[发明专利]一种CT图像的构建方法、CT设备以及存储介质

说明书

本申请提供一种CT图像构建方法、CT设备及计算机可读存储介质。该方法包括：获取CT设备进行扫描时采集的投影数据；利用投影数据构建图像重建模型，其中，图像重建模型是基于像素邻域块的全变分模型，像素邻域块为以一个像素为中心的像素区域；将预设图像数据输入至图像重建模型并进行迭代运算，以得到图像重建模型输出的重建CT图像。本申请提供的CT图像构建方法通过构建基于像素邻域块的全变分模型，并利用迭代算法求解该重建模型，使得到的重建CT图像分辨率更高，更加清晰。

技术领域

本申请涉及医学影像的计算机断层成像技术领域，特别是涉及一种CT图像的构建方法、设备以及存储介质。

背景技术

X射线CT扫描已经广泛应用于临床医学影像诊断，但是CT扫描过程中过高的X射线辐射剂量会存在致癌风险。为了降低对使用者的损害,如何最大限度地降低X射线使用剂量已经成为医学CT成像领域研究的关键技术之一。

为了降低X射线辐射剂量，一般地，使用的最简便的途径就是降低CT扫描过程中的管电流和扫描时间。然而，由于降低了管电流和扫描时间，就会使得投影数据中含有大量的噪声，基于传统的滤波反投影方法重建的图像质量存在严重的退化现象，难以满足临床诊断需要。

为了在保证图像质量的前提下大幅降低X射线辐射剂量，诸多基于降低管电流和扫描时间的低剂量CT图像重建方法相继提出，例如基于统计模型的迭代重建方法和基于投影数据滤波的解析重建方法。其中，基于统计模型的迭代重建方法，通过对采集的投影数据的噪声以及成像系统进行图像重建模型构建，可以实现低剂量CT图像优质重建；基于投影数据滤波的解析重建方法，是通过对采集的投影数据的噪声以及成像系统进行数据滤波建模，再通过解析重建方法实现快速且优质的低剂量CT图像重建。

发明内容

本申请主要提供一种CT图像的构建方法，以提高CT图像重建质量。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种CT图像的构建方法。该方法包括：获取CT设备进行扫描时采集的投影数据；利用投影数据构建图像重建模型，其中，图像重建模型是基于像素邻域块的全变分模型，像素邻域块为以一个像素为中心的像素区域；将预设图像数据输入至图像重建模型并进行迭代运算，以得到图像重建模型输出的重建CT图像。

其中，将预设图像数据输入至图像重建模型并进行迭代运算，以得到图像重建模型输出的重建CT图像，包括：利用解析重建算法对投影数据进行重建，获得初始CT图像，并将初始CT图像作为预设图像数据；将初始CT图像输入至图像重建模型并进行迭代运算，以得到图像重建模型输出的重建CT图像。

其中，利用解析重建算法对投影数据进行重建，获得初始CT图像，包括：利用滤波反投影算法对投影数据进行重建，获得初始CT图像。

其中，基于像素邻域块的全变分模型为：

其中，f为投影数据，μ为待重建的CT图像，H＝{H_i,j}为系统矩阵，i,j分别为待重建CT图像的像素个数和CT设备探测器的探测元个数，D(f,Hμ)为数据保真项，|μ|_TV表示全变分正则化项，β表示平衡保真度和正则化项的超参数。

其中，全变分正则化项为：

其中s和t表示CT图像中衰减系数位置的指标，δ为一常数，用以保持与图像强度的可微性，μ_s,t,l表示以位于重建CT图像的第s行以及第t列的像素，为中心的像素邻域块的第l个像素的像素值，μ_s-1,t,l表示以位于重建CT图像的第s-1行以及第t列的像素，为中心的像素邻域块的第l个像素的像素值，μ_s,t-1,l表示以位于重建CT图像的第s行以及第t-1列的像素，为中心的像素邻域块的第l个像素的像素值，N_s,t表示像素邻域块包含的像素总数。