双能量一次曝光法能量减影的实现

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1、双能量一次曝光法能量减影的实现张俊,李介谷,何昕,李保洲(上海交通大学图象处理与模式识别研究所)摘要介绍了双能量一次曝光法能量减影的基本原理,阐述了采用此技术进行选择性地提取人体肺部骨组织和软组织的理论基础,说明了应用软件方法实现能量减影的具体步骤,其中包括通过散射校正和硬化校正等提高处理质量的过程,最后给出了实验结果,并用三维曲面图加以分析.结果表明,能量减影方法能显著提高肺部细密组织的成像效果,便于更加明晰地发现病灶的部位,为诸如肿瘤的前期诊断提供可靠的依据.关键词双能量一次曝光;能量减影;吸收系数;散射校正;硬化校正中图

2、法分类号TP391.4ImplementationofOne2ShortDual2EnergySubtractionZhangJun,LiJiegu,HeXin,LiBaozhouInstituteofImageProcessing&PatternRecognition,ShanghaiJiaotongUniversity,ChinaAbstractThispaperintroducesprinciplesofone2shortdual2energysubtraction,atechniqueofCR(ComputedRadi

3、ography).Andthetheoreticbasistoselectivelyextractribandsofttissueinthoraxbyusingthistechniqueispresented.Moreover,aprocedureofenergysubtractionwithsoftwareismentionedindetails,includingthewaystoimprovequalityofprocessingbyscattercorrectionandbeam2hardeningcorrection

4、.Finally,theexperimentalresultsandtheanalyzingconclusionwith32Dcurvedsurfacediagramarepresented.Itprovestheimprovedimagingeffectofdetailtissueinthoraxbythismethod,andcanconspicuouslydetectlesioninlungandprovidereliabletestimonyforthepre2viousdiagnosisoftumor.one2sho

5、rtdual2energy;energysubtraction;absorbedcoefficient;scattercorrection;Keywordsbeam2hardeningcorrection计算机数字图象处理技术1在医学病理诊断中取得了广泛的应用,而作为一门CR(ComputedRa2diography)技术2,能量减影在病变诊断,尤其是在胸部骨组织与软组织病变(如肿瘤)诊断的准确性方面发挥着重要的作用.通过能量减影技术可选择性地提取肺部的骨组织和软组织部分,从而在分析肺脉管及支气管的走向及病变时,不会受肋骨阴影

6、的影响,以利于正确诊断.Ishigakil等3曾对140个病人作过实验,将采用能量减影方法的诊断效果与传统的X光底片诊断效果进行比较,结果证实采用能量减影进行胸部的病理诊断,对于肺部结核诊断的效果较传统方法提高25%;对于肋骨病变的诊断提高48%;对骨质钙化的诊断提高29%,而仅仅在进行胸椎病变的诊断中,效果较普通X光片差.可见,能量减影技术在提高胸部病变的诊断方面效果显著.能量减影技术按原理机制可分为两类:一类是双能量二次曝光法;另一类是双能量一次曝光法4.前者采用两种能量的X光对身体同一部位通过快速切换装置分别进行两次曝光

7、,由于两次曝光在时间收稿日期:1998204204张俊:男,1973年生,博士生.邮编:200030张俊,等:双能量一次曝光法能量减影的实现第9期11及空间上都有细微的偏差,因而将造成两次记录信息在时空上的差异,即所谓的“运动失准”5,故减影效果相对较差;而后者的两底片曝光是在同一瞬时完成的,不存在时间上的不一致,因而效果较前一种要好.本文主要讨论如何用软件方法实现双能量一次曝光法能量减影.X射线的减弱规律X光与物质相互作用可大致分为电子散射和原子吸收两类.而散射过程又分为两种:一种是只引起X光方向的改变,而不引起其能量变化的

8、散射,称为相干散射;另一种为既引起X光子的方向又引起其能量改变的射散,即康普顿散射.当X光穿过物质时,因被散射和吸收而减弱.设入射X光强度为I0,穿过厚度为d的物质,其强度为I,I