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 基于重建后图像的全角度前投影硬化校正 方法# 徐礼胜1,2，钱贝贝1，孝大宇1，姚宇鹏1，康雁1,2* 5 10 15 20 25 30 35 40 （1. 东北大学中荷生物医学与信息工程学院，辽宁 沈阳 110819； 2. 东北大学医学影像计算教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110819） 摘要：现有的硬化效应校正方法依赖于射线频谱等先验条件，校正过程较为复杂，因此提出 一种基于重建后图像的全角度前投影硬化校正方法。对重建后的图像进行区域分割，分割出 杯状伪影主要影响的组织区域；然后进行基于像素点的全角度前投影，获得校正基算子；再 通过将校正基算子及其高次方乘积线性组合后获得校正算子，并将此校正算子应用于原图像 从而达到校正的目的。水模、头模和西瓜的校正结果显示，本方法对单物质及近人体的物质 重建图像的硬化效应均有较好的校正效果。 关键词：硬化；重建后校正；区域分割；CT 图像；全角度前投影 中图分类号：R445.3 Post-processing for Beam-hardening Calibration Based on Full Forward Projection of Reconstructed CT Image XU Li-sheng1,2, QIAN Bei-bei1, XIAO Da-yu1, YAO Yu-peng1, KANG Yan1,2 (1. Sino-dutch Biomedical and Information Engineering School, Northeastern University, Shenyang 110819; 2. Key Laboratory of Medical Image Computing (Northeastern University), Ministry of Education) Abstract: Existing calibration methods commonly rely on the X-ray spectrum or other priori acknowledges. So, a new post-processing for beam-hardening calibration is proposed on the basis of full forward projection of reconstructed image. First, a reconstructed image is segmented according to its gray values to obtain the tissues involving cupping artifacts. Then, a basis corrector is achieved through full forward projection based on the pixels. By linearly combining the transformations of the basis corrector, a final corrector is obtained to make up for the cupping artifacts. The results of correcting the beam-hardening in single material and soft tissues like water phantom, head phantom and watermelon demonstrate that the proposed approach is effective. Key words: beam-hardening; post-processing; region segmentation; CT image; full forward projection 医用 CT 球管产生的 X 射线都是多色的。多色 X 射线穿过被测物体时，其线性衰减系 数不仅与构成被测物体的物质有关，而且还与 X 射线的能量有关；穿透相同物体时，能量 低的 X 射线比能量高的衰减强烈[1]。 自上世纪 70 年代以来，对射线硬化现象的研究在 CT 研究领域一直相当活跃，已有大 量关于射束硬化校正方法的文章问世。文献[2]报道了如何由已知质量衰减系数的物质构成的 “阶梯状楔型”模体(step-wedge phantom)来估计 CT 系统能谱分布的算法。它将人体组织近 似为由 2~3 种物质组成的被测物体，并通过实验测定各种物质 X 射线质量衰减系数。对化 学成分已知的物质亦可通过 Monte Carlo 方法估计其 X 射线质量衰减系数。此外，还