[发明专利]CT系统金属伪影校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及CT系统图像重建方法技术领域，尤其是涉及一种CT系统金属伪影校正方法。

背景技术

CT成像技术发展迅速，其具有空间分辨率高、扫描速度快、射线利用率高和图像具有各向同性等优势，目前广泛应用于人体器官成像、疾病诊断、术后评估等方面。但是，CT成像过程中，若被扫描物体存在高衰减系数的物质(如人体内的金属器件、病人必须携带的活检剂和芯片中的金属等)会导致严重的金属伪影。金属伪影在CT图像中表现为条纹状亮纹、暗带或阴影。金属伪影严重破坏了CT图像的真实性，极大地限制了CT系统的检测精度和临床应用。因此，非常有必要去除或最大程度地校正金属伪影。

目前，金属伪影校正常用三种方法：射束过滤、双能系统和算法校正。基于迭代重建的算法校正是目前最常用的金属伪影校正方法。但是，上述基于迭代重建的金属伪影校正算法需要基于某些先验信息，很多情况下，这些先验信息是未知的。

发明内容

本发明的目的是：提供一种无需先验信息的CT系统金属伪影校正方法。

本发明的技术方案是：一种CT系统金属伪影校正方法，包括下述步骤：

初始化参数，其中，所述参数包括物体的衰减系数、最大投影角度Θ、重建图像大小N_x×N_y×N_z、扫描物体大小为L_x×L_y×L_z、CT探测器数量D及单个探测单元的大小D_s；

创建所述CT系统的系统矩阵θ为投影角度，t是投影角度的序号，i是该投影角度下第i条X射线；

基于所述系统矩阵计算CT图像重建的过程中的物体衰减系数f；

优化所述物体衰减系数f。

在一些较佳的实施例中，其中，初始化参数包括下述步骤：

根据投影角度，确定所述最大投影角度Θ和投影角度数量n；

根据所述探测器单元数量D及单个探测单元的大小Ds确定需要计算的X射线条数；

根据所述重建图像大小N_x×N_y×N_z和扫描物体大小为L_x×L_y×L_z，确定网格的大小和数量；

初始化重建前的物体衰减系数。

在一些较佳的实施例中，其中，创建所述CT系统的矩阵包括下述步骤：

输入所述初始化参数；

确定投影角度θt；

将需要计算衰减系数的射线记作l_ti(1≤t≤n,1≤i≤D)，其中，t是投影角度的序号，n是投影角度数量，j是该投影角度下第j条X射线，D是探测器单元数量；

计算X射线l_ti经过的网格以及所述l_ti与所述网格的交线长度，得到所述CT系统的系统矩阵

所述网格的网格序号保存在内存M_ij中，所述交线长度保存在内存M'_ij中，所述M_ij和M'_ij中的数据一一对应；

若t=n，完成所述CT系统的矩阵若t≠n，则在投影角度θ_t+1下重复执行上述步骤。

在一些较佳的实施例中，其中，基于所述系统矩阵计算CT图像重建的过程中的物体衰减系数f，包括下述步骤：

在当前投影角度θ_t时，读取探测器i探测到的X射线l_ti透射后的能量；

根据通过探测器探测到的能量计算X射线经过的网格的衰减系数；

在所述X射线l_ti经过的路径上，计算l_ti穿过所述网格g_i,j后的能量，并根据所述能量计算g_i,j的衰减系数，计算的公式为其中，E_j+1是射线穿过网格j+1透射后的能量，E₀是射线的初始能量，f_j’是物体网格g_i,j的衰减系数，η是变换系数；

所述X射线l_ti穿过所述网格g_i,j后，计算透射后X射线的能量；