CT圖像中的金屬偽影去除方法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層成像(ComputerTomography,CT)技術(shù)是當(dāng)今醫(yī)療診斷最常用的技術(shù)手段之一。它通過測(cè)量X射線在不同方向上穿過人體斷層時(shí)的累積衰減系數(shù)，計(jì)算出它們?cè)谡麄€(gè)斷面上的分布，并以數(shù)字圖像的形式將之顯示出來，以便于醫(yī)療工作者對(duì)病灶部位的診斷。由于病灶部位對(duì)X射線的吸收與其它部位不同，因此，斷面上X射線衰減程度的強(qiáng)弱分布能給醫(yī)療診斷提供重要信息。但如果掃描斷層中出現(xiàn)金屬物質(zhì)，情況就會(huì)變復(fù)雜。這些金屬物質(zhì)可能是人體內(nèi)的金屬假肢、

2、牙齒填充物、骨頭固定螺釘?shù)?。作為一種高密度物質(zhì)，金屬對(duì)X射線的吸收能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體組織，以致穿過金屬之后的X射線能量發(fā)生急劇衰減，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)失真，使重建后的圖像出現(xiàn)偽影。這類偽影被稱為金屬偽影。金屬偽影會(huì)嚴(yán)重降低CT圖像的質(zhì)量，使其難以用于后續(xù)的診斷和分析，必須予以去除。
　　傳統(tǒng)的直接插值方法以濾波反投影(FilteredBackProjection，F(xiàn)BP)為基礎(chǔ)，利用插值技術(shù)替換掉原始投影數(shù)據(jù)中受金屬物污染的數(shù)據(jù)，以

3、此來達(dá)到去除金屬偽影的目的。這類插值修正法能夠有效地抑制金屬偽影，但是容易產(chǎn)生新的偽影，這是因?yàn)椴逯敌拚^程造成了投影數(shù)據(jù)中一些組織信息的丟失。另一種先驗(yàn)圖像修正法采用分割技術(shù)獲取一幅先驗(yàn)圖像，然后利用其重投影數(shù)據(jù)進(jìn)行金屬區(qū)的替換，有效避免了組織信息的丟失。但先驗(yàn)圖像的獲取容易產(chǎn)生誤分割的問題，從而導(dǎo)致偽影去除不徹底。為了解決傳統(tǒng)方法的缺陷，本文提出了一種改進(jìn)的金屬偽影去除(MetalArtifactsReduction，MAR)方法:

4、首先，采用重投影的方法，在原始投影數(shù)據(jù)中找出金屬投影區(qū);然后，對(duì)金屬投影區(qū)進(jìn)行線性插值校正，并對(duì)重建結(jié)果進(jìn)行全變分(TotalVariation，TV)濾波，獲取到一張濾波之后的先驗(yàn)圖像;接著，把先驗(yàn)圖像的重投影結(jié)果與原始投影數(shù)據(jù)結(jié)合，獲取修正后的投影數(shù)據(jù);最后，采用迭代優(yōu)化對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù)，獲得最終結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，相比于傳統(tǒng)的直接插值法和先驗(yàn)圖像法，本文方法能夠更加有效地去除金屬偽影，同時(shí)很好地抑制新偽影的產(chǎn)生。
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