微納CT硬化和散射校正方法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層成像（簡(jiǎn)稱(chēng)CT）技術(shù)自誕生以來(lái)，為人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，CT系統(tǒng)的圖像采集方式已由最開(kāi)始的筆形束、扇形束搭配小型探測(cè)器，發(fā)展為目前流行的錐形束搭配平板探測(cè)器，且掃描速度越來(lái)越快，分辨率越來(lái)越高?，F(xiàn)階段CT系統(tǒng)無(wú)法避免偽影對(duì)成像的影響，偽影校正一直是提高成像質(zhì)量的一大方向。
　　基于偽影校正，該論文對(duì)以下四個(gè)方向進(jìn)行了研究。
　?、僬{(diào)研了CT系統(tǒng)的發(fā)展歷程，對(duì)CT系統(tǒng)的工作原理及發(fā)展方向作出

2、了簡(jiǎn)明介紹。對(duì)CT系統(tǒng)中常見(jiàn)的硬化、散射偽影產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，對(duì)已發(fā)表文章中硬化、散射偽影常見(jiàn)校正方法進(jìn)行了整理，為后續(xù)微納CT偽影校正奠定了基礎(chǔ)。
　?、跍y(cè)試了在不同濾波片、射線源管電流、射線源管電壓下，微納CT系統(tǒng)中探測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度變化。在微納CT中，射線強(qiáng)度衰減比例隨濾波片厚度增加而增加，相同濾波片條件下，衰減比例隨電壓變化不明顯，隨電流變化明顯。在射線源電壓120kV、射線源電流200μA情況下對(duì)硬化校正做出了試驗(yàn)驗(yàn)證，此

3、情況下濾波片僅對(duì)占射線總能量一半以下的低能量射線影響較大，對(duì)高能量射線影響較小。均勻材質(zhì)工件校正后重建后切片灰度較未校正前均勻性提升較大，在微納CT中達(dá)到了較理想的硬化校正效果。
　?、墼敿?xì)分析了射線終止陣列（簡(jiǎn)稱(chēng)BSA)、射線孔陣列（簡(jiǎn)稱(chēng)BHA）兩種單一散射校正方案的應(yīng)用原理、關(guān)鍵細(xì)節(jié)及試驗(yàn)操作流程。針對(duì)傳統(tǒng)BSA方案的缺陷提出了射線終止柵條（簡(jiǎn)稱(chēng)BSG）散射校正方案，使校正方案可以應(yīng)用于復(fù)雜工件的微納CT重建。結(jié)果分析不局限于

4、只針對(duì)離散的散射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)BSA、BHA、BSG方案的離散點(diǎn)圖像、數(shù)字放射成像（簡(jiǎn)稱(chēng)DR）及重建圖像的三重分析，提高了散射校正方案的實(shí)用性與可靠性。在射線源電壓120kV、射線源電流200μA情況下，分別對(duì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電路板、不同型號(hào)工業(yè)用鋁材等試驗(yàn)材料進(jìn)行了散射偽影校正。對(duì)校正結(jié)果進(jìn)行了多種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下有效性檢驗(yàn)及校正效果對(duì)比，通過(guò)觀察DR圖像灰度分布、重建圖像外觀輪廓、重建圖像切片等方式，得到結(jié)論：本文中采用的BSA、BHA、BS

5、G三種校正方案對(duì)微納CT成像的散射校正均取得了較好的校正效果。
　　④結(jié)合單一硬化校正及單一散射校正方案，提出了綜合考慮硬化校正及散射校正的混合校正方案：濾波-射線終止陣列（簡(jiǎn)稱(chēng)FBSA)、濾波-射線孔陣列（簡(jiǎn)稱(chēng)FBHA）、濾波-射線終止柵條(簡(jiǎn)稱(chēng)FBSG)。在射線源管電壓120kV、管電流200μA情況下，分別對(duì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電路板、不同型號(hào)工業(yè)用鋁材等試驗(yàn)材料進(jìn)行了硬化散射混合校正。在多種評(píng)價(jià)體系下，給出了未校正、單一硬化校正、