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工业CT,即工业计算机断层扫描成像,简称ICT,是计算机技术与放射学相结合产生的一门新的成像技术。它在无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域得到了非常广泛的应用。
多能X射线的硬化现象对X射线ICT的成像质量造成不良影响,在其重构图像上产生伪影(Artifacts),称为射束硬化伪影。这些伪影严重损害图像质量,歪曲了实验事实。因此,射束硬化校正问题是CT研究中的重要问题,也是自X射线CT问世以来一直寻求解决的热点问题。
本文首先对国内外历史上及目前的多种关于硬化校正研究方法进行了归纳综合,并分析了各类方法的利与弊,提出了基于实际CT的硬化校正方案。
在本文中,作者通过软件、硬件相结合的方式来解决射束硬化现象,即通过前置过滤器起预硬化作用,然后用数学方法对射束硬化现象进行校正。首先通过改进的塞德尔迭代法对电子直线加速器所产生的能谱进行了分析和计算,并用基于MontoCarlo方法的EGSnrc软件进行仿真分析,两者的结果符合较好;然后利用和靶物质相同的材料作为前置硬化滤波器,从实验效果看,这种过滤器起到了预硬化的作用,很大程度的降低了射束硬化伪影;最后针对工业CT扇束扫描和探测器阵列的特点,通过对探测器组中各个探测器的拟和多项式来校正多能X射线的硬化现象。结合图像处理软件的分析,最后得出的实验结果表明,该方法在很大程度上解决了个体探测器响应的不一致性和多能X射线的硬化现象。
本文提出的射束硬化校正方法适用于大多数X射线ICT,特别是加速器能谱的估计、过滤片材料的选取以及多项式拟和方法具有很高的一般性和实用性。