[发明专利]CBCT系统半扇束几何校正方法、装置、设备和介质

说明书

本发明公开了CBCT系统半扇束几何校正方法、装置、设备和介质，方法包括：根据采集的第一校正模体的第一投影图像，得到初步3D‑2D序号匹配结果；构造第一目标函数，并估计CBCT系统的粗略几何参数；根据粗略几何参数对第二校正模体的第二投影图像进行几何校正，得到第二校正模体重建图像；对第二校正模体重建图像进行图像分割，并进行标记物编码，得到标记图像；根据标记图像，获取标记化的前向投影；将前向投影与第二校正模体重建图像进行标记物3D‑2D序号匹配，构造第二目标函数；根据第二目标函数估计CBCT系统的精确几何参数。本发明提高了CBCT系统半扇束几何校正的鲁棒性，可广泛应用于计算机断层成像技术领域。

技术领域

本发明涉及计算机断层成像技术领域，尤其是CBCT系统半扇束几何校正方法、装置、设备和介质。

背景技术

CBCT(Cone-beam Computed Tomography，锥形束计算机断层成像)。CBCT成像在医疗领域的研究目前还处于热门前沿阶段。CBCT系统的平板探测器大小由于制作工艺及成本等因素影响通常小于被扫描采集的物体，在经典的全扇束几何结构下成像物体的投影被“截断”，即探测器不能完整获取成像物体的信息，制约了CBCT重建图像的成像FOV(Filed-Of-View，视野)。

为了增大CBCT系统的成像范围，一些专家学者提出了探测器偏置的大FOV半扇束CBCT系统。探测器偏置策略即将CBCT系统的探测器沿水平方向进行偏移，只采集每个照射角度下物体的左半投影进行重建，从而在不增加工艺难度及设备成本的情况下增大CBCT的成像范围。

但显而易见的，探测器偏置策略增加了CBCT系统的几何结构复杂性，且每个投影角度下物体信息减少一半，容易忽略探测器倾斜角的影响，这对半扇束CBCT系统的几何校正有更严格的要求。此外，探测器偏置导致的几何校正模体投影信息丢失也大大提高了几何校正模体空间标记点与所采集的标记点投影的匹配难度。

相关技术通过未偏置状态的几何校正模体标记点信息引导偏置状态的模体标记点匹配从而达到几何校正目的。但此方法也有不足之处，对于不可切换偏置状态或仅有偏置状态的CBCT系统来说，无法获取其未偏置状态的投影导致校正无法执行。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种鲁棒性强的CBCT系统半扇束几何校正方法、装置、设备和介质。

本发明的一方面提供了CBCT系统半扇束几何校正方法，包括：

根据采集的第一校正模体的第一投影图像，确定所述第一投影图像中标记物空间坐标与标记物投影的中心位置坐标之间的第一对应关系，得到初步3D-2D序号匹配结果；

根据所述初步3D-2D序号匹配结果构造第一目标函数，并根据所述第一目标函数估计CBCT系统的粗略几何参数；

根据所述粗略几何参数对采集到的第二校正模体的第二投影图像进行几何校正，得到第二校正模体重建图像；

对所述第二校正模体重建图像进行图像分割，并对所述图像分割得到的结果进行标记物编码，得到标记图像；

根据所述标记图像，获取标记化的前向投影；

将所述前向投影与所述第二校正模体重建图像进行标记物3D-2D序号匹配，构造第二目标函数；

根据所述第二目标函数估计所述CBCT系统的精确几何参数；

其中，所述精确几何参数用于目标物体的精确重建及标记物3D-2D序号匹配。

优选地，所述根据采集的第一校正模体的第一投影图像，确定所述第一投影图像中标记物空间坐标与标记物投影的中心位置坐标之间的第一对应关系，得到初步3D-2D序号匹配结果，包括：