[發(fā)明專利]計算機斷層掃描圖像重建方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511000920.4
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN106920265A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 王鑫;全國濤
• 申請（專利權）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發(fā)明涉及計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT)技術領域，尤其涉及一種計算機斷層掃描圖像重建方法及裝置。

【背景技術】

計算機斷層掃描(Computed Tomography，簡稱CT)是用X射線對人體的特定部位按一定厚度的層面進行掃描，由于不同的人體組織對X射線的吸收能力不同，可以用計算機重建出斷層面的影像。

在進行心臟CT掃描時，為了消除心臟運動對圖像的影響，減少重建的圖像中的運動偽影，會在掃描的同時監(jiān)控心電(ECG)信號，并通過一條與所述心電信號相關的門控曲線(加權函數(shù)曲線)對掃描數(shù)據(jù)進行加權，對心臟運動幅度較小時采集的掃描數(shù)據(jù)采用較大的權重參與圖像重建，而對心臟運動幅度較大時采集的掃描數(shù)據(jù)采用較小的權重參與圖像重建，以得到比較清晰的心臟圖像。

使用門控曲線對于掃描數(shù)據(jù)進行加權時，不同角度(view)采樣的掃描數(shù)據(jù)有一個對應的權重值。而該門控曲線的產(chǎn)生是跟重建視野(FOV)相關的，不同重建視野會產(chǎn)生不同的門控曲線，對應不同的時間分辨率。一般地，當重建視野較小時，其圖像的像素對應的時間分辨率較高；而當重建視野較大時，為了保證大視野圖像邊緣處的像素有足夠的投影數(shù)據(jù)，需要使得其對應的相位處加權函數(shù)寬度增加，即在該相位處用到了更長時間的投影數(shù)據(jù)參與圖像重建，從而降低了圖像的時間分辨率。由于心臟冠脈重建對時間分辨率要求較高，往 往要求重建視野較小。但小視野圖像重建不能滿足所有心臟掃描的臨床實驗要求，對于一些掃描協(xié)議，如胸痛三聯(lián)征的掃查，需要大視野重建以觀察除心臟周圍的一些肺部組織，同時希望位于圖像中心的心臟冠脈血管成像清晰。而現(xiàn)有的技術如果按照大視野圖像重建往往會減低圖像中心區(qū)域的冠脈血管的時間分辨率；而如果按照小視野圖像重建則會導致圖像邊緣肺部區(qū)域因為數(shù)據(jù)不足而發(fā)黑，或者得不到肺部區(qū)域的圖像。

因此，需要提出一種新的計算機斷層掃描圖像重建方法，在重建的圖像具有較大重建視野的同時，在圖像的中心區(qū)域具有較高的時間分辨率。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明解決的是現(xiàn)有的計算機斷層掃描圖像重建方法，特別是心臟掃描圖像重建的視野過大時，圖像分辨率下降的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種計算機斷層掃描圖像重建方法，包括以下步驟：

進行掃描，獲得掃描數(shù)據(jù)，以及生理信號；

獲取第一視野圖像重建范圍，產(chǎn)生第一加權函數(shù)，利用所述第一加權函數(shù)對所述掃描數(shù)據(jù)進行加權，對經(jīng)過第一加權函數(shù)加權后的掃描數(shù)據(jù)進行第一視野圖像重建，獲得第一圖像；

獲取第二視野圖像重建范圍，產(chǎn)生第二加權函數(shù)，利用所述第二加權函數(shù)對所述掃描數(shù)據(jù)進行加權，對經(jīng)過第二加權函數(shù)加權后的掃描數(shù)據(jù)進行第二視野圖像重建，獲得第二圖像；

合并第一圖像和第二圖像，獲得第三圖像。

可選地，所述生理信號為心電信號或呼吸信號。

可選地，還包括對所述掃描數(shù)據(jù)進行預處理的步驟。

可選地，所述合并第一圖像和第二圖像，包括：對第一圖像和第二圖像進 行加權合并，得到第三圖像。

可選地，所述第一視野小于第二視野，選取第一圖像中的一個圓形區(qū)域參與合并。

可選地，所述第一視野小于第二視野，將所述第一圖像按比例縮小到與第二圖像相同的尺度后參與合并。

可選地，所述對第一圖像和第二圖像進行加權合并，包括：對所述第一圖像和第二圖像分別進行線性加權，將線性加權后的第一圖像和第二圖像相加，得到第三圖像。

可選地，所述第一視野小于第二視野，選取第一圖像中的一個圓形區(qū)域參與合并，所述圓形區(qū)域的半徑為r₁，對第一圖像和第二圖像分別乘以第三加權函數(shù)w₃(r)和第四加權函數(shù)w₄(r)后再相加，獲得第三圖像；

所述第三加權函數(shù)w₃(r)為

所述第四加權函數(shù)w₄(r)為：

其中，r為半徑，且r₀<r₁。

本發(fā)明還提出了一種計算機斷層掃描圖像重建裝置，包括：

掃描單元，用于進行掃描，獲得掃描數(shù)據(jù)，以及生理信號；

第一圖像獲得單元，用于獲得第一視野圖像重建范圍，產(chǎn)生第一加權函數(shù)，利用所述第一加權函數(shù)對所述掃描數(shù)據(jù)進行加權，對經(jīng)過第一加權函數(shù)加權后 的掃描數(shù)據(jù)進行第一視野圖像重建，獲得第一圖像；