| 主权项 |
基于四阶全变分流的CT图像归一化的金属伪影校正法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原始扫描数据采集利用微计算机断层成像系统采集360°的生物体投影数据，得到扇束投影数据g(m,n),m＝1,…M,n＝1,…N，其中M是探测器总个数，N是投影角度总数；(2)确定金属区域利用步骤(1)中得到的扇束投影数据g(m,n)，对投影数据用FBP重建，得到含有金属伪影的CT图像f<sub>Ω</sub>(x,y)，并选择阈值h<sub>m</sub>提取金属区域：<img file="FDA0000822128370000011.GIF" wi="709" he="157" />式中<img file="FDA0000822128370000012.GIF" wi="198" he="83" />表示金属区域的像素值；(3)计算先验图像对步骤(2)中重建的图像进行高斯平滑滤波，然后通过阈值分割出空气区域、软组织区域和骨骼区域，将空气区域的CT值设定为‑1000HU，软组织区域的CT值设定为0HU，骨骼区域的CT值保持不变，金属区域的CT值用其周围的值来填充；(4)对金属区域和先验图像进行重投影利用Joseph投影法分别对金属区域和先验图像进行前向投影，得到每个投影角度下的重投影即正弦图，确定金属投影数据的范围g<sub>metal</sub>和先验图像的前向投影g<sub>prior</sub>；g<sub>metal</sub>(n)＝{[s(i,n),e(i,n)]},i＝1,…l(n)其中l(n)是金属区域在角度n下总的投影点数，s(i,n),e(i,n)是金属投影数据在每个角度下的起始和结束位置，先验图像的前向投影g<sub>prior</sub>，用来对原始扫描数据归一化；(5)原始扫描数据的归一化原始投影数据g除以先验图像的前向投影，得到归一化后的数据g<sub>norm</sub>：<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>g</mi><mrow><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>g</mi><mrow><msub><mi>g</mi><mrow><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>e</mi><mi>p</mi><mi>s</mi></mrow></msub></mrow></mfrac></mrow>]]></math><img file="FDA0000822128370000021.GIF" wi="379" he="135" /></maths>其中t<sub>eps</sub>为正数以避免除数为零；(6)对金属区域投影数据进行校正在步骤(5)中得到了归一化的投影数据g<sub>norm</sub>，根据步骤(4)中确定的金属投影数据的范围g<sub>metal</sub>，采用四阶TV方程对归一化数据g<sub>norm</sub>在金属投影数据的范围g<sub>metal</sub>进行数据校正，得到校正后的投影数据g<sub>TV</sub>；(7)进行反归一化，其包括：g<sub>denorm</sub>＝g<sub>TV</sub>*(g<sub>prior</sub>+t<sub>eps</sub>)其中t<sub>eps</sub>取值和步骤(5)中保持一致；(8)重建图像并恢复图像金属信息步骤，其包括：对非金属部分的投影数据，用原投影数据g对g<sub>denorm</sub>进行替代：<img file="FDA0000822128370000022.GIF" wi="608" he="158" />并使用FBP重建，得到图像<img file="FDA0000822128370000023.GIF" wi="204" he="86" />将原图像f<sub>Ω</sub>(x,y)中的金属区域取代<img file="FDA0000822128370000024.GIF" wi="176" he="81" />金属区：<img file="FDA0000822128370000025.GIF" wi="632" he="170" />图像f′(x,y)即为校正后的图像。 |
