[发明专利]图像重建处理方法、图像重建处理存储介质以及搭载了该图像重建处理存储介质的断层摄影装置

说明书

本发明的图像重建处理方法，在物质信息推定工序(步骤S2～S6)中，在图像更新工序(步骤S1)的每次图像更新时，根据重建图像推定物质信息，使用在物质信息推定工序(步骤S2～S6)中推定的物质信息，在之后的逐次近似法中的逐次近似公式的计算中更新图像。由此，根据重建图像推定物质信息，本发明能够应用于无论摄影样品的构成物质的信息为已知还是未知的情况。因为在图像更新工序(步骤S1)中的每次图像更新时从重建图像推定(更新)物质信息，所以能避免在重复次数较多的时刻持续使用例如逐次近似公式中的重复次数(反复次数)较少的时刻所推定的物质信息这样的问题，能够推定可靠性高的物质信息。因此能够使用可靠性高的物质信息来降低伪影。

技术领域

本发明涉及图像重建处理方法、图像重建处理存储介质以及搭载了该图像重建处理存储介质的断层摄影装置中的、降低逐次近似法的重建伪影的方法。

背景技术

采用X射线CT(Computed Tomography)装置作为断层摄影装置的例子进行说明。以往，作为X射线CT中的标准的图像重建方法而使用滤波反投影(FBP：Filtered BackProjection)。近年来，随着计算机的性能提高，使用了逐次近似法的图像重建的研究、实用化不断推进。在X射线CT中，因各种因素产生的伪影成为长年的技术问题，但逐次近似法为了降低伪影而能够反映复杂的物理模型或先验信息(先验知识)等这一点成为特征，到目前为止，已经提出了各种各样的方法(例如，参照专利文献1、2以及非专利文献1)。

其中，在专利文献2：日本特开2011-156302号公报以及非专利文献1中提出的方法是利用以贝叶斯理论为基础的后验概率最大化的推定(MAP推定)，提供与摄影样品的构成物质有关的信息(物质信息)作为先验概率，由此想要得到更好的解。即，重建像素提供具有先验指定的物质的像素值(表现X射线吸收系数的值)的效力，由此降低伪影的手段。

此外，在专利文献1：美国专利第8,175,316号公报中提出的方法提供在逐次近似法中使用了物质信息的正则化(限制)，从图像的直方图求出该正则化项。即，基于图像的直方图(参照专利文献1的图4)求出物质信息，参照使用了该物质信息的正则化项(参照专利文献1的regularization term R(X))带入逐次近似公式(参照专利文献1的(3)式)的右边的第2项，由此降低伪影的手段。

从图像直方图的观点对该物质信息的效果进行说明。另外，说明所使用的图10～图12的直方图的纵轴是以像素数的最大值正则化地表现，直方图的横轴越向右像素值越高。作为例子，想到利用具有相互不同的X射线吸收系数的4种材质构成的摄影样品。材质为纯物质，如图10所示，若假定是没有杂音等理想的状况，则在重建图像的直方图中存在4个峰。

但是，实际上因各种各样的因素而产生伪影，直方图中的各峰如图11所示成为具有宽度的分布。另一方面，提供物质信息作为重建图像取得的像素值集合(4个物质限制值)，各像素值分布的中心与1个物质限制值相对应。如图12所示，通过物质信息的变动，分布周边的像素值被拉向分布中心。其结果是，具有宽度的像素值分布接近陡峭的峰，得到理想的图像，即伪影被降低的图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8,175,361号公报

专利文献2：日本特开2011－156302号公报

非专利文献

非专利文献1：C.Lemmens：Suppression of Metal Artifacts in CT Using aReconstruction Procedure That Combines MAP and Projection Completion，IEEETransactions on Medical Imaging，Volume：28 Issue：2(2009)

发明内容