医用x-ct图像中金属伪影去除方法研究

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1、天津大学硕士学位论文医用X-CT图像中金属伪影去除方法研究姓名：何伟华申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：侯正信20070501中文摘要当今计算机断层成像技术(CT)是医疗诊断最重要的手段之一。它通过测量X射线在各个方向上透过人体断层时的累积衰减系数(或称投影)，由计算机计算整个断面上X射线衰减系数的分布，然后以数字图像的形式显示出来，帮助医生诊断病灶部位。由于病灶对x射线的吸收率往往与正常情况下不同，因此断面上X射线衰减系数的分布就能给诊断提供重要信息。然丽一个困扰CT成像的重要阀题就是金属伪影的去除。由子金属的原

2、子数很高，金属物体对用于诊断用途的X射线的能量的衰减要远远高于人体的软组织或骨头，因此几乎没有X射线的光子能够到达探测器。众所周知，利用滤波反投影方法重建图像时要求投影数据必须是完备的，因此，当人体中含有金属物体对，用传统的滤波反投影法对投影数据进行重建后，CT图像上有明显的明暗相间的条状伪影。这些伪影严重破坏了图像质量，特别是金属物体周围的组织，从而使得诊断变得非常困难，甚至无法诊断。本文从CT重建图像的基本原理出发，从醒方砥考虑来研究金属伪影去除的方法：一是从投影补偿的观点考虑，金属物体的存在使得投影数据缺失或者被破坏，因此

3、在图像重建之前对缺失的投影数据进行补偿，所采用的方法是线性插值法；二是从重建方法考虑，滤波反投影要求投影数据的完餐性，因此可以采用迭代重建的方法，在迭代的过程中，认为金属物体的投影数据是缺失的，不作任何处理，也能有效地重建图像。采用的迭代方法包括基于代数迭代的ART迭代法，以及基于统计迭代的MLEM法。在此基勰上，本文提出利用MLEM法的改进算法OSEM法重建图像来抑制金属伪影。数值仿真实验结果表明，上述几种方法在很大程度上都能有效的抑制并去除金属伪影。关键词：计算机断层成像滤波反投影法金属伪影线性插值代数重建法统计迭代法ABS

4、TRACTNowadaysX—raycomputedtomographyhasbeenoneofthemostimportantdiagnostictoolsinmedicine。Afterthex—rayattenuationcoefficientsthroughaCROSS-sectionofallobjectaremeasuraedindifferentdirections，thedistributionofthex—rayattenuationinthiscross-sectioniscalculatedbyacompu

5、ter,andthenitwillbediplayedtohelpdoctorstOdetectthepositionofafocus．Theattenuationcoefficientsofthefocusarealwaysdifferentfromthenormalconditions，SOthedistributionofx—rayattenuationcoefficientcallprovideimportantinformationforfocusdetection．However,allimportantproble

6、mwithx-raycomputedtomographyismetalartifactsreduction．Becauseofthehigheratomicnumber,metalobjects’SattenuatationtothediagnosticX—raysaremuchgreaterthansofttissuesandbones，andmuchfewerphotonscarlreachdetectors．Itiswellknownthatwhenthefilteredback-projection(FBP)method

7、isusedtoreconstructimage，theprojectionsmustbecomplete。Sowhenametalispresent，pronounceddarkandbrightstreaksareproducedinthereconstructionwithFBETheseartifactsseriouslydegradeimagequalityparticularlynearthemetalareas；thereforet11eywillmakedetectionverydifficultorevenim

8、possible．111ispaperstartsfromthebasictheoryofCTimagereconstructionandthemethodsofmetalartifactreductionareresearchedintwoaspects。Fi