密度等效材料替代人體組織，對散射估算不精確，特別是對致密性乳腺估算與真實散射分布偏差尤其明顯。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種對于投影圖像的散射矯正方法，有效去除散射射線對于投影圖像的影響，保證投影圖像的圖像質量。

為解決上述問題，本發明提供了一種投影圖像的散射矯正方法，包括：

獲取掃描對象的投影圖像，所述投影圖像由放射線穿過掃描對象形成；

獲取所述掃描對象的特征參數，所述特征參數通過預掃描方式獲取；

基于系統參數以及所述特征參數，由蒙特卡洛模擬方法計算得到所述掃描對象的散射圖像，所述系統參數為形成所述投影圖像的成像系統的性能參數；

由所述散射圖像對所述投影圖像進行散射矯正。