一种用于锥束ct的ct值校正方法
【专利摘要】一种用于锥束CT的CT值校正方法，在不同扫描条件下扫描空气、水模和骨组织体模，分别得到投影数据；进行图像重建；采用基于模板图像的多项式拟合方法去除噪声和伪影；选取若干感兴趣区域，计算衰减系数均值和衰减系数标准差；得到衰减系数的取值范围，取出现概率最大的衰减系数；将空气、水模、骨组织体模在不同扫描条件下的衰减系数与对应的理想CT值进行拟合，分别得到拟合曲线；对被扫描物质进行CT扫描和图像重建；根据该物质衰减系数图像和拟合曲线，得到CT值图像，完成CT值校正。本发明能有效的降低图像噪声及伪影，极大程度的使单一物质的重建图像达到均匀化，使物质的衰减系数精度更高，进而在拟合CT值与物质衰减系数的曲线时更加准确。
【专利说明】—种用于锥束CT的CT值校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械【技术领域】，具体涉及一种用于锥束CT的CT值校正方法。
【背景技术】
[0002]CT检查在制定手术方案及设定放射剂量方面是不可缺少的检查方法，正确的CT诊断要通过优质的CT照片所提供的病灶信息才能做出结论，因此对CT影像质量的控制就成为十分关注的问题。在分析CT图像方面，通过测定CT值可以有效地了解组织密度的改变。如果CT值不够准确，极易导致误判，致使手术失败。而在放射性RT治疗里，CT值是作为医生提供放射剂量的参考，CT值越大，要求的放射剂量就越大，反之CT值越小，要求的放射剂量就越小。如果CT值不够准确，将严重影响医生对病人放射治疗时采用的放射剂量的准确性，进而影响治疗结果。
[0003]因此，一种适用于CT图像的CT值的校正方法，将会为医生准确的分析病灶结构以及制定手术方案带来极大方便。
[0004]X线体层扫描装置由X线球管和探测器两大部分组成，分别安装在被扫描组织的两侧，方向相对。由于人体各种组织(包括正常和异常组织)对X线的吸收不等，所以相同强度的X射线穿过人体后剩余X射线并不均匀，CT即利用这一特性，当球管产生的X线穿过被扫描组织后，透过组织的剩余射线被探测器所接收。它将接收到的X线转化为电信号，再通过计算机的一系列计算，就可以转化为能被医生了解组织结构变化的CT图像。
[0005]物体的一次扫描是指X射线源与探测器旋转一周在不同角度获得一组投影图像，现有的图像重建技术中常应用滤波反投影的方法重建出若干幅物质的断层图像，此时重建出的图像像素所代表的是物质的衰减测量值。运用公式(I)即可以将物质的衰减测量值转化为CT值或亨斯菲尔德(Hounsf ield，简称Hu)，由公式(I)可以看出CT值的定义是以水的标准衰减系数Uw作为基准，若某种物质的衰减系数为U，则该物质一个体素所对应的CT值是:
[0006]
【权利要求】
1.一种用于锥束CT的CT值校正方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:设定锥束CT扫描条件，包括电流、电压和层厚； 步骤2:在不同扫描条件下扫描空气、水模和骨组织体模，分别得到空气、水模和骨组织体模的投影数据； 步骤3:分别对空气、水模和骨组织体模的投影数据进行图像重建，得到空气、水模和骨组织体模的衰减系数图像，该图像中存在噪声和伪影； 步骤4:采用基于模板图像的多项式拟合方法，对水模的衰减系数图像和骨组织体模的衰减系数图像去除噪声和伪影，得到去除噪声和伪影的水模的衰减系数图像或骨组织体模的衰减系数图像，具体步骤如下: 步骤4.1:采用K-Means聚类方法将水模或骨组织体模的衰减系数图像分割成模体部分和背景部分，将背景部分像素值设为O，创建与水模或骨组织体模的模体图像大小和形状均相同的像素值为I的模板图像； 步骤4.2:分别对水模或骨组织体模的模体图像和相应的模板图像进行Radon变换，获得多色X射线投影数据和相应的射线透射物体厚度数据； 步骤4.3:利用多项式对多色X射线投影数据和相应的射线透射物体厚度数据进行拟合，得到多色X射线投影数据和相应的射线透射物体厚度数据之间的关系，即得到多色X射线投影数据和相应的射线透射物体厚度数据的拟合曲线； 步骤4.4:在多色X射线投影 数据和相应的射线透射物体厚度数据的拟合曲线上，过横坐标为零的点做切线，该切线作为单色X射线投影数据与射线透射物体厚度数据间的关系曲线； 步骤4.5:根据多色X射线投影数据，得到多色X射线投影时的等效的射线透射物体厚度数据，进而根据该等效射线透射物体厚度数据，通过步骤4.4所述的切线得到等效的单色X射线投影数据； 步骤4.6:对等效的单色X射线投影数据进行图像重建，得到去除噪声和伪影的水模的衰减系数图像或骨组织体模的衰减系数图像； 步骤5:在去除噪声和伪影后的水模衰减系数图像和骨组织体模的衰减系数图像中，选取若干感兴趣区域，对感兴趣区域计算衰减系数均值和衰减系数标准差； 步骤6:根据感兴趣区域计算衰减系数均值和衰减系数标准差得到衰减系数的取值范围，在该取值范围内取出现概率最大的衰减系数作为当前扫描条件下的水模或骨组织体模的裳减系数； 步骤7:将空气、水模、骨组织体模在不同扫描条件下的衰减系数与对应的理想CT值进行拟合，分别得到拟合曲线； 步骤8:对被扫描物质进行CT扫描得到该物质的投影数据，并对该投影数据进行图像重建，得到该物质在当前扫描条件下的衰减系数图像； 步骤9:根据该物质在当前扫描条件下的衰减系数图像和步骤7得到的拟合曲线，得到该物质的CT值图像，完成CT值校正。
2.根据权利要求1所述的用于锥束CT的CT值校正方法，其特征在于:步骤3所述的分别对空气、水模和骨组织体模的投影数据进行图像重建，是采用FDK方法进行的。
【文档编号】A61B6/03GK103961125SQ201310039298
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】康雁, 孝大宇, 陈永丽, 田方俊, 徐礼胜 申请人:东北大学