一种ct图像重建方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及CT成像领域，特别涉及一种CT图像重建方法。
【背景技术】
[0002] 目前，CT扫描成像中主要采用基于滤波反投影的解析重建方法来生成被扫描物体 的断层图像，首先通过对物体进行CT扫描获得原始投影数据，再采用一维斜坡滤波器对投 影数据进行卷积处理，并将卷积处理后的投影数据乘上距离倒数加权的反投影因子用以更 新待重建点的CT图像数据值。上述重建方法对于数据采样率比较充分的CT扫描数据能取 得较好的重建结果，但当CT扫描的采样率比较低，不满足奈奎斯特采样定律的条件时，无 法精确重建出原始信号，将导致重建图像存在比较明显的伪影，降低CT图像的质量。
【发明内容】
[0003] 针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种可以解决滤波反投影算法在 数据采样不充分条件下存在的伪影，并能够清晰、准确重建CT图像的CT图像重建方法。
[0004] 本发明采用的技术方案是：一种CT图像重建方法，包括如下步骤：步骤一、获取CT 扫描的原始投影数据，并根据原始投影数据获得原始CT图像；步骤二、根据当前CT图像获 得当前加权惩罚因子；步骤三、根据当前加权惩罚因子构建加权全变分重建模型；步骤四、 求解加权全变分的最小值；步骤五、根据求解获得的加权全变分的最小值，对当前CT图像 进行重建，获得更新CT图像；步骤六、判断获得的更新CT图像是否满足迭代终止条件：若 是，则直接输出获得的更新CT图像作为最终的重建CT图像；若否，则重复执行步骤二至步 骤五，直至满足迭代终止条件，输出作为最终的重建CT图像；其中，将原始CT图像设置为初 次迭代的当前CT图像，以第k-1次迭代重建出的更新CT图像作为当前CT图像进入第k次 迭代，k彡2。
[0005] 优选的，所述步骤一中的原始CT图像是对原始投影数据依次进行空气校正、卷 积、反投影处理后获得的。
[0006] 优选的，所述步骤二中的当前加权惩罚因子通过解析如下公式获得：
[0007]
【主权项】
1. 一种CT图像重建方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、获取CT扫描的原始投影数据，并根据原始投影数据获得原始CT图像； 步骤二、根据当前CT图像获得当前加权惩罚因子； 步骤三、根据当前加权惩罚因子构建加权全变分重建模型； 步骤四、求解加权全变分的最小值； 步骤五、根据求解获得的加权全变分的最小值，对当前CT图像进行重建，获得更新CT 图像； 步骤六、判断获得的更新CT图像是否满足迭代终止条件：若是，则直接输出获得的更 新CT图像作为最终的重建CT图像；若否，则重复执行步骤二至步骤五，直至满足迭代终止 条件，输出作为最终的重建CT图像； 其中，将原始CT图像设置为初次迭代的当前CT图像，以第k-1次迭代重建出的更新CT 图像作为当前CT图像进入第k次迭代，k多2。
2. 如权利要求1所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述步骤一中的原始CT图像是 对原始投影数据依次进行空气校正、卷积、反投影处理后获得的。
3. 如权利要求1所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述步骤二中的当前加权惩罚 因子通过解析如下公式获得：
其中：a和S是用于调整当前加权惩罚因子的参数，Xy表示当前CT图像的数据。
4. 如权利要求3所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述步骤三中的加权全变分重 建模型通过解析如下公式获得：
其中：A为当前CT图像的系统矩阵，p为投影数据，e为投影误差。
5. 如权利要求4所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述步骤四中求解加权全变分 的最小值通过解析如下公式获得：
其中，人（I I Ax_p ||_e) = 0，TliXi=O是需满足的互松弛条件，人多0，q 是需 满足的非负性约束条件，A为预设经验参数，具体的，求解加权全变分的最小值可转化为求 n的最小化问题。
6. 如权利要求5所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述n的最小化通过解析如下 公式获得：
7.如权利要求6所述的CT图像重建方法，其特征在于，所述迭代终止条件设置为：迭 代次数k达到预先设定的最大次数1^_或两次迭代误差I |x(k+1)-x(k)| I小于给定阈值T。
【专利摘要】本发明公开了一种CT图像重建方法，包括如下步骤：步骤一、获得原始CT图像；步骤二、获得当前加权惩罚因子；步骤三、构建加权全变分重建模型；步骤四、求解加权全变分的最小值；步骤五、获得更新CT图像；步骤六、判断获得的更新CT图像是否满足迭代终止条件。本发明提供的CT图像重建方法，通过应用自定义的加权惩罚因子函数构建加权全变分重建模型，利用求解加权全变分的最小值以更新CT图像，并通过不断迭代更新直至输出最终的重建CT图像；该CT图像重建方法解决了滤波反投影算法在数据采样不充分条件下存在的伪影问题，大大提高了重建CT图像的质量。
【IPC分类】G06T11-00
【公开号】CN104821003
【申请号】CN201510172351
【发明人】郑健, 吴中毅, 袁刚, 张寅 , 郁朋, 李铭
【申请人】中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月13日