论文部分内容阅读
乳腺癌严重危害妇女生命健康,在全世界和我国均位居女性恶性肿瘤死亡前列。乳腺X线摄影检查作为乳腺癌早期诊断的一种重要方法,是提高乳腺癌治愈率的关键。乳腺X线图像能否用作乳腺癌早期诊断,则取决于图像质量。在X线摄影中,散射线会使图像的对比度降低、细节模糊,严重影响图像的诊断价值。因此,在乳腺X线摄影中应尽量消除或减少散射线的影响。另一方面,乳腺是辐射敏感器官,乳腺X线摄影应在确保图像质量的情况下尽量降低病人辐射剂量。在现有乳腺X线系统中,通常使用抗散射滤线栅控制散射线,虽然可以有效减少散射线的影响,提高图像质量,但同时也会导致病人辐射剂量的增加。为解决这个问题,本文提出了一种软硬件结合的方法,可以快速估计乳腺X线图像散射线的分布,实现图像散射线的校准。该方法与抗散射滤线栅相比,在保证图像质量的同时,大大降低了病人辐射剂量。在X线摄影中,准直器的叶片通常会在图像上形成阴影。由于原发射线/主射线被准直器叶片阻挡,无法到达影像接受器,因此准直器叶片在图像上形成的阴影主要是由于散射线造成的。通过分析准直器叶片阴影区域的图像数据,可以直接估计出散射线的数据,然后使用散射线数据对原图像进行校准。基于这个原理,本文实现了直接散射线校准方法,并在数字乳腺X线摄影系统中,使用乳腺体模对校准方法的实际效果进行了研究。测试中使用了PMMA体模、CDMAM体模和BR3D体模,分别从图像的CNR数据,低对比度细节检出能力以及模拟病灶检出能力等方面,将校准方法的效果与滤线栅的效果进行了对比。测试结果表明,在适当调整所需曝光剂量后,直接散射线校准方法可以有效去除图像中散射线的影响。直接散射线校准方法提高图像CNR效果在低厚度时(PMMA,20mm和40mm)分别为25.8%和18.2%,高于对应厚度下使用滤线栅的效果11.1%和15.7%,在高厚度时(PMMA,60mm和80mm)分别为25.8%和36.3%,略低于对应厚度下使用滤线栅的效果27.0%和37.3%。而该方法提高图像对比度的效果在不同厚度下(PMMA,20mm、40mm、60mm和80mm)分别为74%、54%、51%和58%,高于对应厚度下使用滤线栅的效果12%、15%、25%和33%。同时该方法在所需剂量上也低于使用滤线栅,与不使用滤线栅相比,直接散射校准方法需要将辐射剂量提高10%,而使用滤线栅需要将辐射剂量提高50%~100%。通过对CDMAM体模(Artinis CDMAM 3.4)图像的分析,直接散射校准方法对于低对比度细节的增强效果与使用滤线栅基本相同,在低厚度时略高于滤线栅,而在高厚度时略低于滤线栅。而根据BR3D体模的测试结果,直接散射校准方法对于模拟病灶的的增强效果也与滤线栅基本相同,在低厚度(BR3D,10mm和20mm)时高于滤线栅,在中等厚度(BR3D,30mm和40mm)时与滤线栅基本相同,而在高厚度(BR3D,50mm和60mm)时低于滤线栅。直接散射线校准方法可以有效去除乳腺X线摄影中散射线对于图像质量的影响,其控制散射线的效果与常用乳腺抗散射滤线栅基本一致。然而与滤线栅相比,在保证图像质量的前提下,直接散射线校准方法所需的辐射剂量更小。因此直接散射线校准方法是一种在数字乳腺X线摄影系统中简单有效的散射线校准方法,在提高图像质量的同时,降低了病人辐射剂量。