[发明专利]X射线图像形成、散射成分计算以及重建的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像领域，特别涉及一种X射线图像的形成、散射成分计算以及重建的方法及装置。

背景技术

在X射线图像中，散射线一直都是导致图像质量不理想的一个重要因素。特别是对于有较大探测器面积的X射线系统来说，例如放射治疗设备，用到的锥束CT(conebeamcomputedtomography)采用的是电子射野影像装置(EPID，ElectronicPortalImagingDevice)作为接收X射线的探测器，在其接收到的X射线中散射线占了很大的比例。散射线在图像上引起杯状伪影，降低了图像的对比度，极大降低了重建图像的图像精度。在放射治疗过程中，锥束CT用来实时获得病人图像，对放射治疗进行图像引导，图像精度的降低导致了放射治疗的位置误差，无法达到对肿瘤区域精确放疗的目的。

目前对图像中散射线的矫正方法主要有两种，一种是硬件矫正，是指在X射线影像系统中添加若干硬件工具，减少达到探测器的散射线，从而达到散射矫正目的。常用的硬件矫正工具包括X射线准直器、防散射滤线栅等。第二种是软件矫正方法，是指对已经采集到的X射线投影图像通过对投影图像的分析和被照射物体的估计，得到一个散射分布图，由散射分布图对X射线投影图像进行散射矫正。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种减少散射线、提高X射线图像质量的方法和装置。

为解决上述问题，本发明提供了一种调制X射线图像形成方法，包括：采集依次经过准直器和成像对象后的X射线，形成X射线图像组；所述采集是在所述准直器沿第一方向运动时进行的，所述X射线图像组为一组在准直器运动的不同时刻采集得到的X射线图像；提取所述X射线图像组内各X射线图像的子区域图像；沿所述第一方向将所述子区域图像进行组合，形成调制X射线图像。

优选的，所述采集得到X射线图像组的采集频率和所述准直器的运动速度为正比例关系。

优选的，所述准直器沿第一方向运动包括：所述准直器为多叶准直器，包括一组准直器叶片；所述一组准直器叶片长度相同，共同沿第一方向运动。

为解决上述问题，本发明还提供了一种调制X射线图像的形成方法，其特征在于，包括：采集依次经过准直器和成像对象后的X射线，形成X射线图像；所述采集是在所述准直器沿第一方向运动时进行的；所述准直器包括一对在第一方向上间隔设置的准直器；在所述运动过程中，所述准直器保持间隔距离以周期性速度运动。

优选的，所述以周期性速度运动包括：速度以周期性匀速增加、匀速减少的方式运动。

为解决上述问题，本发明还提供了一种X射线图像散射成分的计算方法，包括：根据上述调制X射线图像的形成方法获得调制X射线图像；对所述调制X射线图像进行低通滤波，得到所述调制X射线图像的低频部分和散射成分；对所述调制X射线图像进行高通滤波，得到所述调制X射线图像的高频部分；对所述调制X射线图像的高频部分解调制后结合权重，计算得到所述调制X射线低频部分的估计值；将经所述低通滤波后得到的调制X射线图像的低频部分和散射成分，减去所述调制X射线低频部分的估计值，计算得到散射成分。

为解决上述问题，本发明还提供了一种X射线图像的重建方法，包括：采集得到成像对象各投影角度下的投影图像；根据上述计算方法计算得到所述投影图像的散射成分；将所述投影图像去掉所述散射成分后进行图像重建，得到重建图像。

为解决上述问题，在本发明调制X射线图像形成方法、X射线图像散射成分计算方法以及X射线图像重建方法的基础上，还提供了对应的装置。

与现有技术相比，本发明技术方案实现使用准直器对X射线强度分布进行灵活的调制，不增加额外硬件，形成明暗相间的条纹状X射线图像，以便对X射线图像中的散射成分进行计算，最终减少X射线图像的散射量。更进一步的，由于准直器安装在治疗头，在成像时机械稳定性好，不会产生因几何位置抖动引起的图像运动模糊。

附图说明

图1是一种放射治疗系统的结构图；

图2是放射治疗系统治疗头的结构图；

图3是放射治疗系统治疗头内次级准直器的结构图；

图4是本发明X射线图像散射成分计算方法的流程图；

图5a-5d是本发明次级准直器运动时的状态示意图；

图6a、6b是本发明由X射线图像组形成调制X射线图像的示意图；

图7是本发明对投影图像进行去散射处理的示意图；

图8是放射治疗系统的多叶准直器的结构图；

图9是本发明X射线图像重建的流程图；