錐束CT投影數(shù)據(jù)的散射建模及其消除方法的實驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、錐束C工具有保留整個射野、計算有效性好、空間分辨率高以及能重建動態(tài)圖像的優(yōu)點,因此在過去的30年里錐束CT成像技術發(fā)展迅速。但是錐束CT產(chǎn)生的投影圖像通常含有很高的散射線-原射線之比(SPR)。散射噪聲會導致重建后的圖像含有杯狀或環(huán)狀的偽影,甚至在相鄰兩個高密度物體之間形成暗條紋。這些偽影降低了重建圖像的對比度,影響了醫(yī)生對于相關病情的診斷。散射校正可以有效地提高重建圖像的質(zhì)量,是CT圖像重建過程中至關重要的一步。
  用于散射校

2、正的一個有效的方法是散射核反卷積去噪算法(散射核重疊算法),該算法的主要思想是通過散射核與原始投影數(shù)據(jù)的卷積來獲得整幅投影數(shù)據(jù)的散射估值,其中散射核(點擴展函數(shù))由筆形束直接穿過均勻水模體的響應值確定。雖然該算法存在精確性不高的缺點,但是不需要額外的硬件設備,計算簡單,可操作性強,是實用性很強的一種算法。本文的目的是在蒙特卡羅模擬和實驗的基礎上,對散射核建模,通過改善散射核函數(shù)來提高散射核卷積算法的精確度,進而消除投影數(shù)據(jù)中的散射噪聲。

3、
  首先,為了獲得散射核,本文使用蒙特卡羅工具包Geant4模擬一個簡單的錐束CT成像系統(tǒng),包括射線源、一系列的水模體和平板探測器。本文通過運行該系統(tǒng)獲得實驗所需的全部投影數(shù)據(jù):用于獲取對稱核分布的均勻矩形水模體投影數(shù)據(jù)(筆形束),用于獲取非對稱核分布的楔形水模體投影數(shù)據(jù)(筆形束),和用于散射校正實驗的橢圓柱模體投影數(shù)據(jù)(錐束,原始投影數(shù)據(jù))。然后本文在JoshStar-Lack多組對稱核算法的基礎上,根據(jù)對稱核分布的特點和性質(zhì)

4、對散射核建模,構造出合適的對稱核擬合函數(shù);進而根據(jù)非對稱核分布的性質(zhì)和特點,分析被照射物體厚度的變化對散射核函數(shù)形狀的影響,調(diào)整對稱核擬合函數(shù),從而獲得更加精確的非對稱核擬合函數(shù)。最后,本文通過將對稱核函數(shù)和非對稱核函數(shù)與原始投影圖像卷積來獲得相應的原始投影數(shù)據(jù)的散射估值,進而獲得各自校正后的原射線投影數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果和誤差分析表明非對稱散射核的散射校正能力優(yōu)于對稱核:通過對稱核校正而獲得的原射線投影數(shù)據(jù)Ⅰ與實際測量值之間的誤差在水平中心

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