本發明涉及一種基于計劃CT校正CBCT中散射偽影的方法，包括以下步驟：步驟1：首先獲得實測CBCT投影和空場投影，得到正弦圖，然后進行降噪處理并重建得到原始CBCT；步驟2：將計劃CT的CT值轉換成衰減系數，然后和原始CBCT進行配準對齊，獲得配準CT；步驟3：對配準CT進行前向投影，得到模擬CBCT投影；步驟4：將實測CBCT投影和模擬CBCT投影相減，得到初始散射信號；步驟5：根據初始散射信號的可信度賦予散射信號權重，得到散射信號權重矩陣；步驟6：根據散射信號權重矩陣對初始散射信號進行平滑處理，得到最終散射信號；步驟7：將最終散射信號從CBCT投影中減去，得到校正CBCT投影，然后進行降噪處理并重建得到校正CBCT圖像。

技術領域

本發明涉及圖像處理算法領域，特別涉及錐形束計算機斷層成像(CBCT)中散射偽影校正方法。

背景技術

CBCT能夠實現三維容積快速成像，并且由于體積小，成本低，易于和現有放療系統整合等優點，被廣泛應用于圖像引導放療。但CBCT圖像中存在由光子散射造成的散射偽影，這限制了CBCT圖像在臨床上的應用擴展。因此，各種方式的散射校正算法被不斷提出。其中基于軟件的散射校正方法主要有解析模型法，蒙特卡洛模擬法和基于先驗信息的校正法等幾類方法。解析法根據射束特征建立解析模型估計散射，其性能取決于模型的精確性。模型越精確，效果越好，但建立模型具有經驗性，且應用范圍局限于模型建立時的假設。蒙特卡洛方法被認為是散射估計的金標準，但計算耗時長，不適用于臨床?；谟媱滳T作為先驗信息的散射校正方法能夠在不改變硬件的條件下，利用患者已有的計劃CT來估計散射信號，可以高效地達到散射校正的目的。然而，該方法性能嚴重依賴于患者的計劃CT和待校正CBCT的匹配度，體重、器官充盈程度等患者體內解剖結構變化都會直接影響到現有方法的性能。此外，該類方法在估計散射的過程中，往往需要對計劃CT和CBCT進行彈性配準，組織結構校正等圖像預處理，對散射信號進行濾波處理以及多次迭代，以克服計劃CT和CBCT不匹配導致的殘余偽影，因此該類方法耗時長，臨床實用性差。本發明提出了一種不依賴計劃CT和CBCT的嚴格匹配，并且散射信號濾波處理相對簡單快速的CBCT散射偽影校正方法。

發明內容

針對上述解決問題，本發明提出一種基于計劃CT校正CBCT中散射偽影的方法，能夠克服計劃CT和CBCT不匹配問題，進行簡單快速的CBCT散射偽影校正，簡化圖像處理過程，該方法在患者前后圖像信息不一致的情況下，仍然可以較準確地估計出散射信號，進而達到散射校正的目的。

本發明技術解決方案為：一種基于計劃CT校正CBCT中散射偽影的方法，包括以下步驟：

步驟1：獲得實測CBCT投影和空場投影，得到正弦圖，然后進行降噪處理并重建得到原始CBCT；

步驟2：將計劃CT中CT值轉換成衰減系數，然后和原始CBCT進行匹配，獲得配準CT；

步驟3：對配準CT進行前向投影，得到模擬CBCT投影；

步驟4：將實測CBCT投影和模擬CBCT投影相減，得到初始散射信號；

步驟5：根據初始散射信號的可信度賦予散射信號權重，得到散射信號權重矩陣；

步驟6：根據散射信號權重矩陣對初始散射信號進行平滑處理，得到最終散射信號；

步驟7：將最終散射信號從CBCT投影中減去，得到校正CBCT投影，然后進行降噪處理并重建得到校正CBCT圖像。

進一步的，所述步驟1首先獲得實測CBCT投影和空場投影，得到正弦圖，然后進行降噪處理并重建得到原始CBCT；具體包括：