[发明专利]基于柱状双圆轨道的锥形束X线三维重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及医学影像中的X线三维成像领域。

背景技术

二维X线成像为医生诊断提供良好的分析基础，随着科技的发展，计算机X线体层摄影装置的出现为医生提供了更好的三维基础，三维重建图像亦出现在了医学影像领域，如CT、MR的三维图像重建，又如超声检查中的3D成像。

锥形束X线三维成像是近年来国际医学成像领域内的热点研究课题之一，图像重建算法也有多种，其中应用最广泛的是FDK算法及其衍生算法，但FDK算法及其衍生算法受锥形束的锥形张角影响，锥形张角越大图像伪影也大，不适合于大角度的图像计算。目前临床主要应用于头部检查(如口腔CBCT)及放疗领域。

发明内容

本发明提供基于柱状双圆轨道的锥形束X线三维重建方法，通过上下两个同轴同半径圆形轨道的锥形束X线三维重建两次，利用两次FDK算法或及其衍生算法重建结果的差异估计出真实值与重建值的差异，然后利用这个差异来相互修正叠加提高锥形束重建算法的重建质量及扩大使用范围。

要解决的技术问题：不改变球管焦点到探测器距离的前提下，提高锥形束重建算法的重建质量及扩大使用范围。

本发明解决其技术问题的技术方案是：本发明提出一种基于柱状双圆轨道的锥形束X线三维重建方法，通过上下两个同轴同半径圆形轨道的锥形束三维X线重建两次，利用两次FDK算法或及其衍生算法重建结果的差异估计出真实值与重建值的差异，然后利用这个差异来相互修正叠加提高锥形束重建算法的重建质量及扩大使用范围。

本发明的有益效果是：提高了锥形束重建算法的重建质量及扩大使用范围，减少了在实际使用中锥角对重建质量的限制。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的几何结构图。

图中：

1.旋转中心轴，2.探测器，3.探测器A区，4.探测器B区，5.射线源1，6.射线源1轨道，7.探测器C区，8.射线源2，9.射线源2轨道，10.探测器D区。

具体实施方式

圆轨道锥形束X线三维重建是指射线源围绕旋转中心轴作360°旋转运动，探测器位于射线源对侧，探测器与射线源保持相对静止。

柱状双圆轨道的锥形束X线三维重建方法是射线源扫描运动轨道为上下两个同轴同半径圆，轨道形状类似圆柱体的两个底面，利用两次不同位置同轴等半径圆轨道扫描后重建物体，通过比较两次重建值的差异，按照一定的关系来估计重建值与真实值的误差，并做进一步修正。

图1是柱状双圆轨道的锥形束X线三维重建方法的几何结构图，两次重建的射线源运行轨道之间的距离不超过探测器长度的1/2，射线源可以采用双源同步交替扫描：射线源1与射线源2作同步同轴等半径旋转运动，并分别对被照物体作圆轨道扫描，扫描方式可以是交替曝光，或是一个射线源扫描完成后另一个射线源再扫描；射线源也可以采用单源两次扫描的方式来实现，两次重建的探测器接收位置相同，锥形束X线中心线对准探测器中心。

被照体任意一点(M)的真实值为

f₀(M)＝f₁(M)+f_e1(M)＝f₂(M)+f_e2(M)

其中：f_e1(M)和f_e2(M)是由FDK算法或及其衍生算法得到物体上M点的重建值和真实值的差异，f₁(M)和f₂(M)是由FDK算法或及其衍生算法得到的物体上M点的重建值。

探测器A区，B区修正后的重建值为