[發明專利]基于卷積核的錐束CT散射偽影校正方法

有效

• 申請號: 201710401166.8
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107202805B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 席曉琦;劉建邦;韓玉;閆鑌;卜海兵;李磊;孫艷敏;王敬雨;肖凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;A61B6/03
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

1.一種基于卷積核的錐束CT散射偽影校正方法，其特征在于，包括：

對被測物進行CT掃描，得到投影數據；

估算X射線的初始的光子數N₀；

利用初始光子數N₀計算探測器上的光子數分布，包括：計算被測物體的入射點到散射點的光子衰減；計算經過散射點后光子散射角的概率分布；計算從散射點到探測器的光子衰減；其中，所述計算經過散射點后光子散射角的概率分布，具體為：以探測器為中心點建立坐標系，散射點在探測器上對應的坐標為(x’,y’)，則有θ為X射線在散射點發生散射，X射線方向發生偏轉時，偏轉方向與原方向的夾角；L₁表示入射點到散射點的距離；

根據下式可以得到散射光子偏轉θ時的概率：

計算X射線散射分布，包括：計算散射點對探測器上任一點造成的散射光子數：

N_f＝ρ×N₃×P×ΔΩ，

其中，ρ為一調節常數，表示電子密度等對光子數的影響；N₃表示X射線與物體作用過程中光子數；P表示散射光子偏轉θ的概率；ΔΩ表示探測器對a點的張角；

從原始投影數據中扣除散射分布。

2.根據權利要求1所述的基于卷積核的錐束CT散射偽影校正方法，其特征在于，估算X射線的初始的光子數N₀，包括：

利用對被測物體進行CT掃描時的電壓、電流和X射線能譜估算X射線的初始的光子數N₀。

3.根據權利要求1所述的基于卷積核的錐束CT散射偽影校正方法，其特征在于，計算被測物體的入射點到散射點的光子衰減，包括：

根據比爾定律，被測物體的入射點到散射點的光子衰減為：

其中，N₁即經過物體對X射線的衰減后光子數，μ為物體對X射線的衰減系數。

4.根據權利要求3所述的基于卷積核的錐束CT散射偽影校正方法，其特征在于，計算經過散射點后光子散射角的概率分布，包括：

X射線在散射點發生散射，X射線方向發生偏轉，偏轉方向與原方向的夾角θ根據初始能量的大小呈現一定的概率分布，公式如下：

其中，E₀為入射光子能量,E₁為散射光子能量，α＝E₀/m₀c²，m₀為靜態電子質量，c為真空中光速，r_e為經典電子半徑；

以探測器為中心點建立坐標系，散射點在探測器上對應的坐標為(x’,y’)，則有

根據上述公式可以得到散射光子偏轉θ時的概率