[發明專利]CT 圖像生成裝置及方法、CT 圖像生成系統

有效

• 申請號: 201210061234.8
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103310471A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 盛興東;韓穎婕
• 申請（專利權）人: 株式會社日立醫療器械
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳萍;高迪

技術領域

本發明涉及一種CT圖像生成裝置及方法、CT圖像生成系統，尤其涉及利用投影、反投影來重建CT圖像的CT圖像生成裝置及方法、CT圖像生成系統。

背景技術

X射線計算機斷層成像(CT)技術已被廣泛用于對人體進行檢查，CT圖像作為對疾病診斷的依據已有30年的歷史，對CT圖像重建算法進行研究以提高CT圖像質量，降低圖像偽影一直是研究與臨床中的熱點問題。

CT圖像重建算法一般包括濾波反投影算法、圖像迭代重建算法和解析圖像重建算法。其中，濾波反投影算法是CT圖像重建的主流，在目前的CT產品中得到了廣泛的應用。在濾波反投影算法中，對實際掃描得到的投影數據進行濾波反投影，從而得到圖像數據。

然而，在濾波反投影算法中，重建圖像的投影數據被假設為無噪聲干擾的，而實際上，噪聲是伴隨著投影數據始終存在的，尤其是在低劑量掃描的情況下更是如此，因此難以獲得高質量的CT圖像。然而隨著臨床診療的發展，CT臨床應用的廣度和深度都日漸達到了前所未有的高度，這這種新的形勢背景下，業界對CT使用的安全性考慮與圖像質量均有了新的、更高的要求。這便使得濾波反投影法難以滿足新的需求，而多用于中低端應用。

針對以上新的需求，在高端應用中，迭代重建算法被重視并研究。圖像迭代重建算法可以很好地處理電子噪聲或是其它物理因素所導致的圖像偽影，從而保證圖像的信息，降低檢查時的射線劑量。然而由于其龐大的計算量和昂貴的計算成本，使其一度未能在實際CT產品中廣泛應用。但隨著計算機技術的飛速發展，使迭代重建算法應用于實際產品成為了可能，不僅能夠提高CT圖像的質量，減少圖像偽影，同時也能降低了成像所需劑量。并且，隨著醫療健康的發展，CT診斷中的X射線輻射對人體健康的影響越來越受到人們的重視，低輻射劑量CT已經成為CT發展的未來趨勢。因此迭代重建算法越來越受到廣泛的關注，是目前的研究熱點。在迭代重建算法中，主要包括多次循環迭代的投影與反投影過程。

在傳統的濾波反投影算法中，主要過程是反投影過程，如果利用傳統的像素驅動(Pixel-Driven)等反投影方法，則模型誤差較大。因此，新的反投影方法被研究以減小偽影，提高圖像質量。

另一方面，在備受矚目的迭代重建算法中，傳統的如基于光線驅動(Ray-Driven)、像素驅動(Pixel-Driven)的投影與反投影方法模型誤差較大，如果應用于迭代重建算法中的投影與反投影過程，則會使得算法難以收斂到較高的精度。

針對以上情況，很多新的投影與反投影方法被研究和提出，用于傳統的濾波反投影算法，特別是用于備受矚目的迭代重建算法。其中，最典型的距離驅動(Distance-Driven)和可分離足跡(Separable?Footprint)方法。距離驅動(Distance-driven)方法使用像素方塊的兩個中線交點作為投影點，以獲得比光線驅動(Ray-Driven)、像素驅動(Pixel-Driven)方法更高的模型精度。

然而，在基于距離驅動的投影和反投影方法中，存在以下技術問題。即，在某些投影/反投影角度范圍中，模型誤差仍然較大，這對重建后的圖像質量仍然有較大的影響。

發明內容

針對現有技術中的以上技術問題，本發明的目的在于，提出一種CT圖像生成裝置及方法、CT圖像生成系統，降低投影與反投影誤差，既可用于迭代重建算法中，也可用于濾波反投影算法中來減少偽影。

為了解決現有技術中的上述技術問題，本發明提供一種CT圖像生成裝置，分析通過X射線對掃描對象在掃描平面上進行掃描而得到的投影信息，并生成所述掃描對象的圖像，包括：通用處理單元，在掃描平面上創建多個坐標系；坐標確定單元，根據投影角度，從所述多個坐標系中，選擇用于距離驅動反投影或距離驅動投影的坐標系；距離驅動處理單元，按所述投影角度，基于所選擇的坐標系進行距離驅動反投影或距離驅動投影；以及圖像信息處理單元，根據對投影信息進行距離驅動反投影而得到的圖像信息，生成所述掃描對象的圖像。

另外，本發明還提供一種CT圖像生成方法，分析通過X射線對掃描對象在掃描平面上進行掃描而得到的投影信息，并生成所述掃描對象的圖像，包括：通用處理步驟，在掃描平面上創建多個坐標系；坐標確定步驟，根據投影角度，從所述多個坐標系中，選擇用于距離驅動反投影或距離驅動投影的坐標系；距離驅動處理步驟，按所述投影角度，基于所選擇的坐標系進行距離驅動反投影或距離驅動投影；以及圖像信息處理步驟，根據對投影信息進行距離驅動反投影而得到的圖像信息，生成所述掃描對象的圖像。