本發(fā)明涉及的領(lǐng)域?yàn)閤射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備的系統(tǒng)校正方法，具體的說是一種對經(jīng)過系統(tǒng)校正的ct系統(tǒng)仍存在的偏差進(jìn)行校正的一種方法。

背景技術(shù)：

1、水模圖像通常用于測試ct的系統(tǒng)性能。無論是國家標(biāo)準(zhǔn)還是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都提及使用水模圖像驗(yàn)證ct系統(tǒng)的性能。這些性能包括圖像偽影、ct值準(zhǔn)確性、ct圖像噪聲、ct值均勻性等。

2、ct系統(tǒng)非理想系統(tǒng)，ct的探測器陣列中的每一個通道，對于同樣的輸入x射線，其響應(yīng)不可能達(dá)到一致，每個通道有獨(dú)一無二的增益系數(shù)。

3、x射線為多能譜射線，x射線經(jīng)過物體照射到探測器上的過程中，要經(jīng)過散射作用，射束硬化作用，導(dǎo)致到達(dá)探測器的射線非理想。x射線計(jì)算機(jī)斷層系統(tǒng)的系統(tǒng)校正其目的是，消除上述提及的各種實(shí)際硬件和物理效應(yīng)的影響，得到理想的投影，重建得到無偽影的圖像。往往經(jīng)過一系列，包括但不限于強(qiáng)度歸一化校正、空氣校正(增益校正)、散射校正、串?dāng)_校正、硬化校正、非線性校正等系統(tǒng)校正后，水模圖像中仍然存在偽影。上述偽影存在的原因是，經(jīng)過上述提及的系統(tǒng)校正后，投影數(shù)據(jù)與理想的水模投影數(shù)據(jù)相比，仍存在偏差，本發(fā)明的目的是盡量通過channel?to?channel的方式對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以消除水模圖像投影。

4、目前也有其他方案，能夠一定程度上消除水模圖像上的存在的偽影，例如去環(huán)狀偽影算法，去除暗帶偽影的算法等。這些方法都是在圖像域進(jìn)行處理，對偽影的形態(tài)有要求，一般對于環(huán)型偽影去除效果好，對于非對稱的去除效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明要解決的問題是對于水模圖像偽影的形態(tài)沒有環(huán)型等特殊要求的情況下，去除各種由于校正不完全，系統(tǒng)投影存在偏差而導(dǎo)致的圖像偽影。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，包括以下步驟：

3、對于已校正的偏心擺放水模投影，通過半掃描重建得到帶偽影的水模圖像imgori，并進(jìn)行平滑處理得到修正圖像為imgcor；

4、對帶偽影的水模圖像imgori和修正圖像imgcor，分別進(jìn)行扇束正投影，生成帶偽影的投影prjori和無偽影的投影prjideal；

5、對于帶偽影的投影prjori中，大于閾值的投影值在角度方向進(jìn)行加和平均，得到帶偽影的平滑投影prjori_viewavg，對于prjori投影值大于閾值的所有角度對應(yīng)的prjideal的投影值進(jìn)行加和平均，得到無偽影的平滑投影prjideal_viewavg；

6、根據(jù)帶偽影的平滑投影prjori_viewavg、無偽影的平滑投影prjideal_viewavg進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到二者的對應(yīng)關(guān)系；

7、獲取待進(jìn)行均勻性校正的帶偽影的水模投影數(shù)據(jù)，通過關(guān)系式得到校正后的無偽影的水模投影數(shù)據(jù)。

8、所述偏心擺放是指水模擺放的幾何中心與機(jī)架掃描中心不重合。

9、所述偏心擺放，具體為：將水模擺放至掃描視野的邊緣,但不超過掃描視野。

10、所述已校正的偏心擺放水模投影，通過完成下列校正，包括但不限于：強(qiáng)度歸一化校正、空氣校正、散射校正、串?dāng)_校正、硬化校正、非線性校正。

11、所述通過半掃描重建得到帶偽影的水模圖像imgori，使用(180°+α)對應(yīng)的掃描范圍內(nèi)數(shù)據(jù)，其中α為扇束角度。

12、所述扇束正投影，正投影幾何參數(shù)采用同ct系統(tǒng)實(shí)際幾何參數(shù)一致的參數(shù)，包括扇束角度、焦點(diǎn)位置、探測器位置；扇束正投影的起始角度與重建的水模圖像imgori使用的掃描數(shù)據(jù)的起始角度一致。

13、所述多項(xiàng)式擬合，具體如下：

14、以prjori_viewavg為自變量，prjideal_viewavg為因變量，進(jìn)行多項(xiàng)式擬合；

15、prjideal_viewavg(c,s)

16、＝an(c,s)·prjori_viewavg(c,s)^n+an-1(c,s)·prjori_viewavg(c,s)^(n-1)

17、+…+a2(c,s)·prjori_viewavg(c,s)^2+a1(c,s)·prjori_viewavg(c,s)

18、+a0(c,s)

19、其中，c是探測器通道方向索引，s是探測器層方向索引，n多項(xiàng)式擬合系數(shù)的維度；

20、得到探測器響應(yīng)均勻性校正系數(shù)an(c,s),an-1(c,s),…a0(c,s)，c∈1,2,…c；s∈1，2，…s；其中，c為扇束正投影的通道數(shù)，s為探測器層數(shù)；探測器的每一個通道均產(chǎn)生一組多項(xiàng)式系數(shù)。

21、一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正系統(tǒng)，包括：

22、半掃描重建模塊，用于對于已校正的偏心擺放水模投影，通過半掃描重建得到帶偽影的水模圖像imgori，并進(jìn)行平滑處理得到修正圖像為imgcor；

23、扇束正投影模塊，用于對帶偽影的水模圖像imgori和修正圖像imgcor，分別進(jìn)行扇束正投影，生成帶偽影的投影prjori和無偽影的投影prjideal；

24、平滑投影模塊，用于對于帶偽影的投影prjori中，大于閾值的投影值在角度方向進(jìn)行加和平均，得到帶偽影的平滑投影prjori_viewavg，對于prjori投影值大于閾值的所有角度對應(yīng)的prjideal的投影值進(jìn)行加和平均，得到無偽影的平滑投影prjideal_viewavg；

25、多項(xiàng)式擬合模塊，用于根據(jù)帶偽影的平滑投影prjori_viewavg、無偽影的平滑投影prjideal_viewavg進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到二者的對應(yīng)關(guān)系；

26、均勻性校正模塊，用于獲取待進(jìn)行均勻性校正的帶偽影的水模投影數(shù)據(jù)，通過關(guān)系式得到校正后的無偽影的水模投影數(shù)據(jù)。

27、一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正裝置，包括存儲器和處理器；所述存儲器，用于存儲計(jì)算機(jī)程序；所述處理器，用于當(dāng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時，實(shí)現(xiàn)所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法。

28、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法。

29、本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

30、1.探測器的每個channel都生成一組校正系數(shù)，相較于圖像域的偽影校正方法，其校正的數(shù)據(jù)更靠近前端，對于不同形態(tài)的偽影，均有較好的校正效果。

31、2.校正流程簡單，所用模體為常用水模，一般ct系統(tǒng)都會標(biāo)配水模，不會增加硬件成本。

32、3.本發(fā)明中的重建算法為二維半掃描重建算法，其優(yōu)點(diǎn)是重建圖像能夠充分體現(xiàn)出因探測器響應(yīng)差異帶來的偽影。與重建數(shù)據(jù)同角度的并且?guī)缀螀?shù)與真實(shí)ct幾何參數(shù)一致的正投影數(shù)據(jù)，能夠在正投影數(shù)據(jù)中體現(xiàn)探測器的響應(yīng)偏差，從而提高校正效果。

技術(shù)特征：

1.一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述偏心擺放是指水模擺放的幾何中心與機(jī)架掃描中心不重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述偏心擺放，具體為：將水模擺放至掃描視野的邊緣,但不超過掃描視野。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述已校正的偏心擺放水模投影，通過完成下列校正，包括但不限于：強(qiáng)度歸一化校正、空氣校正、散射校正、串?dāng)_校正、硬化校正、非線性校正。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述通過半掃描重建得到帶偽影的水模圖像imgori，使用(180°+α)對應(yīng)的掃描范圍內(nèi)數(shù)據(jù)，其中α為扇束角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述扇束正投影，正投影幾何參數(shù)采用同ct系統(tǒng)實(shí)際幾何參數(shù)一致的參數(shù)，包括扇束角度、焦點(diǎn)位置、探測器位置；扇束正投影的起始角度與重建的水模圖像imgori使用的掃描數(shù)據(jù)的起始角度一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，其特征在于，所述多項(xiàng)式擬合，具體如下：

8.一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正裝置，其特征在于，包括存儲器和處理器；所述存儲器，用于存儲計(jì)算機(jī)程序；所述處理器，用于當(dāng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種ct裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種CT裝置探測器響應(yīng)的均勻性校正方法，對于已校正的偏心擺放水模投影，通過半掃描重建得到帶偽影的水模圖像ImgOri，并進(jìn)行修正得到修正圖像為ImgCor；對帶偽影的水模圖像ImgOri和修正圖像為ImgCor，分別進(jìn)行扇束正投影，生成帶偽影的投影PrjOri和無偽影的投影PrjIdeal；對于帶偽影的投影PrjOri中，大于閾值的投影值在角度方向進(jìn)行加和平均，得到PrjOri_ViewAvg，對于PrjOri投影值大于閾值的所有角度對應(yīng)的PrjIdeal的投影值進(jìn)行加和平均，得到PrjIdeal_ViewAvg。進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到二者的關(guān)系式；獲取待進(jìn)行均勻性校正的帶偽影的水模投影數(shù)據(jù)，通過應(yīng)用關(guān)系式獲取的多項(xiàng)式系數(shù)，得到校正后的無偽影的水模投影數(shù)據(jù)。本發(fā)明對數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，可顯著減少重建后圖像中的偽影。

技術(shù)研發(fā)人員：王群,相會財(cái),晏雄偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寬騰（北京）醫(yī)療器械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18