[發明專利]基材料分解方法和裝置及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201711432840.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109959669B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 李亮;陳志強;康克軍;趙自然;張麗;邢宇翔;趙眺;李薦民;劉必成;易茜
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 許蓓

本公開公開了一種基材料分解方法和裝置及計算機可讀存儲介質，涉及輻射成像領域。該方法包括根據被掃描物體的每個點的等效原子序數，將被掃描物體劃分為若干區域，每個區域采用相同的一組基材料組合，不同區域之間采用不同的基材料組合；分別確定每個區域中每個點對該區域的基材料組合分解得到的分解系數；根據區域中每個點處的分解系數和該區域的基材料組合的原子信息，分別確定每個區域中每個點的等效原子序數，以便根據各個區域中每個點的等效原子序數更新被掃描物體劃分的區域；循環執行上述步驟，直至所有區域的分解系數收斂。從而實現了一種動態基材料分解方法，降低基材料組合選擇不當帶來的分解誤差，提高多能CT基材料分解和物質識別的準確性。

技術領域

本公開涉及輻射成像領域，特別涉及一種基材料分解方法和裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

現有的X射線雙能CT(Computed Tomography，計算機斷層掃描)成像技術，將物質的衰減系數函數分解成兩種已知基材料的衰減系數函數的線性組合，而線性組合系數就是待求解的未知量。其中，被掃描物體的每一點采用固定的一組雙基材料，使用固定的一組衰減系數函數。例如在醫療雙能CT中，可以選水和骨骼為雙基材料。

發明內容

發明人發現，現有的固定基材料組合分解方法，在待識別物質具有較小的原子序數變動范圍時會取得較好的效果，但是在變化范圍很大時，會產生較大的分解誤差。例如從碳(原子序數Z＝6，代表有機物)到鉛(Z＝82，代表重金屬)，它們的衰減系數函數區別很大。如果用固定的一組基材料，例如選擇碳(Z＝6)和錫(Z＝50)，對于被掃描物體中Z50和Z＝28附近的物質，它們的分解誤差很大；如果選擇碳(Z＝6)和鉛(Z＝82)，對于被掃描物體中30Z60的物質，它們的分解誤差很大；如果選擇錫(Z＝50)和鉛(Z＝82)，對于被掃描物體中Z50的物質，它們的分解誤差很大。

本公開實施例所要解決的一個技術問題是：降低基材料組合選擇不當帶來的分解誤差。

本公開的一個方面提出一種基材料分解方法，包括：

根據被掃描物體的每個點的等效原子序數，將被掃描物體劃分為若干區域，其中，每個區域采用相同的基材料組合，不同區域之間采用不同的基材料組合；

分別確定每個區域中每個點對該區域的基材料組合分解得到的分解系數；

根據區域中每個點處的分解系數和該區域的基材料組合的原子信息，分別確定每個區域中每個點的等效原子序數，以便根據各個區域中每個點的等效原子序數更新被掃描物體劃分的區域；

循環執行上述步驟，直至所有區域的分解系數收斂。

可選地，所述被掃描物體的區域劃分方法包括：根據被掃描物體的每個點的等效原子序數在預設的原子序數關系鏈中所處的位置，將在原子序數關系鏈中位于同一子區間的各個點劃分到一個區域，并且將子區間兩端點處的原子序數對應的材料確定為該區域的基材料組合。

可選地，采用迭代方法分別確定每個區域中每個點對該區域的基材料組合分解得到的分解系數，所述迭代方法包括：

從t＝1開始，計算t區域中每個點對t區域的基材料組合分解得到的分解系數；

將t區域中每個點的分解系數作為下次計算的已知量，計算t+1區域中每個點對t+1區域的基材料組合分解得到的分解系數；

直至t增加到N，迭代過程結束，得到每個區域中每個點對該區域的基材料組合分解得到的分解系數，N表示區域的數量。

可選地，t區域中每個點對t區域的基材料組合分解得到的分解系數的計算方法包括：根據每一條射線上匹配的各種能量的投影數據，計算t區域的基材料組合的分解系數在該射線上的積分，得到t區域的基材料組合的分解系數在所有射線上的積分后，根據預設的重建算法重建出被掃描物體的t區域中每個點對t區域的基材料組合分解得到的分解系數。