[发明专利]一种CT迭代图像重建方法

摘要

一种CT迭代图像重建方法，适用于由低X-射线球管电流、且欠采样或有限角的不完全投影数据情况下能精确地重建断层图像，包括投影驱动的迭代计算、自适应确定的有序子集数、自适应的权重、距离驱动的正投影和反投影运算。本发明对于每次迭代计算要处理的每一个投影角度下的所有投影数据集合，先划分成若干有序子集，然后对于每个子集执行以下步骤：距离驱动的正投影、与真实投影数据作差并加权、距离驱动的反投影、待重建图像修正。在低X-射线球管电流、并且欠采样或有限角扫描方式下，本方法能够得到充分适宜影像学临床诊断需求的重建图像，可以自足地应用于旨在降低X-射线辐射剂量的CT成像中，或者用作其他CT图像重建算法的前端处理。

主权项

一种CT迭代图像重建方法，由CT机在低X‑射线球管电流的欠采样或有限角扫描情况下采集到的不完全投影数据进行图像重建，采用嵌套式的迭代算法，包括外层的算法自身迭代和内层的投影遍历迭代，在算法自身迭代中，m是记录算法自身迭代次数的循环控制变量，M为算法自身迭代的最大迭代次数；在投影遍历迭代中，v是记录投影遍历迭代次数的循环控制变量，投影遍历迭代的最大迭代次数是V，对于每一次内层的投影遍历迭代，即在每一个投影角度下，按照投影数据的采集顺序将其平均地划分为O＝180V个互不相交的有序子集，使用o＝1,2,K,O来指示这些有序子集，将不完全真实投影数据记作P^real，其投影角度总数为V，记待重建图像记为X，本重建方法步骤如下：S1)初始化参数给定M的取值，初始化m＝1，v＝1，X(m,v,o)＝0，其中符号X(m,v,o)表示待重建图像X是参数m、v、o的函数；S2)投影遍历迭代对于本次的投影遍历迭代，对每个有序子集的处理都依次经过距离驱动的正投影、与真实投影数据作差并加权、距离驱动的反投影、待重建图像修正四个环节，具体步骤如下：①、距离驱动的正投影：采用距离驱动的正投影运算策略对图像X(m,v,o)进行正投影运算得到投影数据P^dd，并记X(m,v,o)中空间位置坐标为(x,y)的像素对编号为d的X‑射线检测单元的贡献值为c(x,y,d)；同时，计算自适应性权重ω，计算ω的公式为$\mathrm{\ω}={[v\×\underset{x,y,d}{\mathrm{\Σ}}{c}^2(x,y,d)]}^{-\frac{1}{2}};$②、与真实投影数据作差并加权：将相应的真实投影数据P^real与ω×P^dd作差，得到P^diff，即P^diff＝P^real‑ω×P^dd；③、距离驱动的反投影：采用距离驱动的反投影运算策略对P^diff进行反投影运算得到偏差图像，记为X^diff；④、待重建图像修正：将X(m,v,o)与偏差图像作和并将结果重新赋值给X(m,v,o)，即X(m,v,o)＝X(m,v,o)+X^diff，令o＝o+1，重复进行步骤①～④环节，直到o＝O，然后，将相应于上述的O个子集的重建图像叠加得到相应于第v个投影角度的重建图像，即第v个投影角度的重建图像令v＝v+1，o＝1；将X％作为下一次投影遍历迭代的初始图像，即当遍历完所有投影角度后，即v＝V，投影遍历迭代完成；S3)令m＝m+1，v＝1，o＝1，重复S2)过程，直到m＝M时，算法结束，得到最终重建图像X＝X(M,V,O)。