Реконструкция изображений

Сигналы, зарегистрированные детекторами во время сканирования, подвергаются предварительной обработке, чтобы компенсировать неоднородности системы детекторов и корректировать артефакты, обусловленные повышением жесткости излучения внутри тела обследуемого. Данные, полученные после различных шагов коррекции и преобразования интенсивности сигнала в значения ослабления рентгеновских лучей, называют исходными КТ-данными (рис. 3). Массив исходных данных на томографах 3-го и 4-го поколений состоит из профилей ослабления излучения от 500-2300 проекций для каждого оборота рентгеновской трубки на 360°. Каждую проекцию, в свою очередь, составляют 500-900 значений ослабления излучения. Реконструкция изображения из массива исходных данных создает массив данных изображения.

Рисунок 1.3 - Этапы реконструкции КТ-изображений.

Реконструкция изображений начинается с выбора желаемого поля обзора. Для реконструкции используется каждый луч ,который проходит через это поле обзора от трубки до детектора. Коэффициент ослабления для каждой точки изображения определяется посредством усреднения значений ослабления для всех лучей, которые пересекают эту точку (обратная проекция - back projection). Однако этот тип не отфильтрованной обратной проекции создает очень нерезкое изображение с размытыми контурами, поэтому множество лучей объединяют в проекцию и полученный профиль ослабления подвергают математической фильтрации с краевым усилением (конволюции). Тип фильтрации определяется так называемым кернелем конволюции. После этого обратные проекции отфильтрованных профилей изображения создают резкое изображение. Кернель конволюции (алгоритм реконструкции: линейная фильтрация данных изображения осуществляется посредством математических операций, которые завершаются конволюцией. При конволюции значения пикселей на выходе вычисляются как взвешенная сумма с соседними пикселями. Матрица таких весов называется кернель конволюции и известна также как фильтр), используемый для отфильтрованных обратных проекций (filtered back projection), определяет такие свойства реконструированного КТ-среза, как пространственное разрешение и шумы в изображении, и может изменяться от мягкого, или сглаживающего, до резкого, или усиливающего контуры (рис.4) .

Рисунок 1.4 - Влияние кернеля конволюции на пространственное разрешение и шумы в изображении. В паренхиме легких (высокий естественный контраст) использование кернеля повышенной резкости (б) вместо стандартного кернеля (а) увеличивает резкость изображения. В печени (низкий естественный контраст) мягкий кернель (в) предпочтителен, так как в противном случае (кернель повышенной резкости) (г) увеличивающиеся шумы могут скрадывать структуры с низким контрастом.

Томографы 3-го и 4-го поколений отличаются способом, которым значения ослаблений объединяются в веерообразные проекции. Томографы 3-го поколения используют веер от единственного положения трубки до детектора, тогда как томографы 4-го поколения принимают данные, собранные единственным детектором для различных положений трубки, и объединяют их в проекции (см. рис. 1.2) .

Похожые стьтьи по экономике

Функциональный генератор квадратурных напряжений
Уже более 30 лет компания National Instruments (NI) является лидером в области разработки и производства аппаратно-программных средств автоматизации измерений, диагностики, управления и моде ...

Разработка противоболевого электронейростимулятора
Современная медицина тесно связана с созданием новых аппаратных и технических средств для диагностики и лечения заболеваний. Одним из важнейших направлений является разработка аппаратуры ...

Анализ электромагнитного поля в прямоугольном волноводе
В полой трубе прямоугольного сечения (рис. 1) с идеально проводящими стенками создано монохроматическое электромагнитное поле. Труба заполнена однородной изотропной средой без потерь, а ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru