[發明專利]基于阿爾法散度約束的全變分最小化劑量CT重建方法

有效

• 申請號: 201110228325.1
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102314698A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 馬建華;黃靜;田玲玲;陳武凡
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T5/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華

1.一種基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)利用CT成像設備采集原始投影數據，對采集到的投影數據進行CT圖像預重建；

(2)將步驟(1)中的CT圖像預重建的結果作為初值，并構建CT重建模型；

(3)采用迭代過程求解步驟(2)中CT重建模型，對每步迭代后的結果進行全變分圖像恢復，同時判斷每步迭代后的結果是否滿足終止迭代條件：若否，將全變分恢復得到的圖像數據作為下一步迭代初值并繼續迭代過程；若是，則將當前全變分恢復得到的圖像數據作為最終重建結果。

2.根據權利要求1所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述步驟(1)中的CT圖像預重建過程為：對CT成像設備采集的原始投影數據采用濾波反投影方法進行圖像預重建處理或采用快速的迭代算法進行圖像預處理重建。

3.根據權利要求2所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述的快速的迭代算法為最大似然期望最大算法或最大后驗估計算法。

4.根據權利要求1至3任意一項所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述步驟(2)中的CT重建模型為：其中：f為采集到的原始投影數據；Kμ為迭代過程中生成的投影數據，K＝{K_i，j}為系統矩陣，i，j分別為待重建CT圖像的像素個數和CT探測器探測元的個數；μ表示待重建的衰減圖像；D_α(f‖Kμ)為數據保真項，α∈[0.6，2]；|μ|_TV為全變分正則化項。

5.根據權利要求4所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述步驟(3)中的迭代過程采用期望最大化迭代方法進行計算。

6.根據權利要求5所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述系統矩陣是從CT成像設備的系統得到的基于面積加權的系統矩陣，或者，基于體素加權的系統矩陣。

7.根據權利要求6所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述步驟(3)中全變分圖像恢復的計算過程為：μk+1α=μk+.5α-αλ‾μkαdiv(w),]]>其中λ‾=λ/ΣiKi,j;]]>μ_k+1為全變分恢復后的圖像數據，div為散度算子，w為二元變量。

8.根據權利要求7所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述步驟(4)中迭代終止條件為：相鄰兩次全變分圖像恢復后的重建模型的差小于閾值。

9.根據權利要求8所述的基于阿爾法散度約束的全變分最小化低劑量CT重建方法，其特征在于：所述閾值為0.001。