[发明专利]X射线发光断层成像的目标可行区提取方法

权利要求书

1.一种X射线发光断层成像的目标可行区提取方法，其特征在于，所述X射线发光断层成像的目标可行区提取方法基于光传输和有限元，利用光学特性参数和解剖结构先验信息；N组不同网格进行全域重建，基于N个网格重建结果的统计分析；根据区域重叠程度提取一组新的可行区，将新的可行区作为重建区进行再一次目标重建；

所述X射线发光断层成像的目标可行区提取方法包括以下步骤：

步骤一，用X射线发光断层成像系统，X射线发光源对固定在电控旋转台上的重建目标进行有限角度的透射式断层成像，将X射线源与光学检测仪器放置在成像目标的两侧，X射线照射目标激发其发出近红外光，并穿透成像目标被对面的光学检测仪器检测获取光学投影数据；

步骤二，利用网格剖分软件对成像物体手动剖分，获得N组不同网格尺寸，其中N＝10，网格节点数为3000～4500个，分别记为N_R，R＝1,2,3......,10；

步骤三，将获得的光学投影数据映射到10组网格上；解剖结构信息和光学特性参数作为先验信息，建立发光数据与重建对象内部发光目标分布的线性关系；

步骤四，10组网格分别作为逆问题重建网格，采用不完全变量共轭梯度算法进行全域重建，得到10组不同的重建结果；

步骤五，对10组重建结果分别进行分析，根据某一网格重建得到的发光目标的三维分布，根据重建结果，能量大于最大值的50％的节点是目标的可能性较大，将选出作为目标可能存在的区域，由此获得一个目标可行区P_R；

步骤六，重复步骤五，对剩余的9组重建结果做相同的分析，导出9个目标可行区，P₁,P₂,…,P_R-1,P_R+1,…,P_N；

步骤七，选取任意一组网格G，其节点数为S；

步骤八，根据10个可行区，对应网格G得到10个矩阵，记为F₁,F₂,F₃,…,F₁₀，定义其中矩阵元素：

由此得到10个元素为1或0的矩阵；

步骤九，所得F₁,F₂,...,F₁₀进行统计分析，得到网格G中每个节点出现在10组可行区的概率，根据概率大小获得一个新的目标可行区；定义矩阵F＝F₁+F₂+F₃+…+F₁₀，矩阵F中元素大于等于60％·10的节点构成一个新的可行区P。

2.如权利要求1所述的X射线发光断层成像的目标可行区提取方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：

(a)选取一组网格，根据建立的线性关系，整个成像物体作为重建区域，根据有限元理论，扩散近似方程离散，构建表面的测量数据与重建目标内部荧光目标分布的线性关系：

Φ_m＝AX；

其中A是系统矩阵，X是要求解的荧光目标三维分布与浓度，是非负的；

利用正则化理论，将上述线性关系转化为l₁范数极小化问题：

λ是正则化参数，采用不完全变量截断共轭梯度法分别对该网格进行目标重建，得到发光目标的重建结果；

(b)换一个网格，得到对应网格的重建结果，现有10组网格，分别在这10组网格上重复，得到10组重建结果。

3.如权利要求1所述的X射线发光断层成像的目标可行区提取方法，其特征在于，所述步骤八根据可行区P₁可以定义如下矩阵其中：

得到F₁是一个元素为1或者0的矩阵，它表示若节点属于可行区P₁，则标记为1，否则标记为0。

4.一种应用权利要求1～3任意一项所述X射线发光断层成像的目标可行区提取方法的X射线衍射仪。

5.一种应用权利要求1～3任意一项所述X射线发光断层成像的目标可行区提取方法的X射线探伤机。

6.一种应用权利要求1～3任意一项所述X射线发光断层成像的目标可行区提取方法的X射线机。