CT 系统金属伪影校正方法

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN103745440ACN103745440A(43)申请公布日2014.04.23(21)申请号201410007036.2(22)申请日2014.01.08(71)申请人中国科学院苏州生物医学工程技术研究所地址215163江苏省苏州市高新区科技城科灵路88号(72)发明人周志勇戴亚康郑健李铭杨晓冬(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316代理人宋鹰武沈祖锋(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权权利要求书3页说明

2、书6页附图6页利要求书3页说明书6页附图6页(54)发明名称CT系统金属伪影校正方法(57)摘要本发明提供了一种CT系统金属伪影校正方法，根据初始化参数创建所述CT系统的系统矩阵，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，再优化所述物体衰减系数f，实现对CT系统的金属伪影校正。本发明提供的金属伪影校正算法，能够在SART算法的迭代重建过程中，通过逐网格计算衰减系数f的方法，抑制因投影数据跃变和射束硬化引起的金属伪影，提高重建效果。CN10374540ACN103745440ACN103745440A权利要求书1/3页1.一种CT系统金属伪

3、影校正方法，其特征在于，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f、最大投影角度Θ、重建图像大小Nx×Ny×Nz、扫描物体大小为Lx×Ly×Lz、CT探测器数量D及单个探测单元的大小Ds；创建所述CT系统的系统矩阵θ为投影角度，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图像重建过程中的物体衰减系数f；优化所述物体衰减系数f。2.根据权利要求1所述的CT系统金属伪影校正方法，其特征在于，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

4、算的X射线条数；根据所述重建图像大小Nx×Ny×Nz和扫描物体大小为Lx×Ly×Lz，确定网格的大小和数量；初始化重建前的物体衰减系数。3.根据权利要求1所述的CT系统金属伪影校正方法，其特征在于，其中，创建所述CT系统的系统矩阵包括下述步骤：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lti(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，i是该投影角度下第i条X射线，D是探测器单元数量；计算X射线lti经过的网格以及所述lti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Mij

5、中，所述交线长度保存在内存M'ij中，所述Mij和M'ij中的数据一一对应；若t=n，完成所述CT系统的系统矩阵的创建；若t≠n，则在投影角度θt+1下重复执行上述步骤。4.根据权利要求1所述的CT系统金属伪影校正方法，其特征在于，其中，基于所述系统矩阵计算CT图像重建过程中的物体衰减系数f，包括下述步骤：在当前投影角度θt时，读取探测器i探测到的X射线lti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lti经过的路径上，计算lti穿过所述网格gi,j后的能量，并根据所述能量计算gi,j的衰减系数，其中，计算的公式

6、为其中，Ej+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，fj’是物体网格gi,j的衰减系数，η是变换系数；所述X射线lti穿所述网格gi,j后，计算透射后X射线的能量；2CN103745440A权利要求书2/3页将穿过网格gi,j的X射线能量作为下一个网格gi,j+1的入射X射线能量，计算所述X射线穿过gi,j+1后的能量和gi,j+1的衰减系数；重复上述步骤，直至X射线完全穿透物体，计算最终透射X射线的能量和X射线路径上最后一个网格的衰减系数。5.根据权利要求4所述的CT系统金属伪影校正方法，其特征在于，其中，根据所述能量计算gi,j的

7、衰减系数，为采用下述公式计算gi,j的衰减系数：上式中，表示系统矩阵，p表示探测器采集的投影数据，f表示计算得到的衰减系数，θ表示投影角度，i表示第i条X射线，即投射到探测器i上的射线；j表示X射线i穿过的第j个网格，k表示迭代次数，α∈(0,1)是校正强度，β∈(2.5,3.5)。6.根据权利要求1所述的CT系统金属伪影校正方法，其特征在于，其中，优化所述物体衰减系数f，包括下述步骤：负值校正：将CT图像重建的过程中的物体衰减系数f小于0的衰减系数设置为0；差异图像计算：计算负值校正后的衰减系数和上一次迭代后经过衰减系数优化后的衰减系数之间的差异；采用

8、梯度下降流优化计算衰减系数的优化值。7.根据权利要求6所述的CT系统金属伪影校正