數(shù)字化X線攝影。

背景技術(shù)：

目前數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)已在越來越多的醫(yī)院使用。但是由于數(shù)字化X線攝影在成像時(shí)，射線穿過成像目標(biāo)產(chǎn)生的散射線降低了圖像質(zhì)量。目前去除散射線的方法有濾線柵和抗散射軟件后處理技術(shù)。

濾線柵是在成像目標(biāo)和探測器之間添加和射線方向平行的鉛條網(wǎng)格，從而濾除散亂射線，提高圖像質(zhì)量，但同時(shí)濾線柵也會在投影圖像上留下鉛條影子。

抗散射軟件后處理技術(shù)，則是在獲得投影圖像后，采用軟件技術(shù)對投影圖像中的散射線成分進(jìn)行計(jì)算和分離，從而提高圖像質(zhì)量。但是在沒有足夠成像目標(biāo)信息的條件下，精確的計(jì)算散射線非常困難。通常采用濾除低頻圖像成分的方法來近似。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在數(shù)字化X線攝影過程中，由于X光主射線比散射線有更高的能量，因此主射線比散射線有更強(qiáng)的穿透能力。本發(fā)明通過在成像目標(biāo)和平板探測器之間設(shè)置均勻材質(zhì)的衰減板來阻擋來自成像目標(biāo)的散射線。衰減板具有一定的厚度阻擋大部分來自成像目標(biāo)的散射線，同時(shí)允許足夠的主射線通過。主射線通過衰減板的過程中會進(jìn)一步產(chǎn)生散射線，這使得平板探測器上投影圖像的散射線成分主要來自衰減板。由于衰減板具有已知的形狀，材質(zhì)均勻，且與平板探測器之間的距離固定。因此通過投影圖像可以快速和較準(zhǔn)確的計(jì)算投影圖像中來自衰減板散射線的成分。從投影圖像中減去來自衰減板散射線的成分既為穿過衰減板的主射線成分，獲得清晰的影像。

衰減板可以根據(jù)成像目標(biāo)或掃描方式的不同，而對應(yīng)不同的形狀。

在計(jì)算每張投影圖像中來自衰減板的散射成分時(shí)，為減少計(jì)算量通常會產(chǎn)生降采樣的散射貢獻(xiàn)矩陣。但是大幅度的降采樣會損失散射貢獻(xiàn)中的高頻成分，實(shí)施例2中提供了一種星形散射貢獻(xiàn)矩陣，在減少計(jì)算量的同時(shí)可以較好的保留散射貢獻(xiàn)中心處的高頻成分。

附圖說明：

圖1 實(shí)施例1衰減板位置示意圖；

圖2 實(shí)施例2衰減板位置和截面示意圖；

圖3 實(shí)施例2星形散射貢獻(xiàn)矩陣示意圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

本發(fā)明公開了一種基于衰減板的數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)，成像系統(tǒng)由成像裝置和圖像處理軟件組成。成像裝置包含有機(jī)架和固定在機(jī)架上的x射線源（101）、衰減板（103）和平板探測器（104）。X射線源（101）發(fā)出的x線穿過成像目標(biāo)（102）和衰減板（103）后在平板探測器（104）上成像（見圖1）。成像目標(biāo)（102）和平板探測器（104）之間設(shè)置有均勻材質(zhì)衰減板（103），此衰減板沒有任何縫隙和孔。對于100KeV的X光源，衰減板（103）為均勻水等效密度材料，厚度為3cm。

由于衰減板形狀規(guī)則，材質(zhì)均勻，且與平板探測器之間的距離固定。因此通過預(yù)先計(jì)算的衰減板散射核函數(shù)可以快速和較準(zhǔn)確的計(jì)算投影圖像中來自衰減板的散射成分（文獻(xiàn)”Josh Star-Lack, Mingshan Sun, et.al. Efficient scatter correction using asymmetric kernels. Proc SPIE 7258, Medical Imaging 2009: Physics of Medical Imaging, 72581Z”中有散射計(jì)算的詳細(xì)步驟）。從投影圖像中減去來自衰減板散射成分既為穿過衰減板的主射線成分。

實(shí)施例2：

此實(shí)施例中硬件部分除了衰減板外其它與實(shí)施例1相同（見圖2）。此實(shí)施例中的衰減板（201）為均勻水等效密度材料，因?yàn)閳D像的中心常常有更大比例的散射線，因此將衰減板的表面設(shè)計(jì)為弧形，中間有更大的厚度以更好的阻擋散射線。對于100KeV的X光源，衰減板邊緣厚度為1.1mm，中心厚度為1.3mm（見圖2下部衰減板截面示意圖）。

一個(gè)筆形束主射線在平板探測器上的散射貢獻(xiàn)矩陣通常是圖3左側(cè)的形式，A44為筆形束的中心，既此筆形束對所有像素（或降采樣后像素）的散射貢獻(xiàn)都要被計(jì)算，計(jì)算量很大。為減少計(jì)算量，我們參照劑量計(jì)算中的Clapsed Cone算法（見文獻(xiàn)”Collapsed cone convolution of radiant energy for photon dose calculation in heterogeneous media, Medcal Physics, Volume 16, Issue 4, 1989, pages 577-592”），設(shè)計(jì)了在平板探測器二維平面上的星形散射貢獻(xiàn)矩陣（見圖3右側(cè)），以減小計(jì)算量。圖3右側(cè)是星形散射貢獻(xiàn)矩陣的示意圖，以B44為中心的筆形束的散射貢獻(xiàn)被分割為灰白相間的8個(gè)方向的Cone，每個(gè)Cone中相鄰弧線間的散射被集中到Cone中心軸線的像素上（例如左上角灰色Cone的散射貢獻(xiàn)就被集中到B33、B22、B11、B00等像素上）。這樣疊加或者卷積運(yùn)算只需要在Cone方向上進(jìn)行，大大減少了運(yùn)算量。利用此星形散射貢獻(xiàn)矩陣計(jì)算得到來自衰減板的散射成分。

此實(shí)施例雖然采用了8個(gè)方向Cone的星形散射貢獻(xiàn)矩陣，但是實(shí)際應(yīng)用中并不局限于8個(gè)方向Cone?？梢愿鶕?jù)計(jì)算精度和計(jì)算時(shí)間要求在不同的方向添加或減少Cone，更多的Cone方向?qū)?yīng)更高的計(jì)算準(zhǔn)確性，但也需要更多的計(jì)算時(shí)間。