錐束CT中的散射校正研究.pdf

1、錐束CT能快速地對物體進(jìn)行大范圍斷層檢測，因而更容易受到散射現(xiàn)象的影響。散射現(xiàn)象是影響重建圖像質(zhì)量的一個重要因素。因散射而形成的偽影、CT值的不準(zhǔn)確等因素嚴(yán)重影響對重建圖像的分析與判斷。因而，錐束CT散射校正顯得尤為必要。散射校正的目的就是通過采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ⑸湓斐傻膫斡?、提升對比度，使重建圖像能夠真實表現(xiàn)被照物體原本的信息。論文通過對散射校正的原理和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的理解，提出了三種改進(jìn)的散射校正方法。論文通過實驗室錐束系統(tǒng)和蒙特卡

2、洛模擬系統(tǒng)兩個系統(tǒng)進(jìn)行實驗驗證，結(jié)果證明提出的三種方法均可行、有效。
　　論文首先提出基于衰減板的散射校正方法，該方法需要對系統(tǒng)添加一個衰減板。使用帶有衰減板和不帶衰減板的投影圖像，求解出錐束CT的散射分布。該算法是結(jié)合K-N公式和Beer定理進(jìn)行的推導(dǎo)和創(chuàng)新。本方法能較精確地估計出散射分布，且實施簡單。實驗室錐束系統(tǒng)和蒙特卡洛模擬仿真實驗的結(jié)果都證明，該算法可以有效的進(jìn)行散射校正，能消除偽影，能顯著的提高圖像對比度和圖像質(zhì)量。<

3、br>　　基于衰減板的散射校正方法需要兩次掃描才能進(jìn)行散射校正，這樣一方面加大了被照物體的照射劑量，另一方面也使操作變得繁瑣。論文在第六章提出基于衰減網(wǎng)格的散射校正方法，該方法是在射線源與被照物體之間加一個網(wǎng)狀衰減板，對相鄰位置射線進(jìn)行不同強(qiáng)度的衰減，使用Beer定理推導(dǎo)出散射分布。最后從獲取圖像中減去散射分布圖像，得到校正后的圖像。該方法使用一次掃描，也得到了較好的實驗結(jié)果。
　　論文在第七章提出一個基于散射核的方法來估計散射分

4、布。散射核的方法已經(jīng)有學(xué)者進(jìn)行了研究，但本章提出的散射核是一種自適應(yīng)散射核的方法。該方法需要在射線源與被照物體之間放置一個射線遮擋板，射線遮擋板是由放置在塑料板上的十字形鉛條組成(2mm×3mm×120mm)。通過這些遮擋區(qū)域的散射分布，估計不同區(qū)域的散射核參數(shù)，然后通過散射核對圖像做卷積運算進(jìn)行散射校正。在投影數(shù)據(jù)獲取的過程中遮擋板是進(jìn)行不斷的旋轉(zhuǎn)的，這樣能使得同一個區(qū)域中的被照物體不是一直在遮擋板下方，因此在進(jìn)行重建的時候，能有效地

5、減少因投影圖像插值而帶來的誤差。
　　基于衰減板的散射校正方法散射校正效果好，但是需要對被照物體進(jìn)行兩次掃描。基于衰減網(wǎng)格的散射校正方法和基于散射核的散射校正方法只需要一次掃描就能較好的消除散射的影響?；谏⑸浜说纳⑸湫Ｕ椒ㄊ褂梅秶鷱V，對不同厚度的物體均能取得較好的散射校正效果。但散射核的方法與其他方法比較，校正后圖像噪聲較大。
　　實驗室錐束系統(tǒng)和蒙特卡洛模擬仿真實驗均證明，本論文提出的算法均可以有效進(jìn)行散射校正，顯著提