[發明專利]基于模型的用于迭代重建的反投影和正投影的至少一方中的系統光學

有效

• 申請號: 201480006906.2
• 申請日: 2014-01-30
• 公開（公告）號: CN104968275B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: I·A·海因;A·扎米亞京
• 申請（專利權）人: 東芝醫療系統株式會社
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明的實施方式涉及基于系統模型的迭代重建，更詳細地，涉及以規定的迭代重建算法進行的反投影和正投影的雙方中的系統光學模型的使用。

背景技術

迭代重建(IR：iterative reconstruction)算法優于標準的濾波反投影法(FBP：filtered BackProjection)的兩個優點在于，分辨率的改善和噪聲性能的提高。因此，基于IR算法，能夠使用比當使用標準的FBP時以往要求的患者照射劑量低的患者照射劑量。

IR算法分成兩個范疇。第1范疇包含有系統光學模型，被稱為基于模型的IR(MBIR：model-based IR)。相對于此，第2范疇不包含系統光學模型。MBIR算法在理論上進一步改善IR算法的性能。這是由于誤差和統計實質上被訂正。誤差的原因之一在于由系統光學產生。MBIR算法還包含系統光學模型(SOM:system optics model)。這樣，為了根據以低照射劑量收集到的數據重建具有優良的分辨率和噪聲性能的CT圖像，希望改善MBIR中的SOM的利用。

發明內容

實施方式的目的在于提供一種能夠重建具有優良的畫質的圖像的圖像重建方法以及圖像重建系統。

本實施方式所涉及的圖像重建方法具備：收集工序，通過掃描儀利用X射線對被檢體進行掃描而收集與上述被檢體相關的原始數據；推測工序，根據上述原始數據推測圖像；迭代工序，迭代地執行正投影工序和反投影工序，在上述正投影工序中，為了使用系統光學模型和非系統光學模型中的一方來產生重投影數據而進行正投影，在上述反投影工序中，為了使用上述系統光學模型根據上述重投影數據更新圖像而執行反投影。

重建具有優良的畫質的圖像。

附圖說明

圖1是表示在本實施方式所涉及的正投影和反投影的雙方中包含光學的全系統光學模型的圖。

圖2A是表示本實施方式所涉及的X射線源和與其對應的X射線源模型的圖。

圖2B是表示本實施方式所涉及的X射線檢測器和與其對應的X射線檢測器模型的圖。

圖3是表示本實施方式所涉及的體素和與其對應的體素模型的圖。

圖4是表示與使用本實施方式所涉及的正投影和反投影的雙方的全系統光學模型相關的體素和與其對應的體素模型的另一個圖。

圖5A是表示使用本實施方式所涉及的正投影和反投影的雙方的全系統光學模型中平行地分布的微射線的圖。

圖5B是表示本實施方式所涉及的系統光學模型中圓錐形地分布的微射線的圖。

圖6是表示使用本實施方式所涉及的三維最鄰接射線追蹤算法的正投影的圖。

圖7是表示與本實施方式所涉及的反投影中的X射線源和體素相關的微射線的圖。

圖8是表示本實施方式所涉及的重建過程的流程的圖。

圖9是表示使用本實施方式所涉及的全系統光學迭代地重建的圖像的圖。

圖10是表示通過圖9的四個條件下的4000次迭代后的1.0mm的珠子的沿著X軸的一維的輪廓的圖。

圖11是表示使用本實施方式所涉及的全系統光學以與圖9不同的條件迭代地重建的圖像的圖。

圖12是表示通過圖11的四個條件下的4000次迭代后的0.2mm的珠子的沿著X軸的一維的輪廓的圖。

符號說明

100…檢測器、110…檢測器要素模型、200…體素、210…體素模型、300…X射線源、310…X射線源模型、R1，R2，R3，R4…微射線

具體實施方式

參照圖1，示出在基于本發明的某一實施方式中，在正投影和反投影的雙方(FPBP：forward projection and back projection)中包含光學的全系統光學模型(SOM)。雖然沒有圖示，但該SOM-FPBP與用于重建圖像的規定的迭代(IR)算法組合使用。在本實施方式中，使用迭代算法(IR)，根據正投影與反投影的雙方中的全系統光學模型來重建圖像數據。以下，根據需要，由IR-SOM-FPBP這樣的縮寫表示基于使用迭代算法的正投影和反投影的雙方中的全系統光學模型的重建。