CN108109183B - 射束硬化校正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种射束硬化校正方法及装置，该方法包括：使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据；根据第一组投影数据和第二组投影数据，确定多能射线穿透处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；根据该衰减值及贯穿厚度，获得各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；当锥形束CT设备使用多能射线对被检体进行扫描时，利用贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的投影数据进行校正。本申请技术方案，可以将多能射线等效成单能射线，利用等效后的贯穿厚度与衰减系数的对应关系进行图像重建，从而达到硬化校正的目的，提高重建图像的图像质量。
Description
技术领域
本申请涉及医疗图像处理领域，特别涉及一种射束硬化校正方法及装置。
背景技术
目前，实际的工业CT(Computed Tomography，计算机断层摄影)设备或医用CT设备中所使用的X射线源均为多能射线源，多能X射线在穿透被检体时，能量较低的X射线优先被吸收，表现为低能量的X射线的衰减系数比高能量的X射线的衰减系数要大，从而使透过被检体的射线能谱发生了变化，表现为穿透被检体的X射线的平均能量升高，这就是射束硬化现象。
典型的CT图像重建算法如滤波反投影法、代数重建算法等，都是基于X射线源为单能射线源的假设，即当X射线源为单能射线源时，可以获得质量较好的重建图像。然而，由于实际上工业CT设备和医用CT设备中所使用的X射线源均为多能射线源，而且一般只能得到多能投影数据，因此如果直接用多能投影数据来重建图像，就会产生明显的硬化伪影，导致图象质量较低。
现有技术中，在CT设备的X射线源出口处放置滤波片，滤除多能X射线中的低能X射线，使尽量多的高能X射线通过。然而，由于滤波得到的X射线仍为多能X射线，其仅能在一定程度上减轻硬化伪影，并不能完全解决射束硬化问题，从而导致重建图像质量仍然不高。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出一种模体、射束硬化校正方法及装置。本申请是通过如下技术方案实现的：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种射束硬化校正方法，所述方法应用于锥形束CT设备，所述方法包括：
使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据，其中，所述模体为中空的三棱柱状模体，所述第一状态为未注入液体的状态，所述第二状态为已注满预设密度的液体的状态；
根据所述第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；
根据所确定的X射线衰减值及贯穿厚度，获得所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；
当所述锥形束CT设备使用所述多能射线对被检体进行扫描时，利用所述贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的所述被检体的投影数据进行校正。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种射束硬化校正装置，所述装置应用于锥形束CT设备，所述装置包括：
扫描模块，用于使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据，其中，所述模体为中空的三棱柱状模体，所述第一状态为未注入液体的状态，所述第二状态为已注满预设密度的液体的状态；
确定模块，用于根据所述扫描模块扫描得到的第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；
处理模块，用于根据所述确定模块确定出的X射线衰减值及贯穿厚度，获得所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；
校正模块，用于在所述锥形束CT设备使用所述多能射线对被检体进行扫描的情况下，利用所述处理模块获得的贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的所述被检体的投影数据进行校正。
本申请实施例中，可以通过对处于不同状态的三棱柱状模体进行扫描，获得多能射线穿透该模体时的X射线衰减值及贯穿厚度，根据该衰减值和贯穿厚度，获得多能射线的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系，从而将多能射线等效成单能射线，利用等效后的贯穿厚度与衰减系数的对应关系进行图像重建，从而达到硬化校正的目的，提高重建图像的图像质量。
附图说明
图1A是本申请一示例性实施例示出的一种射束硬化校正方法的流程图；
图1B是本申请一示例性实施例示出的图1A所示射束硬化校正方法的应用场景图；
图2A是本申请一示例性实施例示出的图1A中步骤102的一种实施方式的流程图；
图2B是本申请一示例性实施例示出的一种计算多能射线穿透模体的贯穿厚度的应用场景图；
图3是本申请一示例性实施例示出的一种射束硬化校正装置的框图；
图4是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图；
图5是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图；
图6是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图；
图7是本申请一示例性实施例示出的一种医疗设备700的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表表示相同示，不同附图中的相同数字或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
目前，实际的工业CT设备和医用CT设备中所使用的X射线源均为多能射线源，而且—般只能得到多能投影数据，如果直接用多能投影数据来重建图像，就会产生明显的硬化伪影，导致图象质量较低。为了解决上述问题，本申请提供了一种射束硬化校正方法及装置。
下面首先对本申请提供的射束硬化校正方法进行介绍。
需要说明的是，本申请提供的射束硬化校正方法适用于锥形束CT设备，即CBCT(Cone beam Computed Tomography，锥形束投照计算机重组断层影像)设备，CBCT设备由数据采集设备与图像生成设备组成，通过一次旋转获得扫描数据，该数据再通过重建获得三维容积图像(即体数据)，也就是我们临床中使用的进行医学观察的图像。
图1A是本申请一示例性实施例示出的一种射束硬化校正方法的流程图，该方法应用于锥形束CT设备，该方法可以包括以下步骤：
在步骤101中，使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据。
本申请实施例中的模体为中空的三棱柱状模体，在实际使用中，可以向模体中注入液体，该第一状态为未注入液体的状态，该第二状态为已注满预设密度的液体的状态。此外，考虑到锥形束CT设备主要用于对人体的一些部位进行扫描，且人体软组织的密度与水的密度接近，因此，模体的材质可以选取与水密度相接近的有机玻璃，预设密度的液体可以选取水、或者其他与水的密度相接近的液体。
本申请实施例中，将按照预设尺寸设计的模体放在锥形束CT设备的扫描床上，首先使用多能射线对空的模体进行扫描，得到第一组投影数据；之后向模体中注满预设密度的液体，使用相同的多能射线对注满液体的模体进行扫描，得到第二组投影数据；其中，第一组投影数据和第二组投影数据均为多能投影数据，第一组投影数据中记录了多能射线穿透空的模体后的X射线强度信息，第二组投影数据中记录了多能射线穿透注满液体的模体后的X射线强度信息，本申请实施例中的X射线强度信息可以包括：光子数量。
本申请实施例中，在设计模体时，会根据锥形束CT设备的平板探测器的大小、放射源到平板探测器的距离和实际需要的扫描厚度等参数设计模体，以确保平板探测器能够接收到所有穿透模体的射线，同时满足被检体的扫描厚度的需求。
在步骤102中，根据第一组投影数据和第二组投影数据，确定多能射线穿透处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度。
本申请实施例中，由于第一组投影数据中记录了多能射线穿透空的模体后的X射线强度信息，第二组投影数据中记录了多能射线穿透注满液体的模体后的X射线强度信息，因此可以通过第一组投影数据和第二组投影数据，确定多能射线穿透处于第二状态的模体时平板探测器上每个点的X射线衰减值，及平板探测器上每个点对应的多能射线穿透模体时的贯穿厚度。
在步骤103中，根据所确定的X射线衰减值及贯穿厚度，获得多能射线穿透处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系。
考虑到单能射线源在穿过密度均匀的物体时，射线衰减遵守比尔定律：
其中，I为穿透物体后的射线强度，I0为入射的射线强度，μ为物体对于射线的衰减系数，d为射线贯穿物体的厚度；之后对
进行变形，得到ln(I0/I)＝μd，令p＝ln(I0/I)，得到p＝μd，p为射线的X射线衰减值。
本申请实施例中，在步骤102中确定多能射线穿透处于第二状态的模体时平板探测器上每个点的X射线衰减值，及平板探测器上每个点对应的多能射线穿透模体时的贯穿厚度后，可以依据公式p＝μd，得到多能射线穿透处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，进而得到多能射线穿透处于第二状态的模体时各贯穿厚度与衰减系数的对应关系。
本申请实施例中，取多能射线最高能量的预设百分比能量(例如三分之二)作为平均射线能量，步骤103中计算出的各贯穿厚度与衰减系数的对应关系即为该平均射线能量下的射线衰减参数。
在步骤104中，当锥形束CT设备使用多能射线对被检体进行扫描时，利用贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的被检体的投影数据进行校正。
在本申请一示例性应用场景中，如图1B所示，该应用场景中包括：锥形束CT设备的放射源110、平板探测器120和模体130，其中，放射源110发出多能射线，模体130的6个顶点分别为点A、点B、点C、点D、点E和点F，放射源110发出的多能射线穿过模体130(为了便于观察，图1B中仅示出了多能射线穿透模体6个顶点及ABEF平面上点G的情形)，到达平板探测器120，平板探测器120上的每个点会接收到多能射线穿透模体130的光子数量，例如平板探测器120上的点A0接收到多能射线穿过模体130上的点A后的光子数量，点B0接收到多能射线穿过模体130上的点B后的光子数量，点C0接收到多能射线穿过模体130上的点C后的光子数量，点D0接收到多能射线穿过模体130上的点D后的光子数量，点E0接收到多能射线穿过模体130上的点E后的光子数量，点F0接收到多能射线穿过模体130上的点F后的光子数量，点G0接收到多能射线穿过模体130上的点G后的光子数量。
以模体130上的点G为例，模体130处于第一状态时，平板探测器上的G0点接收到多能射线穿过模体130上的点G后的光子数量为Q1，模体130处于第二状态时，平板探测器上的点G0接收到多能射线穿过模体130上的点G后的光子数量为Q2，根据Q1和Q2可以得到点G0的X射线衰减值和线段GG'的长度为多能射线穿过点G的贯穿长度，因此可以求得线段GG'的长度对应的衰减系数，同理可以求得多能射线穿透模体130上任一点的贯穿长度与衰减系数的对应关系。
由上述实施例可见，该实施例中，可以通过对处于不同状态的三棱柱状模体进行扫描，获得多能射线穿透该模体时的X射线衰减值及贯穿厚度，根据该衰减值和贯穿厚度，获得多能射线的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系，从而将多能射线等效成单能射线，利用等效后的贯穿厚度与衰减系数的对应关系进行图像重建，从而达到硬化校正的目的，提高重建图像的图像质量。
图2A是本申请一示例性实施例示出的图1A中步骤102的一种实施方式的流程图，在本申请实施例中，模体的摆放位置满足下述条件：模体的三条棱与锥形束CT设备的平板探测器所在平面相平行，此时步骤102，可以包括以下步骤：
在步骤201中，根据第一组投影数据和第二组投影数据，生成第一组投影数据对应的第一投影图和第二组投影数据对应的第二投影图。
本申请实施例中，由于第一组投影数据中记录了多能射线在穿透空的模体后平板探测器接收到的光子数量，因此可以根据光子数量与灰度值的对应关系，确定多能射线在平板探测器的各成像点上灰度值，进而生成第一投影图像，其中，第一投影图像中的每个像素点的灰度值可以反映该像素点接收到的多能射线的光子数量，灰度值越高，颜色越浅，该像素点接收到的光子数量越多。
本申请实施例中，由于第二组投影数据中记录了多能射线在穿透注满预设密度的液体的模体后平板探测器接收到的光子数量，因此可以根据光子数量与灰度值的对应关系，确定多能射线在平板探测器的各成像点上灰度值，进而生成第二投影图像，其中，第二投影图像中的每个像素点的灰度值可以反映该像素点接收到的多能射线的光子数量，灰度值越高，颜色越浅，该像素点接收到的光子数量越多。
在步骤202中，根据第一投影图和第二投影图的灰度信息，计算第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值。
本申请实施例中，在生成第一投影图像和第二投影图像后，可以直接将第二投影图像与第一投影图像对应像素点的灰度值进行相除，得到第二投影图像中各像素点位置的X射线衰减信息。
考虑到平板探测器接收到的多能射线包括两种成分：原射线和散射线，散射线会产生噪声和图像伪影，降低图像对比度，导致重建图像的质量较低，为了解决这个问题，本申请一优选的实施例中，步骤202可以包括：
S10，对第一投影图和第二投影图进行散射校正，获得散射校正后的第一投影图像和第二投影图像；
本申请实施例中，可以采用卷积法、反卷积法或者蒙特卡罗模拟法对第一投影图像和第二投影图像进行散射校正，本申请对此不作限定。
S11，根据散射校正后的第一投影图像和第二投影图像的灰度信息，计算第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值。
本申请实施例中，在获得散射校正后的第一投影图像和第二投影图像后，可以将散射校正后的第二投影图像与散射校正后的第一投影图像对应像素点的灰度值进行相除，得到第二投影图像中各像素点位置的X射线衰减值。
在步骤203中，根据第二投影图的灰度信息和模体的尺寸，计算多能射线穿透处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
本申请实施例中，在得到第二投影图像中的每个像素点位置上的X射线衰减值后，根据第二投影图的灰度信息确定，模体的各顶点的投影位置，根据投影位置和模体的尺寸，计算多能射线在第二投影图像中各像素点位置上穿透模体时的贯穿厚度。
本申请实施例中，可以利用相似三角形的各边间的比例关系，计算多能射线穿透处于第二状态的模体时的贯穿厚度，相应的，步骤203可以包括：
S20，以锥形束CT设备的放射源为坐标原点，以过该原点与模体的三条棱平行的直线、该放射源到平板探测器的垂线以及与这两条直线正交的直线为坐标轴建立三维直角坐标系；
S21，根据第二投影图的灰度信息，确定处于第二状态的模体的各顶点在第二投影图中的二维坐标(即模体的各顶点的投影位置)；
S22，根据处于第二状态的模体的各顶点在第二投影图中的二维坐标、放射源到平板探测器的距离及模体的尺寸，计算该处于第二状态的模体的各顶点的空间坐标；
S23，根据处于第二状态的模体的各顶点的空间坐标，计算该处于第二状态的模体的5个面的平面方程；以及分别计算放射源与第二投影图上的各像素点的直线方程；
S24，根据计算得到的平面方程与直线方程，计算多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
为了便于理解，下面结合本申请的一示例性应用场景图对上述S20～S24进行描述，如图2B所示，该应用场景中包括：锥形束CT设备的放射源210、平板探测器220和处于第二状态的模体230，放射源210发出的多能射线穿透模体230到达平板探测器220，平板探测器220上的每个点会接收到多能射线穿透模体230的光子数量，依据接收到的光子数量生成第二投影图(为了便于描述，图2B中仅示出了像素点A0、B0和G0)，由于模体230上的点A和点B均为顶点，多能射线在穿透点A和点B时，被点A和点B处吸收的射线会相对模体的非顶点部位少，因此到达平板探测器220的光子数量会较多，对应生成的投影图中像素点位置的灰度值较高。基于此情况，可以依据灰度值的差异从第二投影图中确定出模体230上的点A和点B在第二投影图像中的投影点A0和B0。
图2B中示出了以放射源210所在O点为原点建立的空间直角坐标系，在该空间直角坐标系下，在确定模体230上的A点和B点在第二投影图像中的投影点A0和B0后，投影点A0和B0在平板探测器所在平面的二维坐标也就随之确定，例如A0的二维坐标为(XA0，YA0)，B0的二维坐标为(XB0，YB0)，锥形束CT设备可以通过设备的几何校正参数获取放射源210到平板探测器220的垂线OO0的长度l1。
由点A0和点B0的二维坐标，可以求得线段A0B0的长度l2，已知点A0和点B0的二维坐标，模体230的边长AB的长度l3，垂线OO0的长度l1，且三角形OAB与三角形OA0B0为相似三角形，根据相似三角形的相关定律，可以计算出点A和点B的空间坐标，同理可以计算得到点C、点D、点E和点F的空间坐标。
根据点A、点B、点C、点D、点E和点F的空间坐标，可以计算模体230的平面ABEF、平面ABCD、平面ACE、平面CDEF和平面BDF的平面方程。以模体230上的一点G为例，放射源210发出的多能射线经点G进入模体230，经点G'穿出模体230，到达平板探测器220上的点G0。计算直线OG0的直线方程，将直线OG0的直线方程与平面ABEF、平面ABCD的平面方程联立，求解联立方程组，可以得到点G和点G'的空间坐标，再由点G和点G'的空间坐标计算得到线段GG'的长度，即多能射线穿过模体230上点G时的贯穿厚度，同理可以求得多能射线穿透模体230上各点时的贯穿厚度。
由上述实施例可见，该实施例可以通过利用锥形束CT设备的扫描条件下三棱柱状模体的投影较螺旋CT多出的一个维度的信息，计算该模体在三维空间中的位置信息并以此计算多能射线在模体内部贯穿的厚度。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
相应于本申请提出的射束硬化校正方法的实施例，本申请还提出了射束硬化校正装置的实施例。
图3是本申请一示例性实施例示出的一种射束硬化校正装置的框图，所述装置应用于锥形束CT设备，所述装置可以包括：
扫描模块310，用于使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据，其中，所述模体为中空的三棱柱状模体，所述第一状态为未注入液体的状态，所述第二状态为已注满预设密度的液体的状态；
确定模块320，用于根据所述扫描模块310扫描得到的第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；
处理模块330，用于根据所述确定模块320确定出的X射线衰减值及贯穿厚度，获得所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；
校正模块340，用于在所述锥形束CT设备使用所述多能射线对被检体进行扫描的情况下，利用所述处理模块330获得的贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的所述被检体的投影数据进行校正。
由上述实施例可见，该实施例可以通过对处于不同状态的三棱柱状模体进行扫描，获得多能射线穿透该模体时的X射线衰减值及贯穿厚度，根据该衰减值和贯穿厚度，获得多能射线的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系，从而将多能射线等效成单能射线，利用等效后的贯穿厚度与衰减系数的对应关系进行图像重建，从而达到硬化校正的目的，提高重建图像的图像质量。
本申请提供的另一种实施例中，该实施例可以在图3所示实施例的基础上，本申请实施例中模体的摆放位置满足下述条件：模体的三条棱与所述锥形束CT设备的平板探测器所在平面相平行。
图4是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图，该实施例可以在上一实施例的基础上，本申请实施例中的确定模块320，可以包括：
图像生成子模块321，用于根据所述扫描模块310扫描得到的第一组投影数据和第二组投影数据，生成所述第一组投影数据对应的第一投影图和所述第二组投影数据对应的第二投影图；
X射线衰减值计算子模块322，用于根据所述图像生成子模块321生成的第一投影图和第二投影图的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值；
贯穿厚度计算子模块323，用于根据所述第二投影图的灰度信息和模体的尺寸，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
图5是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图，该实施例可以在图4所示实施例的基础上，本申请实施例中的X射线衰减值计算子模块322，可以包括：
散射校正单元3221，用于对所述图像生成子模块321生成的第一投影图和第二投影图进行散射校正，获得散射校正后的第一投影图像和第二投影图像；
X射线衰减值计算单元3222，用于根据所述散射校正单元3221散射校正后的第一投影图像和第二投影图像的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值。
图6是本申请一示例性实施例示出的另一种射束硬化校正装置的框图，该实施例可以在图4所示实施例的基础上，本申请实施例中的贯穿厚度计算子模块323，可以包括：
二维坐标确定单元3231，用于以锥形束CT设备的放射源为坐标原点，以过该原点与模体的三条棱平行的直线、该放射源到平板探测器的垂线以及与这两条直线正交的直线为坐标轴建立三维直角坐标系；根据所述第二投影图的灰度信息，确定所述处于第二状态的模体的各顶点在所述第二投影图中的二维坐标；
空间坐标计算单元3232，用于根据所述二维坐标确定单元3231确定出的各顶点在所述第二投影图中的二维坐标、放射源到平板探测器的距离及模体的尺寸，计算所述处于第二状态的模体的各顶点的空间坐标；
方程计算单元3233，用于根据所述空间坐标计算单元3232计算得到的各顶点的空间坐标，计算所述处于第二状态的模体的5个面的平面方程；以及分别计算所述放射源与所述第二投影图上的各像素点的直线方程；
贯穿厚度计算单元3234，用于根据所述方程计算单元3233计算得到的平面方程与直线方程，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请还提供了一种射束硬化校正装置，该装置可以应用于包括多个实际晶体的医疗设备，图7是根据一示例性实施例示出的一种医疗设备700的框图。参照图7，医疗设备700可以包括处理组件701，其进一步包括一个或者多个处理器，以及由存储器702所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件701执行的指令，例如应用程序。存储器702中存储的应用程序可以包括一个或者一个以上的每一个对应于一组指令的模块。
本申请的实施例中，射束硬化校正装置可以位于所述的存储器702中，并且处理组件701可以通过该射束硬化校正装置执行本申请实施例的射束硬化校正方法，以实现对锥形束CT扫描到的被检体的投影数据进行校正的目的。
医疗设备700还可以包括一个电源组件703，该电源组件703被配置为执行医疗设备700的电源管理。一个有线或者无线网络接口704被配置为将医疗设备700连接到网络，以及一个输入输出(I/O)接口705。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种射束硬化校正方法，其特征在于，所述方法应用于锥形束CT设备，所述方法包括：
使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据，其中，所述模体为中空的三棱柱状模体，所述第一状态为未注入液体的状态，所述第二状态为已注满预设密度的液体的状态；
根据所述第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；
根据所确定的X射线衰减值及贯穿厚度，获得所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；
当所述锥形束CT设备使用所述多能射线对被检体进行扫描时，利用所述贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的所述被检体的投影数据进行校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模体的摆放位置满足下述条件：
模体的三条棱与所述锥形束CT设备的平板探测器所在平面相平行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度，包括：
根据所述第一组投影数据和第二组投影数据，生成所述第一组投影数据对应的第一投影图和所述第二组投影数据对应的第二投影图；
根据所述第一投影图和第二投影图的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值；
根据所述第二投影图的灰度信息和模体的尺寸，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一投影图和第二投影图的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值，包括：
对所述第一投影图和第二投影图进行散射校正，获得散射校正后的第一投影图像和第二投影图像；
根据所述散射校正后的第一投影图像和第二投影图像的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二投影图的灰度信息和模体的尺寸，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度，包括：
以锥形束CT设备的放射源为坐标原点，以过该原点与模体的三条棱平行的直线、该放射源到平板探测器的垂线以及与这两条直线正交的直线为坐标轴建立三维直角坐标系；
根据所述第二投影图的灰度信息，确定所述处于第二状态的模体的各顶点在所述第二投影图中的二维坐标；
根据所述各顶点在所述第二投影图中的二维坐标、放射源到平板探测器的距离及模体的尺寸，计算所述处于第二状态的模体的各顶点的空间坐标；
根据所述各顶点的空间坐标，计算所述处于第二状态的模体的5个面的平面方程；以及分别计算所述放射源与所述第二投影图上的各像素点的直线方程；
根据计算得到的平面方程与直线方程，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
6.一种射束硬化校正装置，其特征在于，所述装置应用于锥形束CT设备，所述装置包括：
扫描模块，用于使用多能射线扫描处于第一状态的模体获得第一组投影数据，以及扫描处于第二状态的模体获得第二组投影数据，其中，所述模体为中空的三棱柱状模体，所述第一状态为未注入液体的状态，所述第二状态为已注满预设密度的液体的状态；
确定模块，用于根据所述扫描模块扫描得到的第一组投影数据和第二组投影数据，确定所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的X射线衰减值以及贯穿厚度；
处理模块，用于根据所述确定模块确定出的X射线衰减值及贯穿厚度，获得所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时各贯穿厚度对应的衰减系数，得到贯穿厚度与衰减系数的对应关系；
校正模块，用于在所述锥形束CT设备使用所述多能射线对被检体进行扫描的情况下，利用所述处理模块获得的贯穿厚度与衰减系数的对应关系，对扫描得到的所述被检体的投影数据进行校正。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模体的摆放位置满足下述条件：
模体的三条棱与所述锥形束CT设备的平板探测器所在平面相平行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：
图像生成子模块，用于根据所述扫描模块扫描得到的第一组投影数据和第二组投影数据，生成所述第一组投影数据对应的第一投影图和所述第二组投影数据对应的第二投影图；
X射线衰减值计算子模块，用于根据所述图像生成子模块生成的第一投影图和第二投影图的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值；
贯穿厚度计算子模块，用于根据所述第二投影图的灰度信息和模体的尺寸，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述X射线衰减值计算子模块，包括：
散射校正单元，用于对所述图像生成子模块生成的第一投影图和第二投影图进行散射校正，获得散射校正后的第一投影图像和第二投影图像；
X射线衰减值计算单元，用于根据所述散射校正单元散射校正后的第一投影图像和第二投影图像的灰度信息，计算所述第二投影图中的各像素点位置的X射线衰减值。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述贯穿厚度计算子模块，包括：
二维坐标确定单元，用于以锥形束CT设备的放射源为坐标原点，以过该原点与模体的三条棱平行的直线、该放射源到平板探测器的垂线以及与这两条直线正交的直线为坐标轴建立三维直角坐标系；根据所述第二投影图的灰度信息，确定所述处于第二状态的模体的各顶点在所述第二投影图中的二维坐标；
空间坐标计算单元，用于根据所述二维坐标确定单元确定出的各顶点在所述第二投影图中的二维坐标、放射源到平板探测器的距离及模体的尺寸，计算所述处于第二状态的模体的各顶点的空间坐标；
方程计算单元，用于根据所述空间坐标计算单元计算得到的各顶点的空间坐标，计算所述处于第二状态的模体的5个面的平面方程；以及分别计算所述放射源与所述第二投影图上的各像素点的直线方程；
贯穿厚度计算单元，用于根据所述方程计算单元计算得到的平面方程与直线方程，计算所述多能射线穿透所述处于第二状态的模体时的贯穿厚度。
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