[發(fā)明專利]螺旋CT三維圖像重構(gòu)方法及重構(gòu)中最小投影數(shù)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110454285.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN103181770A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全國濤;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種螺旋CT三維圖像重構(gòu)方法及重構(gòu)中最小投影數(shù)確定方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的螺旋CT三維圖像重構(gòu)中，由于光源的軌跡為螺旋曲線，X射線光源的形狀為錐形束或扇形束，使得同一個(gè)重構(gòu)的體素點(diǎn)將會(huì)被多條射線穿過，且穿過該同一體素點(diǎn)的射線分屬于不同的投影，如圖1所示。為了能夠進(jìn)行一次完整的三維圖像重構(gòu)，就需要在圖像重構(gòu)時(shí)確定所有穿過這個(gè)重構(gòu)體素點(diǎn)1的射線的投影2的數(shù)值，并對(duì)其進(jìn)行歸一化處理。在螺旋CT三維圖像重構(gòu)中，由于不同的螺距選擇、視野大小的選擇、重構(gòu)層厚的選擇，都會(huì)導(dǎo)致穿過同一體素點(diǎn)的射線的投影數(shù)目不同。在重構(gòu)時(shí)若多一個(gè)投影就要多進(jìn)行Vox*Voy*Voz次反投影計(jì)算（Vox、Voy、Voz代表的是x、y、z方向上需要重構(gòu)的體素?cái)?shù)量），這樣會(huì)減慢重構(gòu)速度；但若少一個(gè)投影會(huì)導(dǎo)致一部分關(guān)于該體素點(diǎn)的信息在反投影計(jì)算過程中丟失，進(jìn)而導(dǎo)致重構(gòu)的圖像質(zhì)量下降，射線劑量利用率降低。目前的螺旋CT三維圖像重構(gòu)中還未提供一種完整重構(gòu)三維圖像所需的最小投影數(shù)的方法。

鑒于上述狀況，確有必要提供一種螺旋CT三維圖像重構(gòu)方法及重構(gòu)中所需最小投影的確定方法，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種螺旋CT三維圖像重構(gòu)方法及重構(gòu)中所需最小投影數(shù)的確定方法，可在保證重構(gòu)圖像的圖像質(zhì)量、充分利用射線劑量的情況下提高圖像重構(gòu)速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：確定一個(gè)完整三維重構(gòu)Z方向的最小掃描距離????????????????????????????????????????????????；由所述最小掃描距離、光源旋轉(zhuǎn)一圈所需的投影數(shù)目及掃描床在一圈掃描內(nèi)移動(dòng)的距離確定三維圖像重構(gòu)所需的最小投影數(shù)，所述最小投影數(shù)通過如下計(jì)算公式得到：。

進(jìn)一步地，所述最小掃描距離是由重構(gòu)切片的厚度、重組為平行束后離重構(gòu)邊緣最近的射線與其相應(yīng)的重構(gòu)邊緣在Z方向上的距離及重組為平行束后最邊緣射線與中心射線在Z方向上的距離確定，所述通過如下計(jì)算公式得到：。

進(jìn)一步地，所述重組為平行束后最邊緣射線與中心射線在Z方向上的距離是由重組平行束之前兩條射線之間的夾角、重組平行束之前邊緣射線與中心射線之間的夾角及掃描床在一圈掃描內(nèi)移動(dòng)的距離確定，所述通過如下計(jì)算公式得到：。?

進(jìn)一步地，所述重組為平行束后離重構(gòu)邊緣最近的射線與其相應(yīng)的重構(gòu)邊緣在Z方向上的距離是由映射到旋轉(zhuǎn)中心的虛擬檢測器的寬度、掃描的視野范圍FoV及光源到旋轉(zhuǎn)中心的距離R確定的，所述通過如下計(jì)算公式得到：。

進(jìn)一步地，所述螺旋CT為多層螺旋CT。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種利用上述最小投影數(shù)?重構(gòu)三維圖像的螺旋CT三維圖像重構(gòu)的方法。

利用本發(fā)明確定的最小投影數(shù)進(jìn)行螺旋CT的三維圖像重構(gòu)，可在保證重構(gòu)圖像的圖像質(zhì)量及充分利用射線劑量的情況下提高圖像重構(gòu)速度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有螺旋CT三維圖像重構(gòu)中重構(gòu)體素點(diǎn)與穿過該重構(gòu)體素點(diǎn)的射線的投影之間的關(guān)系圖。

圖2為本發(fā)明螺旋CT三維圖像重構(gòu)中確定所需最小投影數(shù)的步驟流程圖。

圖3為利用圖2中確定的最小投影數(shù)進(jìn)行螺旋CT三維圖像重構(gòu)的步驟流程圖。

圖4為本發(fā)明螺旋CT三維圖像重構(gòu)中確定所需最小投影數(shù)的各個(gè)參數(shù)之間關(guān)系圖。

圖5為利用本發(fā)明螺旋CT三維圖像重構(gòu)中確定的最小投影數(shù)的方法確定的實(shí)際模體的最小投影數(shù)的相對(duì)投影數(shù)目與重構(gòu)時(shí)間之間的關(guān)系圖。

圖6為選用圖5中相對(duì)投影數(shù)為-600、0、600對(duì)實(shí)際模體進(jìn)行螺旋CT三維圖像重構(gòu)的重構(gòu)切片圖。

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圖中：

1?重構(gòu)體素點(diǎn)?????????????2?投影????????????????3?旋轉(zhuǎn)中心

4?中心射線???????????????5?邊緣射線?????????????6?重構(gòu)邊緣

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

請(qǐng)參見圖2及圖4所示，本發(fā)明提供多層螺旋CT三維圖像重構(gòu)中最小投影數(shù)確定方法，包括如下步驟：

首先，在步驟S201中，確定一個(gè)完整三維重構(gòu)Z方向的最小掃描距離；所述完整三維重構(gòu)Z方向的最小掃描距離的計(jì)算公式如下：

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