[發明專利]CT散射校正方法及系統

有效

• 申請號: 202010133896.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111643104B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 高河偉;邢宇翔;陳志強;張麗;李亮;張濤;周浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種CT散射校正方法及系統，該CT散射校正方法包括：基于預先建立的投影數據值與散射值映射關系查找表和測量的投影值得到散射估計值，映射關系中的所述散射值為經過能譜校正后的散射值；或者基于能譜物理對散射值的分布函數進行校正后迭代求解得到散射估計值。上述方法通過在散射估計過程中加入能譜校正的因素，基于能譜硬化對于散射分布影響的不同假設，按照迭代求解的方式或者基于散射遮擋硬件測量的方式可以得到能譜校正后的散射估計值，對于硬件的要求不高，同時還具有迭代效率高、計算準確度較高的優點。

技術領域

本公開屬于輻射成像技術領域，涉及一種CT散射校正方法及系統。

背景技術

計算機斷層成像(CT，Computed Tomography)是使用X射線束和探測器掃描物體的某一截面(斷層)，利用人體器官或組織對X射線的吸收系數不同的特性獲得反映此截面物理或化學特性的投影數據集合，通過計算機運算獲得截面上任意位置的參數值，并由此得到斷層圖像。

現有CT系統的主要部件包括：X射線源、探測器、以及旋轉裝置。在CT成像過程中，X射線源與探測器圍繞物體進行相對旋轉運動，以此獲得不同旋轉角度下的CT數據，也稱CT投影值。在CT成像中，X射線的衰減服從指數規律，CT投影值是間接獲取的，通常需要“負對數”預處理。

光子散射是CT自誕生以來就存在的影響CT圖像質量的基礎物理挑戰，會造成圖像偽影和CT值不準確等問題。提高CT成像性能的最核心問題之一是去除或減少射線散射。去除散射的方法大致可以分為：基于硬件的直接散射測量和基于算法的散射估計兩大類，基于硬件的直接散射測量的方法中的硬件可以利用散射遮擋塊/散射遮擋條等，基于算法的散射估計的方法中的算法包括：基于物理的解析模型玻爾茲曼輸運方程/蒙特卡洛計算、投影域卷積濾波等。一般而言，直接測量類散射校正方法精度高，但對硬件有額外要求，且往往需要二次掃描，可能增加劑量；而算法估計類方法對硬件沒有額外要求，也不需要二次掃描，但校正效果可能差一些，或者計算復雜度高。

因此，亟需提出一種對于硬件要求不高且計算較為簡單的散射校正方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種CT散射校正方法及系統，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種CT散射校正方法，包括：基于預先建立的投影數據值與散射值映射關系查找表和測量的投影值得到散射估計值，映射關系中的所述散射值為經過能譜校正后的散射值；或者基于能譜物理對散射值的分布函數進行校正后迭代求解得到散射估計值；

其中，所述基于能譜物理對散射值的分布函數進行校正后迭代求解得到散射估計值，包括：將被掃描物體放于多光源CT成像系統中，獲取至少兩個不同位置的光源在探測器同一像素點處的投影數據；對至少兩個不同位置的光源在探測器同一像素點處的投影數據進行能譜校正，獲得能譜校正后探測器像素探測得到的總光子數的表達式，該表達式中包括：經過能譜校正后散射值的分布函數，其中所述經過能譜校正后散射值的分布函數基于能譜硬化對于散射分布的影響確定；以及根據能譜校正后散射值的分布函數求解出能譜校正后散射值的表達式，并根據能譜校正后散射值的表達式進行迭代求解得到散射估計值。

在本公開的一實施例中，所述能譜校正后探測器像素探測得到的總光子數的表達式為：能譜校正后探測器像素探測得到的總光子數為能譜校正后的透射光子數與能譜校正后散射值分布函數的疊加。

在本公開的一實施例中，對應于兩個不同位置的光源的情況，所述能譜校正后探測器像素探測得到的總光子數的表達式滿足：