雙能CT基物質(zhì)分解算法應用研究.pdf

1、雙能CT系統(tǒng)的臨床應用是近年X-射線醫(yī)學成像領(lǐng)域的重大技術(shù)進展。較之傳統(tǒng)CT，雙能CT能夠有效去除X-射線射束硬化偽影，且具有良好的組織區(qū)分能力，在影像醫(yī)學上有著不可替代的地位和作用。對其圖像重建算法的研究亦成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。
　　雙能CT利用兩種不同能量的X-射線對物體進行斷層掃描，得到不同能量下物質(zhì)衰減的分布，進而重建出掃描對象的單能圖像以及電子密度和有效原子序數(shù)圖像，并實現(xiàn)物質(zhì)區(qū)分。但是，由于生產(chǎn)廠家的知識產(chǎn)權(quán)保護，相

2、關(guān)領(lǐng)域科研工作者不易獲取實際的雙能CT系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)，這在一定程度上成為阻礙雙能CT成像技術(shù)理論研究進一步發(fā)展的瓶頸。針對此，本文提出并實現(xiàn)了一種雙能CT雙物質(zhì)分解算法的數(shù)值仿真方法，其基本思路是通過求解投影函數(shù)方程得到基物質(zhì)分解系數(shù)的投影，并由此獲得基物質(zhì)密度圖像，進而重建成像物體的單能圖像以及電子密度和有效原子序數(shù)圖像。仿真實驗結(jié)果表明了該方法的有效性和可靠性，給相關(guān)領(lǐng)域科研工作者圍繞雙能CT成像技術(shù)開展研究提供了一條切實的技術(shù)途徑。

3、
　　雙物質(zhì)分解算法主要考慮兩種線性衰減特性相差較大的物質(zhì)組成基物質(zhì)對，理論分析可知，基物質(zhì)的線性衰減特性與掃描對象越接近，組織區(qū)分效果越好。但是，在實際臨床應用中，人體器官和組織結(jié)構(gòu)更復雜，包含的物質(zhì)成分種類更多，若只考慮將兩種基物質(zhì)進行分解，有效實現(xiàn)組織區(qū)分則極具挑戰(zhàn)性。鑒于此，本文實現(xiàn)了一種自適應選取最優(yōu)基物質(zhì)三元組的雙能CT多物質(zhì)分解算法，以三物質(zhì)分解模型為出發(fā)點，增加基物質(zhì)的種類，擴大分解范圍，并利用待分解像素的幾何坐標