一种用于静态CT的散射校正方法及散射校正系统与流程

本发明涉及一种用于静态ct的散射校正方法，同时也涉及相应的散射校正系统，属于辐射成像。

背景技术：

1、目前，ct散射校正相关的方法有很多种，比如：bsa(beam s top array，光束光阑阵列)方法和sks(散射核卷积)方法等。bsa方法利用设计好的二维网格射线阻挡器测量散射，然后插值得到散射分布进行散射校正，这种方法需要在加bsa和不加bsa时进行两次成像，延长了扫描时间，增加额外剂量，而且有可能增加物体运动带来的误差。sks方法不需要任何硬件的调整，不需要额外扫描，就可以比较好地估算散射，但是该方法参数调整比较复杂且存在一定的不稳定性，对于复杂物体的散射以及多源扫描的交叉散射，估算的准确性较差。

2、然而，由于散射抑制的多样性和复杂性，目前还没有很好地适用于静态ct的标准方法。由于静态ct采取双环结构，在同一个探测器上会有多个源成像，射线角度发生很大变化，不能采用传统螺旋ct常用的反散射栅来抑制散射。因此，对于静态ct而言，目前很难设计合适的反散射栅抑制散射，导致探测器会接收到大量的散射射线，特别是多源曝光模式，其交叉散射非常严重，形成严重的散射伪影，极大地降低图像质量。

技术实现思路

1、本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于静态ct的散射校正方法。

2、本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于静态ct的散射校正系统。

3、为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

4、根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于静态ct的散射校正方法，包括：

5、预先通过设置在主探测器至少一侧的散射探测器采集散射数据，以通过插值的方式获取散射校正表，并利用所述散射数据进行模型训练，以获取预训练模型；其中，所述散射校正表包括每个床位和角度对应的散射分布；

6、获取用户进行静态ct扫描的原始图像；

7、对所述原始图像进行预校正，以获取第一图像；

8、对所述第一图像按照偏心切图，以获取第二图像；

9、判读所述用户的ct扫描方式是否为螺旋扫描；

10、若判断结果为是，则利用所述散射校正表对所述第二图像进行散射校正；若判断结果为否，则基于所述预训练模型获取所述第二图像对应的散射分布，并对所述第二图像进行散射校正。

11、其中较优地，所述散射校正表通过以下方式获取：

12、基于设置在主探测器至少一侧的散射探测器采集散射图像，并进行数据预处理；

13、基于预处理数据，提取散射数据放入数组中，并与床位和角度相对应；其中，所述数组中包括每个床位和角度的数据信息；

14、基于所述散射数据，提取每个像素所有的散射值及每个像素对应的床位和角度；

15、在床位和角度平面内，根据设置的床位和角度网格，通过插值的方式得到平面内每个网格位置的散射值；

16、将插值得到的散射值按照主探测器的探测方向排列，并进行平滑处理；

17、将所述探测方向上所有主探测器的散射分布与对应的床位和角度进行存储，作为所述散射校正表。

18、其中较优地，基于所述散射校正表进行散射校正，具体包括：

19、输入所述第二图像；

20、提取所述第二图像的床位和角度信息；

21、对于每排主探测器，将探测角度转换到0～360°内，并根据所述第二图像的床位及排数进行计算，以得到该排主探测器对应的床位；

22、根据该排探测器对应的床位和角度信息，在所述散射校正表中找到每排探测器对应的散射值，以得到所述第二图像对应的散射分布；

23、对所述第二图像进行反对数变换并求倒数，以得到未经过散射校正的图像；

24、利用得到的未经过散射校正的图像扣除所述第二图像对应的散射分布，得到散射校正后的图像；

25、对所述散射校正后的图像进行负对数运算，从而完成对所述第二图像的散射校正。

26、其中较优地，所述基于预训练模型获取所述第二图像对应的散射分布，具体包括：

27、获取散射探测器所采集的散射数据以及所述第二图像对应的投影数据；

28、将所述散射数据和投影图数据共同输入预训练模型；

29、基于所述预训练模型输出所述第二图像对应的散射分布。

30、其中较优地，所述插值的方式至少包括立方体插值或双调和样条插值，并在插值过程中进行cuda加速。

31、其中较优地，所述对原始图像进行预校正，具体包括：

32、对原始图像进行本底校正，以获取本底校正图像；

33、对所述本底校正图像进行增益校正，以获取增益校正图像；

34、对所述增益校正图像进行空气校正，以获取第一图像。

35、其中较优地，在轴扫状态下，若主探测器的两侧均设置有散射探测器，则利用两侧散射探测器所测散射值以及散射分布的低频特性，采用面插值方式得到主探测器上每个像素的散射值，以用于散射扣除；

36、若主探测器仅有一侧设置有散射探测器，则采用散射核卷积法或ai方法估算主探测器上每个像素的散射值，以用于散射扣除。

37、其中较优地，所述散射探测器的排列间隔大于所述主探测器的排列间隔；其中，排列间隔越大则排列越稀疏，排列间隔越小则排列越紧密。

38、其中较优地，所述散射探测器采集散射数据至少包括：

39、单射线源曝光状态下所采集的散射数据；或，多射线源交替曝光下所采集的散射数据；或，多射线源同时曝光下所采集的散射数据。

40、根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于静态ct的散射校正系统，包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：

41、预先通过设置在主探测器至少一侧的散射探测器采集散射数据，以通过插值的方式获取散射校正表，并利用所述散射数据进行模型训练，以获取预训练模型；其中，所述散射校正表包括每个床位和角度对应的散射分布；

42、获取用户进行静态ct扫描的原始图像；

43、对所述原始图像进行预校正，以获取第一图像；

44、对所述第一图像按照偏心切图，以获取第二图像；

45、判读所述用户的ct扫描方式是否为螺旋扫描；

46、若判断结果为是，则利用所述散射校正表对所述第二图像进行散射校正；若判断结果为否，则基于所述预训练模型获取所述第二图像对应的散射分布，并对所述第二图像进行散射校正。

47、与现有技术相比较，本发明具有以下的技术效果：

48、1.利用散射探测器在ct扫描时实时测量散射，利用静态ct的特性，通过插值的方式能够非常准确得到被扫描物体所有位置和角度的散射分布，以进行精准的散射校正，提高了散射校正的效果。

49、2.该散射校正方法容易实现，并且算法复杂度低。

50、3.可以广泛应用于单源和多源曝光模式。

技术特征：

1.一种用于静态ct的散射校正方法，其特征在于包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于所述散射校正表通过以下方式获取：

3.如权利要求2所述的散射校正方法，其特征在于基于所述散射校正表进行散射校正，具体包括：

4.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于所述基于预训练模型获取所述第二图像对应的散射分布，具体包括：

5.如权利要求2所述的散射校正方法，其特征在于：

6.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于所述对原始图像进行预校正，具体包括：

7.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于：

8.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的散射校正方法，其特征在于所述散射探测器采集散射数据，至少包括：

10.一种用于静态ct的散射校正系统，其特征在于包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：

技术总结
本发明公开了一种用于静态CT的散射校正方法及散射校正系统。该散射校正方法包括：预先通过设置在主探测器至少一侧的散射探测器采集散射数据，以获取散射校正表，并经过模型训练得到预训练模型；其中，散射校正表包括每个床位和角度对应的散射分布；获取用户的原始图像；对原始图像进行预校正，以获取第一图像；对第一图像按照偏心切图，以获取第二图像；判读用户的CT扫描方式是否为螺旋扫描；若判断结果为是，则利用散射校正表对第二图像进行散射校正；若判断结果为否，则基于预训练模型获取第二图像对应的散射分布，并对第二图像进行散射校正。该散射校正方法利用插值方式得到散射校正表，能够进行精准的散射校正，提高了散射校正的效果。

技术研发人员：梁松,陈耕,崔志立,李运祥,齐彦军
受保护的技术使用者：北京纳米维景科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12