[发明专利]螺旋CT三维图像重构方法及重构中最小投影数确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术，尤其涉及一种螺旋CT三维图像重构方法及重构中最小投影数确定方法。

背景技术

在现有的螺旋CT三维图像重构中，由于光源的轨迹为螺旋曲线，X射线光源的形状为锥形束或扇形束，使得同一个重构的体素点将会被多条射线穿过，且穿过该同一体素点的射线分属于不同的投影，如图1所示。为了能够进行一次完整的三维图像重构，就需要在图像重构时确定所有穿过这个重构体素点1的射线的投影2的数值，并对其进行归一化处理。在螺旋CT三维图像重构中，由于不同的螺距选择、视野大小的选择、重构层厚的选择，都会导致穿过同一体素点的射线的投影数目不同。在重构时若多一个投影就要多进行Vox*Voy*Voz次反投影计算（Vox、Voy、Voz代表的是x、y、z方向上需要重构的体素数量），这样会减慢重构速度；但若少一个投影会导致一部分关于该体素点的信息在反投影计算过程中丢失，进而导致重构的图像质量下降，射线剂量利用率降低。目前的螺旋CT三维图像重构中还未提供一种完整重构三维图像所需的最小投影数的方法。

鉴于上述状况，确有必要提供一种螺旋CT三维图像重构方法及重构中所需最小投影的确定方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋CT三维图像重构方法及重构中所需最小投影数的确定方法，可在保证重构图像的图像质量、充分利用射线剂量的情况下提高图像重构速度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：确定一个完整三维重构Z方向的最小扫描距离                                                ；由所述最小扫描距离、光源旋转一圈所需的投影数目及扫描床在一圈扫描内移动的距离确定三维图像重构所需的最小投影数，所述最小投影数通过如下计算公式得到：。

进一步地，所述最小扫描距离是由重构切片的厚度、重组为平行束后离重构边缘最近的射线与其相应的重构边缘在Z方向上的距离及重组为平行束后最边缘射线与中心射线在Z方向上的距离确定，所述通过如下计算公式得到：。

进一步地，所述重组为平行束后最边缘射线与中心射线在Z方向上的距离是由重组平行束之前两条射线之间的夹角、重组平行束之前边缘射线与中心射线之间的夹角及扫描床在一圈扫描内移动的距离确定，所述通过如下计算公式得到：。 

进一步地，所述重组为平行束后离重构边缘最近的射线与其相应的重构边缘在Z方向上的距离是由映射到旋转中心的虚拟检测器的宽度、扫描的视野范围FoV及光源到旋转中心的距离R确定的，所述通过如下计算公式得到：。

进一步地，所述螺旋CT为多层螺旋CT。

为实现上述目的，本发明还提供一种利用上述最小投影数 重构三维图像的螺旋CT三维图像重构的方法。

利用本发明确定的最小投影数进行螺旋CT的三维图像重构，可在保证重构图像的图像质量及充分利用射线剂量的情况下提高图像重构速度。

附图说明

图1为现有螺旋CT三维图像重构中重构体素点与穿过该重构体素点的射线的投影之间的关系图。

图2为本发明螺旋CT三维图像重构中确定所需最小投影数的步骤流程图。

图3为利用图2中确定的最小投影数进行螺旋CT三维图像重构的步骤流程图。

图4为本发明螺旋CT三维图像重构中确定所需最小投影数的各个参数之间关系图。

图5为利用本发明螺旋CT三维图像重构中确定的最小投影数的方法确定的实际模体的最小投影数的相对投影数目与重构时间之间的关系图。

图6为选用图5中相对投影数为-600、0、600对实际模体进行螺旋CT三维图像重构的重构切片图。

 

图中：

1 重构体素点             2 投影                3 旋转中心

4 中心射线               5 边缘射线             6 重构边缘

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

请参见图2及图4所示，本发明提供多层螺旋CT三维图像重构中最小投影数确定方法，包括如下步骤：

首先，在步骤S201中，确定一个完整三维重构Z方向的最小扫描距离；所述完整三维重构Z方向的最小扫描距离的计算公式如下：

                                              （1）