基于散射核的锥束CT散射校正
[Abstract]:Cone-beam CT (CBCT), as a medical and industrial testing instrument developed in recent years, is often used in image guided therapy, epigastric examination, oral 3D reconstruction, industrial detection and so on. In CBCT imaging system, the image reconstructed by CBCT will be seriously damaged by X-ray scattering, which greatly reduces the visual effect of the image. Therefore, many researchers begin to make the scattering correction in the process of CBCT imaging a key issue in their future research, and become one of the hot issues at present. This paper makes further research on this hot issue. Firstly, the artifacts of CBCT due to scattering and the existing methods of CBCT reconstruction are studied. According to the causes and characteristics of artifacts, the artifacts in CBCT images can be divided into metal artifacts, goblet artifacts, scattering artifacts, moving artifacts and hardening artifacts. Metal artifacts scattering artifacts and goblet artifacts are three common artifacts in oral and radiology which seriously affect the imaging quality of CBCT. For the projection data corrected by CBCT scattering, this paper also introduces in detail some common methods in CBCT reconstruction, such as filtering back projection method and FDK algorithm in analytical method. Secondly, a CBCT image scattering correction method based on regularization is proposed in this paper. The method can be divided into three steps: first, the projection image of CBCT is preprocessed. In order to preprocess the CBCT projection image, two kinds of filters are used in this paper. In this way, it is convenient to estimate the scattering kernel, that is, convolutional kernel, which can reduce the noise of the image and highlight the edge of the image at the same time. Second, the scattering nuclei required by this method are estimated. In this step, the pre-processed CBCT projection images obtained from the first step are first used, and then the scattering nuclei are estimated by regularization method. Third, non-blind deconvolution of CBCT projection image. In this step, the method of TV regularization and the scattering kernel of the second step are used to calculate the non-blind deconvolution. The most important step of this method is how to find the scattering nucleus. In the above steps, in order to solve the estimation model of scattering kernel and the non-blind deconvolution model of image, two algorithms are used in this paper, one is FISTA, and the other is IRLS.. This method is mainly aimed at the degradation of the image caused by scattering. Once the image is degraded, it will bring trouble to the doctor to diagnose a disease and delay the treatment of the disease. In order to get the pre-degraded image, we need to correct the scattering projection image, and we can get the effect of image correction by using the above method. The experimental results also show that the method is effective. The experimental results show that the artifact of the image is reduced from 9.435% to 3.133%, while the contrast of the image is raised from 108.34 to 138.87, which increases 27.775%. Finally, because the accuracy of tumor volume estimation is very important for radiotherapy planning based on PET, this paper also introduces the effect of blind deconvolution in the process of PET (Positron Emission Tomography) image reconstruction. The experimental results show that, The contrast of images can be improved from 26% to 46%. Therefore, it can be concluded that the blind deconvolution of reconstructed PET images can be used to improve the accuracy of tumor classification, and this method is easy to implement.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R197.39;TP391.41
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,本文编号:2282071
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