物件、再投影、数据处理、伪影图像重建和获得校正后的图像.目标是消除带状伪影保留原有信息的结构特征，获得高分辨的CT图像，为临床诊断提供更加准确的信息.本发明的实施方式:首先获得多能谱下的投影数据并进行图像重建;然后进行图像分割得到金属物件的图像，并求其Radon变换;通过提出的解析方法对该Radon变换数据进行处理，并重建处理后的数据，得到伪影图像；由原始图像减去伪影图像得到校正后的CT图像;最后给出实施例.具体步骤如下:
(1)获得原始(^图像
对被检测对象进行扫描获得多能谱X射线下的投影数据，用FBP算法或是BPF算法重建投影数据，得到原始CT图像，该图像中含有金属伪影.(2)获得金属图像的投影数据
通常利用阈值方法对原始图像进行图像分割，得到金属图像，此处一般采用的阈值是3000HU;然后再获得金属图像的投影数据.(3)获得伪影图像
首先寻找能谱函数的近似，给出伪影函数的近似表达式，得到确定的伪影函数.由于实际CT扫描系统中能谱图是未知的，故只能根据其共有特征寻找近似函数，该近似能谱的函数应该满足:在能量范围内积分是1.例如:近似函数可以选择矩形函数、正弦函数、余弦函数或是其它近似函数.根据能谱图的特征，正弦函数接近于能谱函数.经过设计有关参数，可以得到伪影函数的近似表达式K=R—HP-RfEo).通过该表达式对步骤2中的投影数据进行处理;然后求Radon逆变换，此处利用FBP或是BPF算法实现，从而得到伪影图像.其中有关参数可以利用某些正则化方法求其最优解.(4)获得校正后的CT图像
由步骤1中的原始图像减去步骤3中伪影图像得到校正后的CT图像.(5)实施例
本实施例选取是改进的二维下颂数字体模，包含512X512个像素，每个像素的尺寸是
0.5mmX 0.5mm，如图1所示.该体模中的骨质成分和软组织等均根据ICRU44号报告参数设置，它们的X射线衰减系数由XC0M软件获得，并植入了3个汞合金物件.该实例采用该体模产生仿真投影数据.仿真中我们使用了多能谱X射线.有关系统参数如下:X射线源与旋转中心距离是1100mm，X射线源与探测器距离是1600mm，探测器单元的长度是0.87.使用圆轨迹等距扇束CT扫描模式产生该模体的投影数据，其中探测器单元个数是512，360度全扫描投影角度个数是660.根据实施方式中步骤1由投影数据直接重建图像，图中存在明显带状等伪影，严重影响临床诊断，如图2所示.根据上面的实施方式中步骤2，选取阈值为3000HU，对图2中的图像进行分割，再利用Radon变换获得它的投影数据.根据上面的实施方式中步骤3，该例中选取电压范围是0.01-1.2Kev，仿真过程使用归一化能谱图.选取的能谱近似函数3isin(3T(E-E0+h)/(2h))/(4h)，其中E0是某一个能量，h是一个可调整的参数;本例中E0=0.65Kev，h =0.55Kev.根据伪影表达式_R—HlWcoshb
得到伪影图像如图3所示，可以看到该图是图2中带状伪影的呈现，其中优化的参数选取P=2.31.根据上述实施方式中步骤4，原始重建图像减去伪影图像得到校正后的图像，如图4所示.
【主权项】
1.一种消减CT图像金属伪影的解析方法，主要包括:从重建图像中分割出金属物，对金属物进行再投影;设计X射线能谱的近似函数;通过处理金属物的投影数据，进行重建得到伪影图像;最后从原图像中减去伪影图像，得到目标图像.所述的校正方法的特征在于:(1)使用了伪影图像的解析表达式；(2)在消除带状伪影的同时保留了原有信息的结构特征;(3)无需X射线能谱的先验知识;(4)不使用原始的投影数据。2.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:从多能谱射线获得的投影数据，由FBP算法或是BPF算法重建图像，该图像含有金属伪影。3.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:利用阈值方法从重建图像中分割出金属图像，并利用投影矩阵求出金属图像的投影数据。4.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:设计一个与X射线能谱近似的函数，该函数满足在能量范围内积分是1.可以选择矩形函数或是正弦函数.根据能谱图的特征，此处使用正弦函数Asin( ω (Ε+ψ ))，其更接近于X射线能谱函数。5.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:利用设计的近似函数，对金属图像的投影数据进行处理，得到伪影函数的表达式K(x)=-R—HlnULoshbRWmetal)/U2+4p2(RWmetal)2)))，即伪影图像，其中P是一个参数，是R—1是Radon逆变换， 表示金属区域的特征函数(区域内为1，其他为0)。6.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:参数P可以利用正则化方法求其最优解。7.根据权利要求1所述的消减CT图像金属伪影的解析方法，其特征在于:从原重建图中减去伪影图像，得到校正后的目标图像。
【专利摘要】本发明给出的一种消减CT图像金属伪影的解析方法，该方法避免了迭代运算。本发明包括从由多能谱射线情况下投影数据重建的图像中分割出金属图像，求其投影图像，寻找能谱函数的近似，得到伪影函数的表达式，获得伪影图像，通过原始图像减去伪影图像获得校正后的图像如附图所示。本发明的特征在于，在消除带状伪影的同时保留了原有信息的结构特征，并且校正方法中不需要能谱的先验知识和原始的投影数据，重建速度快。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN105469366
【申请号】CN201510808114
【发明人】陈明, 李刚
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日