[发明专利]锥束CT圆加直线轨迹反投影滤波重建方法

摘要

本发明涉及一种锥束CT圆加直线轨迹反投影滤波重建方法，针对圆加直线扫描轨迹的成像几何特点，选取M‑lines，通过求解穿过M‑line上重建点的R‑line的端点坐标，确定反投影积分区间，通过Hilbert变换，实现物体重建。本发明能够有效解决单圆轨迹大锥角扫描时锥角效应问题，在圆轨迹扫描的基础上，增加直线扫描轨迹，使其能够满足精确重建条件，获得完整的重建投影数据，能够较好的应用于实际扫描，有效提高大锥角重建图像质量，对于扩展锥束CT扫描应用范围具有重要的实用意义。

主权项

1.一种锥束CT圆加直线轨迹反投影滤波重建方法，其特征在于：包含如下步骤：步骤1、根据锥束CT系统工作原理，分别建立探测器坐标系、及针对圆加直线扫描轨迹和待扫描物体空间位置的世界坐标系；步骤2、依据待扫描物体尺寸大小及物体重建圆柱区域，通过公式确定扫描所需的最短直线段长度，其中，H表示物体重建圆柱区域高度，r表示物体重建圆柱区域半径，R表示圆扫描轨迹半径；步骤3、对待扫描物体进行照射投影，依据圆加直线扫描轨迹，通过M‑line重建方法对物体待重建区域进行重建，得到M‑line重建结果；步骤4、对M‑line重建结果进行重采样，得到最终重建物体；步骤1中的圆加直线扫描轨迹表达式为：其中，λ表示对应空间几何坐标变量，Z_l表示直线扫描轨迹长度；步骤2中的物体重建圆柱区域表述为：∑＝{(x,y,z):x²+y²＜r²,‑H＜z＜H}；步骤3中具体包含如下内容：步骤3.1、依据圆加直线扫描轨迹，选取一系列M‑line，该一系列M‑line覆盖整个重建物体；步骤3.2、求解R‑line的端点，确定差分反投影积分区间，并求解差分反投影值，其中，R‑line穿过M‑line上的待重建点x；步骤3.3、依据差分反投影值，通过Hilbert变换，得到M‑line重建点的Hilbert变换值；步骤3.4、沿着M‑line方向进行Hilbert滤波，得到M‑line重建结果；步骤3.2具体包含如下内容：步骤3.2.1、设定待重建点x的坐标表示为(x₀,y₀,z₀)，M‑line对应的扫描轨迹坐标表示为直线轨迹上R‑line端点坐标表示为圆轨迹上R‑line端点坐标表示为根据圆加直线扫描轨迹，R‑line的端点坐标分别表示为：步骤3.2.2、求解得到变量z₁，并通过圆加直线扫描轨迹表达式，得到直线轨迹上的反投影积分区间；步骤3.2.3、根据R‑line上的两点坐标(x₀,y₀,z₀)和(R,0,z₁)，得到该R‑line在空间中的直线；步骤3.2.4、将带入圆加直线扫描轨迹表达式，得到直线轨迹上对应的差分反投影值λ′；根据R‑line在空间中的直线方程及圆轨迹上的端点坐标，求解得到圆轨迹上对应的差分反投影值λ″。