[发明专利]光学投影断层成像运动伪影校正方法

说明书

技术领域

本发明属于医学影像处理领域，更进一步涉及一种对光学投影断层成像系统的运 动伪影进行校正的方法。该方法可用于光学投影断层成像的图像处理。

背景技术

光学投影断层成像(以下简称OPT)是一种新型的光学分子影像成像技术，其成像 原理和X射线计算机断层成像的原理类似。OPT可获得扫描样品结构像，又能利用 荧光染料或荧光蛋白进行分子特异性标记，实现分子特性成像，并且设备成本低，使 用方便。在OPT扫描过程中，被扫描样品的运动以及OPT系统的机械不稳定性都会 导致重建图像中产生运动伪影。运动伪影会导致系统空间分辨率下降、产生图像伪影 甚至使重建图像无法正常使用。

为了抑制运动伪影，需要在图像重建过程中进行校正。主要方法通过加权以减少 一致性最差的投影数据对图像的贡献，消除或减弱运动带来的影响。

伊利克股份有限公司在其申请的专利“CT扫描中运动伪影的减少”(专利申请号 200780053157.9，公开号CN101842807A)中公开了一种丢弃包含运动结构的投影 图像以获得投影图像的一致子集的方法。该方法是通过自动检测进而标识出需要被丢 弃的有角区域，该方法可以在处理偶发性运动的情况下进行图像伪影校正。该方法仍 存在的不足是，这种方法只能抑制小幅度运动引起的伪影，由于丢弃了包含运动结构 的投影图像，会降低图像信噪比。

U.J.Birk等人在“Correction for specimen movement and rotation errors  for in-vivo Optical Projection Tomography，Biomedical Optics Express，vol.1， no.1，pp.87-96，2010.”中提出了通过准确估计出样品的运动轨迹，从而在图像重建 过程中进行补充以实现运动伪影的校正。主要方法是使用基于特征点的运动估计方 法。该方法需要样品的投影数据中具有明显易辨识的特征点，然后利用手工、自动或 半自动的方法提取这些特征点，利用特征点的运动轨迹估计扫描样品的运动信息。该 方法的不足是，需要估计特征点的运动轨迹，不适用于不易辨识的特征点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种光学投影断层成像运动 伪影校正的方法。采用多项式函数对被扫描样品的运动进行建模，利用数据一致性条 件建立样品与投影数据之间的对应关系，进而直接从投影数据中估计出样品的运动信 息，应用于样品的投影断层重建。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

(1)获取投影数据

1a)照射源对固定在电控旋转台上的样品进行水平投影断层扫描；

1b)使用探测器采集样品的投影数据。

(2)计算机计算下式中投影数据的零阶距：

C0(ti)=∫-∞∞g(θ(ti),l)dl]]>

其中，C₀(t_i)为投影数据的零阶距，为正负无穷范围内的一维积分，g(θ(t_i)，l) 为步骤(1)中采集的投影数据，θ(t_i)为在t_i时刻的样品的扫描角度，l为探测器各 个像素与探测器中心像素的距离。

(3)计算机计算下式中投影数据的一阶距：