基于滑動衰減板的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板，因此螺旋錐束計算機斷層影像技術(shù)（Cone-Beam Computed Tomography，CBCT）成為了目前研究的熱點。然而，當X射線穿過成像物體時，將會發(fā)生一系列的散射過程，從而影響探測板上的投影數(shù)據(jù)的準確性。當前廣泛采用的CBCT技術(shù)中大面積的射線照射范圍加劇了這一物理過程對投影數(shù)據(jù)的

2、影響，而這之后的重建過程更是將這一影響放大開來，使得成像物體的精度大幅降低。因此，對CBCT系統(tǒng)進行散射校正是對成像物體進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，本文采用了臨床可用的衰減板濾除散射信號的方法，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、球面均勻排布鉛條的衰減板。并且，本文在計算散射估計過程中，采用了滑動衰減板技術(shù)，達到一次曝光便可以獲得兩幅互

3、補投影數(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成像物體進行三維分割，計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，得出探測板上的散射數(shù)據(jù)。隨后，通過在成像物體與探測板之間插入衰減板的方法，計算得到衰減板上鉛條區(qū)域?qū)?yīng)的散射信號分布，通過引入滑動衰減板技術(shù)，計算得到整個探測板上的散射估計；之后，對散射數(shù)據(jù)及混合數(shù)據(jù)進行像素補齊，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平面衰減板與提出的滑動球面衰減板對同一幅三維圖像進行了散射校正，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。而球面衰減板對射線衰減程度相同，因此沒有偽影出現(xiàn)。本課題還比較了鉛條與方形鉛塊對散射校正效果的影響，實驗結(jié)果顯示：由于鉛條弱化了射線衰減不一致的影響