[发明专利]一种多能量CT基材料分解方法

说明书

本发明公开了一种多能量CT基材料分解方法，属于辐射成像领域，包括：获取多能谱成像系统的多能能谱信息和扫描物体时探测器探测到的射线透射强度信息；对多能能谱进行降维处理，得到新的多能能谱；对射线透射强度信息进行降维处理消除散射项，得到新的射线透射强度信息；根据新的多能能谱和新的射线透射强度信息进行基材料分解。该方法可以消除散射对多能能谱和投影数据的影响，根据消除散射后的数据进行基材料分解。

技术领域

本发明涉及辐射成像技术领域，特别涉及一种多能量CT基材料分解方法。

背景技术

X射线计算机断层成像(Computed Tomography，CT)是一种目前广泛使用的医学诊断手段，其原理是根据不同物质对X射线的吸收能力不同，通过对探测器上接收到的衰减后X射线信号进行三维图像重建得到人体的断层或三维图像，从而更好地协助医生发现病灶。

射线散射一直是CT成像领域的一大难题。传统的CT重建理论将原始探测器采集到的信号认为是射线直射过程中穿过物质衰减系数的线积分，没有考虑射线散射的影响，然而在实际的CT扫描时必然有散射光子到达探测器上被收集。散射信号的出现会导致原始线积分模型出现明显偏差，大大降低重建图像质量并导致图像中出现散射伪影。

随着CT技术朝着快速成像的方向发展，现代CT系统逐渐趋于增加每个机架旋转覆盖的体积。先进的CT系统通常使用发散的锥形束射线源和大面积平板探测器，由于X射线的物理特性，这导致散射信号被进一步增强。

因此，在CT成像领域中的核心问题之一就是如何去除或估计出射线散射的影响。目前主要的射线散射修正方法可以分为两大类：前处理方法和后处理方法。前处理方法是通过阻止散射到达探测器，降低散射占比，前处理方法主要有：栅格阻挡法、增大成像物体与探测器距离的方法。后处理方法是基于对投影数据中散射贡献的估计，后处理方法主要有：直接测量法、基于软件模拟(蒙卡模拟等)、基于硬件的分解方法等。其中，前处理校正方法可以直接借助阻挡物抑制散射，但其抑制能力有限，无法达到让人满意的水平。而后处理方法虽然已经有很多种对于散射的估计方法，但目前仍然没有一种可靠的、最优的散射估计方法。

多能量CT成像是目前CT领域的研究热点之一，主要包括双能CT和基于光子计数探测器的能谱CT。相比于传统CT，多能量CT利用物质在不同X射线能量下吸收能力的差异，能提供比常规CT更多的影像信息，具有提高图像质量、抑制射束硬化伪影、降低辐射剂量等优势。目前主流的临床双能CT扫描仪包括重复进行两次不同能谱的扫描、双源双探测器、快速千伏切换技术、双层探测器技术等，这些技术都各有其优势与劣势。近年来，多能量CT基材料物质分解方法研究主要集中于图像域方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种多能量CT基材料分解方法，该方法消除散射对投影数据的影响，可进行投影域或图像域的基材料物质分解、稀疏数据图像重建等工作。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种多能量CT基材料分解方法：包括以下步骤：

S1，获取多能谱成像系统的多能能谱信息和扫描待成像物体时探测器探测到的射线透射强度信息；

S2，对所述多能能谱进行降维处理，得到新的多能能谱；

S3，对所述射线透射强度信息进行降维处理，得到新的射线透射强度信息；

S4，根据所述新的多能能谱和所述新的射线透射强度信息对所述待成像物体进行基材料分解。