[發(fā)明專利]CT系統(tǒng)能譜不一致性的校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811220019.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109363703B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高河偉;張麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種CT系統(tǒng)能譜不一致性的校正方法，包括：

利用測(cè)量的非均勻?yàn)V波片的透射值和不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜進(jìn)行非均勻?yàn)V波片厚度自適應(yīng)估計(jì)，獲得非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度；

根據(jù)物體的線衰減系數(shù)、厚度信息和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度，建立CT系統(tǒng)多色投影值與單色投影值的硬化函數(shù)關(guān)系，并依據(jù)硬化函數(shù)關(guān)系得到硬化校正查找表；以及

根據(jù)每一個(gè)探測(cè)器單元的硬化校正查找表，校正該探測(cè)器的多色投影值至對(duì)應(yīng)單色投影值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其中，所述不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜的獲取過(guò)程包括：

通過(guò)實(shí)際測(cè)量得到不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜；或者

通過(guò)建立不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜的模型；以及

根據(jù)該不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)已知濾波片的透射值數(shù)據(jù)對(duì)有效能譜的模型中獲得的初始有效能譜進(jìn)行優(yōu)化，獲得的優(yōu)化后的有效能譜為不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的校正方法，其中，所述不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜的模型包含X光管能譜項(xiàng)、后腳跟效應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)、除了待求解的非均勻?yàn)V波片之外的其他本真濾波片的衰減項(xiàng)和探測(cè)器單元的能譜響應(yīng)項(xiàng)，其中，X光管能譜項(xiàng)可通過(guò)蒙特卡洛模擬、半經(jīng)驗(yàn)?zāi)茏V計(jì)算工具、或者測(cè)量得到；根據(jù)所述CT系統(tǒng)有效能譜的模型得到的未經(jīng)優(yōu)化的有效能譜為初始有效能譜，該初始有效能譜通過(guò)模型進(jìn)行求取或者作為一個(gè)整體直接通過(guò)蒙特卡洛模擬或者測(cè)量得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的校正方法，其中，所述對(duì)有效能譜的模型中獲得的初始有效能譜進(jìn)行優(yōu)化的方法為：最大期望估計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其中，所述非均勻?yàn)V波片的透射值為不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜、非均勻?yàn)V波片的線衰減系數(shù)和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度的函數(shù)：其中，非均勻?yàn)V波片的線衰減系數(shù)和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度形成衰減項(xiàng)，不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜作為衰減項(xiàng)在能量上的權(quán)重；利用非均勻?yàn)V波片的透射值、非均勻?yàn)V波片的線衰減系數(shù)和不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜進(jìn)行方程求解可得出非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的校正方法，其中，所述利用非均勻?yàn)V波片的透射值、非均勻?yàn)V波片的線衰減系數(shù)和不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜進(jìn)行方程求解采用的方法為牛頓迭代。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其中，所述根據(jù)物體的線衰減系數(shù)、厚度信息和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度，建立CT系統(tǒng)多色投影值與單色投影值的硬化函數(shù)關(guān)系，包括：

根據(jù)非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度，計(jì)算出整個(gè)CT系統(tǒng)中，每一個(gè)探測(cè)器單元包括非均勻?yàn)V波片之后的有效能譜；以及

根據(jù)物體的線衰減系數(shù)、厚度信息和每一個(gè)探測(cè)器單元包括非均勻?yàn)V波片之后的有效能譜，建立CT系統(tǒng)多色投影值與單色投影值的硬化函數(shù)關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校正方法，其中，所述每一個(gè)探測(cè)器單元包括非均勻?yàn)V波片之后的有效能譜為每一個(gè)探測(cè)器單元的不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜、物體的線衰減系數(shù)和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度的函數(shù)，其中，物體的線衰減系數(shù)和非均勻?yàn)V波片在每一個(gè)探測(cè)器單元位置處的等效厚度形成衰減項(xiàng)，每一個(gè)探測(cè)器單元的不含非均勻?yàn)V波片的CT系統(tǒng)有效能譜作為衰減項(xiàng)在能量上的權(quán)重。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的校正方法，其中，所述依據(jù)硬化函數(shù)關(guān)系得到硬化校正查找表，包括：

選取一定范圍內(nèi)的物體厚度值；

選取等效能量；

依據(jù)硬化函數(shù)關(guān)系計(jì)算每一個(gè)物體厚度值下的單色投影值和多色投影值；以及

建立一個(gè)從多色投影值到單色投影值的映射關(guān)系，該映射關(guān)系即為硬化校正查找表；

其中，從多色投影值到單色投影值的映射關(guān)系，可使用多項(xiàng)式擬合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的校正方法，在所述根據(jù)每一個(gè)探測(cè)器單元的硬化校正查找表，校正該探測(cè)器的多色投影值至對(duì)應(yīng)單色投影值的步驟之后還包括：

基于硬化校正后的單色投影值數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)解析或者迭代的圖像重建過(guò)程得到物體的CT斷層圖像。