γ相机平面成像的空间畸变校正

　　0　引言

　　作为医学诊断的依据,γ放射图像的质量是至关重要的,高质量的图像将减少诊断的假阳性与假阴性.表征γ放射图像质量的重要因素是图像的线性度与均匀性度,而图像的线性度也影响着图像的均匀性度.为了保证获得高质量的图像,必须对γ放射图像进行线性校正.

　　当探测器探测到一个γ事件,通过光电倍增管的输出脉冲电压和一定的加权系数可计算出该事件发生的位置.在探测器的有效视野内,光电倍增管的响应输出电压与输入位置并不是线性关系,而经过权值计算也只得到一种近似线性的关系.在光电倍增管中心处的事件,计算得到的相互之间的距离要比正常的距离小;在光电倍增管之间的事件,相互之间距离要比正常的距离大,使图像产生畸变和波状纹[1],造成图像中的伪影,影响诊断的准确性.探测到的位置信号脉冲幅度的大小也与积分器和滤波器的参数有关,积分时间的大小、滤波器的形状也影响着图像的空间非线性[2].过去,对γ放射图像进行的非线性校正是建立测量位置与该位置相对真实位置偏移量的映射关系,由该映射关系来实现非线性校正.本文所叙述的校正方法是通过将畸变的图像进行空间变化来实现图像的非线性进行校正的.

　　1　非线性校正

　　本文所介绍的方案是一种对采集事件的空间位置以软件的方式进行实时校正.具体的校正过程如下:当γ事件的位置信息传到计算机后,根据该事件的位置信息确定该事件所属的校正单元.由于非线性失真在小范围内是一种缓慢的变化,因此,落在该校正单元内的点都可以通过该校正单元所对应的空间变换关系,对该事件的位置信息进行非线性校正.该方案的重点是确定各校正单元的空间变化关系和各校正单元确定映射所需的参数.

　　1.1　确定校正单元的空间变换

　　由于γ放射图像成像系统的空间分辨率比较低,一般采用128×128个校正变换单元,即是一个以位置信息(X,Y)的高8位确定的4个点为顶点的矩形.落在矩形内的点由该单元确定映射关系f,以此进行空间变化,得到该点经校正后的位置信息(X′,Y′),即

　　映射关系f通过输入控制栅格映射输出图像的方法求得.以位置信息(X,Y)的高8位确定的4个点作为顶点组成控制栅格、4个顶点的测量位置和这4个顶点的实际位置,通过双线性插值算法建立映射方程

　　X′=AX+BY+CXY+D,　Y′=EX+FY+GXY+H(2)

　　将4个顶点的测量坐标与4个顶点的实际坐标分别代入上式,解方程组得出A,B,C,D,E,F,G,H的值.将这8个校正系数存入校正单元.校正表中的每个校正单元都占8 B,按顺序依次是A,B,C,D,E,F,G,H的值.所探测到事件的位置信息的高7位确定该事件所属的校正单元,由该单元确定校正变换时用到的系数.将测量位置信息(X,Y)代入上式,得到校正后的实际位置信息(X′,Y′).