基于滑動(dòng)衰減板的CBCT系統(tǒng)中的散射校正方法研究.pdf

1、隨著X射線斷層影像技術(shù)在臨床應(yīng)用中的不斷普及，物體的成像速度及精度之間的矛盾逐漸凸顯。在先進(jìn)的X射線成像系統(tǒng)中，多采用錐束射線源及大面積的探測(cè)板，因此螺旋錐束計(jì)算機(jī)斷層影像技術(shù)（Cone-Beam Computed Tomography，CBCT）成為了目前研究的熱點(diǎn)。然而，當(dāng)X射線穿過(guò)成像物體時(shí)，將會(huì)發(fā)生一系列的散射過(guò)程，從而影響探測(cè)板上的投影數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。當(dāng)前廣泛采用的CBCT技術(shù)中大面積的射線照射范圍加劇了這一物理過(guò)程對(duì)投影數(shù)據(jù)的

2、影響，而這之后的重建過(guò)程更是將這一影響放大開(kāi)來(lái)，使得成像物體的精度大幅降低。因此，對(duì)CBCT系統(tǒng)進(jìn)行散射校正是對(duì)成像物體進(jìn)行圖像重建之前所必要的步驟。
　　為了能夠有效去除投影數(shù)據(jù)中的散射信號(hào)，本文采用了臨床可用的衰減板濾除散射信號(hào)的方法，在此基礎(chǔ)上提出了基于球面衰減板的散射校正方法，該方法中，球面衰減板是球心位于射線源點(diǎn)、球面均勻排布鉛條的衰減板。并且，本文在計(jì)算散射估計(jì)過(guò)程中，采用了滑動(dòng)衰減板技術(shù)，達(dá)到一次曝光便可以獲得兩幅互

3、補(bǔ)投影數(shù)據(jù)的目的。
　　在基于衰減板的散射校正方法中，本文首先采用射線追蹤法對(duì)成像物體進(jìn)行三維分割，計(jì)算每條射線的衰減程度，得到投影數(shù)據(jù)；在模擬散射發(fā)生過(guò)程中，本文結(jié)合射線追蹤法及概率模型模擬射線在成像物體中的散射，得出探測(cè)板上的散射數(shù)據(jù)。隨后，通過(guò)在成像物體與探測(cè)板之間插入衰減板的方法，計(jì)算得到衰減板上鉛條區(qū)域?qū)?yīng)的散射信號(hào)分布，通過(guò)引入滑動(dòng)衰減板技術(shù)，計(jì)算得到整個(gè)探測(cè)板上的散射估計(jì)；之后，對(duì)散射數(shù)據(jù)及混合數(shù)據(jù)進(jìn)行像素補(bǔ)齊，將散

4、射數(shù)據(jù)從混合數(shù)據(jù)中濾除，便得到了散射校正之后的、可用于重建的投影數(shù)據(jù)；最后，通過(guò)K算法重建投影數(shù)據(jù)得到三維層析圖像。
　　本課題分別采用滑動(dòng)平面衰減板與提出的滑動(dòng)球面衰減板對(duì)同一幅三維圖像進(jìn)行了散射校正，重建之后的結(jié)果顯示：由于平面衰減板鉛條對(duì)射線的衰減程度不一，導(dǎo)致重建圖像出現(xiàn)偽影。而球面衰減板對(duì)射線衰減程度相同，因此沒(méi)有偽影出現(xiàn)。本課題還比較了鉛條與方形鉛塊對(duì)散射校正效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：由于鉛條弱化了射線衰減不一致的影響