[发明专利]计算机断层扫描图像重建方法和计算机断层扫描设备

说明书

技术领域

本发明涉及医学影像领域，特别是计算机断层扫描。

背景技术

在计算机断层扫描(CT)中，经物体衰减后的X射线被探测器转换为电信号并生成原始数据，原始数据经由一系列的运算——即重建——得到图像。由原始数据转换为图像的运算叫做逆投影，反之则为投影。由于原始数据的频谱与正弦曲线相似，因此，将图像变换为相应的原始数据也称为将图像投影到正弦图域。相比于解析重建法，迭代重建法具有许多优势，例如可以减少锥形束伪影和金属伪影。锥形束伪影主要是由重建算法的不精确性所导致的，金属伪影是由于X射线被金属几乎完全吸收，在探测器上没有采集到有效地信号所导致的。但是，迭代重建的速度较慢。这一缺点限制了迭代重建的应用。

图1为根据现有技术的迭代方式经1次迭代后的图像。该次迭代可基于解析方法获得的图像。如图1所示，在标记102、104和106所指的区域存在伪影。

图2为根据现有技术的迭代方式经多次迭代后的图像。图2和图1呈现的是相同断层、相同区域的图像。如图2所示，在原先图1中的标记102、104和106所指的区域，已经不存在伪影了。

目前，许多方法被用于加快迭代重建的速度，例如采用正则化来加快收敛速度、使用通用处理单元(GPU)来加快计算速度以及采用新的数学方法来降低投影和逆投影的计算复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种计算机断层扫描图像重建方法和计算机断层扫描设备，用以加快图像重建速度。

根据本发明的第一方面，提供一种计算机断层扫描图像重建方法，包括：步骤S302，根据原始数据r重建一第一图像I₀；步骤S304，根据原始数据r和所述第一图像I₀以迭代方法重建一第二图像I₁；步骤S306，计算所述第一图像I₀与第二图像I₁之间的差ΔI＝I₀-I₁；步骤S308，使所述第一图像I₀与第二图像I₁之间的差ΔI通过一各向同性低通滤波器而获得ΔI'＝ΔI*h，其中h为所述各向同性低通滤波器的冲击响应，符号*表示卷积；步骤S310，将I₁·(1-ΔI')投影至正弦图域而获得其中符号·表示点乘；步骤S312，将I₁·ΔI'投影至正弦图域而获得r'；步骤S314，计算与原始数据r之间的差步骤S316，将Δr逆投影至图像域而获得ΔI”；步骤S318，从所述第二图像I₁减去ΔI”而获得I₂＝I₁-ΔI”。

在本发明的一实施例中，所述方法可进一步包括：步骤S320，判断Δr是否小于r的一预设比例或者步骤S312至步骤S318是否已执行一预设次数，若是，则结束，若否，则执行步骤S322；步骤S322，将I₁更新为I₂，并返回步骤S312及其后续步骤。

在本发明的一实施例中，所述预设比例可以为1％至3％，所述预设次数可以为3至5。

在本发明的一实施例中，所述根据原始数据r重建一第一图像I₀包括根据原始数据r以解析方法重建所述第一图像I₀。

在本发明的一实施例中，所述解析方法是加权滤波逆投影法。

在本发明的一实施例中，所述根据原始数据r重建一第一图像I₀包括根据原始数据r以迭代方法重建所述第一图像I₀。