基物质质量衰减系数获取方法、系统、电子设备及介质与流程

本公开涉及图像域物质分解，特别涉及一种基物质质量衰减系数获取方法、系统、电子设备及介质。

背景技术：

1、基于双能或多能能谱成像的ct技术能够获取不同能量区间的图像，提供更丰富的x射线衰减信息。利用不同物质的衰减随能量变化不同的特性，可以通过双能或多能ct成像来区分不同的物质，重建出基物质对应的密度图像。

2、现有的物质分解方法包括直接分解法、投影域物质分解法和图像域物质分解法。其中，图像域物质分解的理论基础为任何一个物质的质量衰减系数可以用任何其他两个基物质(基物质对)的质量衰减系数来表示，结合线性衰减系数与基物质的密度及质量衰减系数的关系，有如下等式关系：

3、μ0(e)＝ρ1μ1(e)+ρ2μ2(e)；

4、其中，ρ1和ρ2分别为两种基物质的密度，与x射线的能量无关，μ0(e)为待分解物对应能量e的线性衰减系数，μ1(e)和μ2(e)分别为待分解物中的两种基物质对应e的质量衰减系数。

5、在实际应用过程中，包含基物质的标定模体往往为混合物，而非只包含基物质。如等价组织材料中的碘棒，或利用医用碘造影剂稀释得到的不同浓度碘溶液，这些标定模体中除了含碘，还含有背景物质，例如水或其他元素。

6、因此，对这些标定模体进行扫描成像，重建获得的线性衰减系数并非完全由基物质产生。在传统重建方法中，计算标定模体的线性衰减系数时并未充分区分出目标基物质和背景物质，会使得物质分解矩阵不准确，从而导致得到的基物质的密度不准确。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开提供一种基物质质量衰减系数获取方法、系统、电子设备及介质。

2、第一方面，本公开提供一种基物质质量衰减系数获取方法，包括：

3、获取至少两个预设标定模体；其中，所述预设标定模体包括目标基物质，不同的所述预设标定模体中所述目标基物质的密度不同；

4、分别获取每个所述预设标定模体对应目标能量区间的衰减特征值；

5、基于所述预设标定模体的所述衰减特征值和所述目标基物质的密度，获取所述目标基物质对应所述目标能量区间的质量衰减系数。

6、可选地，所述预设标定模体还包括背景物质；

7、所述获取所述目标基物质对应所述目标能量区间的质量衰减系数的步骤还包括：

8、基于不同所述预设标定模体的所述衰减特征值与所述目标基物质的密度、所述背景物质的密度的关系构建目标方程组；其中，所述衰减特征值为所述目标基物质的线性衰减系数与所述背景物质的线性衰减系数之和；所述目标基物质的线性衰减系数为所述目标基物质的密度与所述目标基物质的质量衰减系数的乘积，所述背景物质的线性衰减系数为所述背景物质的密度与所述背景物质的质量衰减系数的乘积；

9、基于所述目标方程组获取所述目标基物质的质量衰减系数。

10、可选地，对于不同的所述预设标定模体，若所述背景物质的密度相同，

11、所述获取所述目标基物质对应所述目标能量区间的质量衰减系数的步骤还包括：

12、使用不同所述预设标定模体的所述衰减特征值与所述预设标定模体包含的所述目标基物质的密度，基于所述目标方程组进行最小二乘线性拟合，得到第一拟合关系；

13、基于所述第一拟合关系确定所述目标基物质的质量衰减系数。

14、可选地，对于不同的所述预设标定模体，若所述背景物质按照预设稀释倍数被稀释后的密度不同，

15、所述获取所述目标基物质对应所述目标能量区间的质量衰减系数的步骤包括：

16、使用不同所述预设标定模体的所述衰减特征值、所述预设标定模体包含的所述目标基物质的密度及所述预设稀释倍数，基于所述目标方程组进行最小二乘线性拟合，得到第二拟合关系；

17、基于所述第二拟合关系确定所述目标基物质的质量衰减系数。

18、可选地，所述衰减特征值为线性衰减系数或ct值。

19、第二方面，本公开提供一种成像方法，包括：

20、根据第一方面所述的基物质质量衰减系数获取方法，获取待分解物中目标基物质对应目标能量区间的质量衰减系数；

21、基于所述目标基物质的所述质量衰减系数构建物质分解矩阵；

22、基于所述物质分解矩阵对目标图像进行分解，以获取所述目标基物质对应的密度图像；其中，所述目标图像为待分解物对应所述目标能量区间的能谱成像图。

23、第三方面，本公开提供一种基物质质量衰减系数获取系统，包括：

24、模体获取模块，用于获取至少两个预设标定模体；其中，所述预设标定模体包括目标基物质，不同的所述预设标定模体中所述目标基物质的密度不同；

25、特征值获取模块，用于获取所述预设标定模体对应目标能量区间的衰减特征值；

26、第一衰减系数获取模块，用于基于所述预设标定模体的所述衰减特征值和所述目标基物质的密度，获取所述目标基物质对应所述目标能量区间的质量衰减系数。

27、可选地，所述预设标定模体还包括背景物质；

28、所述第一衰减系数获取模块用于基于不同所述预设标定模体的所述衰减特征值与所述目标基物质的密度、所述背景物质的密度的关系构建目标方程组；其中，所述衰减特征值为所述目标基物质的线性衰减系数与所述背景物质的线性衰减系数之和；所述目标基物质的线性衰减系数为所述目标基物质的密度与所述目标基物质的质量衰减系数的乘积，所述背景物质的线性衰减系数为所述背景物质的密度与所述背景物质的质量衰减系数的乘积；基于所述目标方程组获取所述目标基物质的质量衰减系数。

29、可选地，对于不同的所述预设标定模体，若所述背景物质的密度相同，

30、所述第一衰减系数获取模块具体用于使用不同所述预设标定模体的所述衰减特征值与所述预设标定模体包含的所述目标基物质的密度，基于所述目标方程组进行最小二乘线性拟合，得到第一拟合关系；基于所述第一拟合关系确定所述目标基物质的质量衰减系数。

31、可选地，对于不同的所述预设标定模体，若所述背景物质按照预设稀释倍数被稀释后的密度不同，

32、所述第一衰减系数获取模块具体用于使用不同所述预设标定模体的所述衰减特征值、所述预设标定模体包含的所述目标基物质的密度及所述预设稀释倍数，基于所述目标方程组进行最小二乘线性拟合，得到第二拟合关系；基于所述第二拟合关系确定所述目标基物质的质量衰减系数。

33、可选地，所述衰减特征值为线性衰减系数或ct值。

34、第四方面，本公开提供一种成像系统，包括：

35、第二衰减系数获取模块，用于根据第三方面所述的基物质质量衰减系数获取系统，获取待分解物中目标基物质对应目标能量区间的质量衰减系数；

36、分解矩阵构建模块，用于基于所述目标基物质的所述质量衰减系数构建物质分解矩阵；

37、物质分解模块，用于基于所述物质分解矩阵对目标图像进行分解，以获取所述目标基物质对应的密度图像；其中，所述目标图像为待分解物对应所述目标能量区间的能谱成像图。

38、第五方面，本公开提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现第一方面所述的基物质质量衰减系数获取方法或第二方面所述的成像方法。

39、第六方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面所述的基物质质量衰减系数获取方法或第二方面所述的成像方法。

40、本公开的积极进步效果在于：本公开提供一种基物质质量衰减系数获取方法、系统、电子设备及介质，通过获取包含不同密度的目标基物质的预设标定模体在目标能量区间下衰减特征值，基于预设标定模体的衰减特征值和不同预设标定模体中目标基物质的密度计算目标基物质的质量衰减系数。基于目标基物质准确的质量衰减系数，针对待分解物构建物质分解矩阵，基于物质分解矩阵对待分解物对应的目标图像进行分解，获取目标基物质对应的密度图像。特别的是，本公开利用了多种包含不同密度的目标基物质的预设标定模体进行标定和优化求解，可降低射束硬化引起的偏差。