[发明专利]一种去除CT图像金属伪影的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学CT图像处理方法。特别是涉及一种去除CT图像金属伪影的方法。

背景技术

随着X射线的发现和使用，双能X射线理论在1953年由Jacobson提出。近年来，随着CT技术的发展，双能X射线理论逐渐应用于放射诊断和治疗中。双能CT成像则是双能X射线理论应用于CT成像领域的产物，其最主要的作用是可以去除普通CT图像中普遍存在的金属伪影。

目前广泛应用的双能CT理论是RobertE.Alvarez和AlbertMacovski于1976年在《PhysicsinMedicineandBiology》杂志发表的“Energy-selectiveReconstructionsinX-rayComputerizedTomography”一文中所提到的“能量选择性重建方法”：将X光与人体组织的相互作用简单地划分为光电子效应和康普顿效应两种，当两种不同峰值的能量谱的X射线照射在同一区域时，由于不同物质对于不同能量的X射线有不同的、特异性的衰减系数，通过相应的数学运算，可以得到虚拟的单能CT图像。简而言之，双能CT理论是使用两种不同峰值的能量谱的X射线照射，计算出不同的虚拟单能CT图像。这一理论已经被应用到现有的商用双能CT扫描机器中(如美国通用公司的DiscoveryCT750HD)。但是该应用受限于硬件的发展，相关设备的价格非常高昂。而现有的普通CT扫描机器，只能发出单一峰值的能量谱的X射线(即混合能量X射线)，只能得到一种混合能量CT图像。因此，探索一种从现有普通的混合能量CT图像获得双能CT图像，再通过图像处理消除金属伪影的方法，是具有极大的实际应用价值的。

ChuanyongBai,LingShao,AngelaJ.DaSilva等人于2003年在《IEEETransactionsonNuclearScience》发表的文章“AGeneralizedModelfortheConversionfromCTNumberstoLinearAttenuationCoefficients”中提到一种用于正电子发射断层摄影(PET)/CT成像中对衰减系数进行校正的双线性方法。该方法实现的是单能CT图像之间的转换，并将混合能量CT图像看成是其有效能量下的CT图像，即混合能量可以理解为一种单能能量。所采用的线性转换方法则是将物质看成水和某种物质按一定的比例混合而成：先求出该混合比例，再求出转换系数，最终求出该物质对应的线性衰减系数，再转化为CT值。对于不同的能量，其混合比例也会发生相应的变化。通过上述的方法，可以将普通的混合能量的CT转换为单能CT图像，因为各个组织的转换系数不同，通过图像减影可以选择性的保留某组织，为消除金属伪影，所以选择去除其他组织保留金属，得到只含有金属的CT图像，叠加到原图像中则可以去除CT图像的金属伪影。而由于金属的存在，CT图像中某些软组织的CT值呈现为负值状态，需要对其进行CT值填充，仍然通过减影保留软组织，去除骨骼组织和金属，然后叠加到原CT图像，可以填充软组织的CT值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以使普通CT扫描机器获得单能CT图像，并且获得双能CT功能的去除CT图像金属伪影的方法。

本发明所采用的技术方案是：一种去除CT图像金属伪影的方法，包括如下步骤：

1)测定待使用CT机的X光管发射的混合能量的有效能量，所测量的有效能量记为E_eff；

2)使用所述的CT机的混合能量X射线获取一幅含有金属伪影的CT图像，把所获取的图像看成有效能量E_eff下的单能CT图像，表示为I_eff；

3)读取有效能量E_eff的单能CT图像I_eff中的CT值；

4)将单能CT图像I_eff的CT值转换为目标单能能量E下的线性衰减系数；

5)根据步骤4)得到的目标单能能量E下的线性衰减系数，计算CT值，再将CT值映射到灰度范围内并显示出来即为目标单能能量E下的CT图像，表示为I_res；

6)将有效能量E_eff下的单能CT图像I_eff和目标单能能量E下的CT图像I_res对软组织部分作减影，保留图像中的金属部分，得到减影金属图像，表示为I_metal；