[發明專利]CT圖像重建方法和系統

有效

• 申請號: 201610356024.X
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN106056646B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 駱毅斌;李翰威;徐月晉;詹欣智;胡潔
• 申請（專利權）人: 廣州華端科技有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 潘桂生

技術領域

本發明涉及計算機斷層攝影技術(Computed Tomography，CT)領域，特別是涉及CT圖像重建方法和系統。

背景技術

基于圓軌道掃描的扇束CT(Computed Tomography，CT)系統，其機械設計和電氣控制相對簡單、易于加工和實現，廣泛用于醫學診斷、放射治療和工業無損檢測等領域。在CT系統中，X射線球管用于發射X射線，探測器上連續鑲嵌著探測元，用于接收穿過掃描物體后的剩余X射線，得到投影數據用于CT圖像重建。

在圓軌道扇束CT重建方法中，濾波反投影(Filtered Backprojection，FBP)方法應用最為廣泛。該方法由以下步驟組成：1)對不同角度的投影數據進行加權處理；2)對不同角度的加權后的投影數據進行一維濾波；3)沿著X射線到探測器的逆方向進行二維反投影操作，得到二維重建圖像。對不同層的物體依次進行掃描和重建，得到一系列連續的二維CT圖像，羅列在一起進行可視化顯示，得到物體的三維結構信息。

在圓軌道扇束CT系統中，當X射線束具有足夠大的扇角時，被掃描物體的成像區域大小(Field of Vision，FOV)受限于探測器的長度。一般情況下，當掃描物體尺寸較小時，整個被掃描物體便可在FOV內成像，得到被掃描物體的完整結構信息。但若被掃描物體尺寸相對于探測器來說偏大，則被掃描物體的結構信息將無法全部在FOV內，導致采集到的投影數據信息存在缺失，重建后的CT圖像中FOV邊緣像素值急劇升高。

為解決被掃描物體無法完全在成像區域內的問題，目前有兩種方式：一種是選擇尺寸更長的探測器，存在成本高的問題，且大尺寸探測器的對連續鑲嵌的探測元加工工藝精度要求也高；另一種是在每個掃描角度下對探測器位置進行多次移動，采集多次投影數據以得到被掃描物體的完整信息，然而這需要增加掃描次數和圖像重建時間；此外，若被掃描物體為人體，將會導致增加人體接收X射線的劑量。

因此，針對尺寸較大的被掃描物體，重建CT圖像的方法還有待改善。

發明內容

基于此，本發明提供的CT圖像重建方法和系統，能夠使被掃描物體的完整結構信息在FOV內，提高圖像重建的質量。

本發明一方面提供CT圖像重建方法，包括：

通過預設的探測器陣列獲取被掃描物體在各個掃描角度下的投影數據，所述探測器陣列由兩個以上的子探測器以直線方式排列組成，每個子探測器包含若干個探測元，兩兩子探測器之間存在間隙；

對獲取到的投影數據進行線性插值處理，根據線性插值處理后的投影數據重建被掃描物體的圖像，作為一次圖像；

對一次圖像進行當前CT系統幾何結構下的前向投影，得到對應的估計投影數據；

用所述估計投影數據對獲取到的投影數據進行修正；根據修正后的投影數據再次重建被掃描物體的圖像，得到被掃描物體的CT圖像。

本發明另一方面還提供一種CT圖像重建系統，包括：

投影數據獲取模塊，用于通過預設的探測器陣列獲取被掃描物體在各個掃描角度下的投影數據，所述探測器陣列由兩個以上的子探測器以直線方式排列組成，每個子探測器包含若干個探測元，兩兩子探測器之間存在間隙；

圖像重建模塊，用于對獲取到的投影數據進行線性插值處理，根據線性插值處理后的投影數據重建被掃描物體的圖像，作為一次圖像；

前向投影模塊，用于對一次圖像進行當前CT系統幾何結構下的前向投影，得到對應的估計投影數據；

數據修正模塊，用于采用所述估計投影數據對獲取到的投影數據進行修正；

所述圖像重建模塊，還用于根據修正后的投影數據再次重建被掃描物體的圖像，得到被掃描物體的CT圖像。

上述技術方案，通過構建探測器陣列，由兩個以上的子探測器以直線方式排列組成，每個子探測器包含若干個探測元，兩兩子探測器之間存在間隙；通過所述探測器陣列獲取被掃描物體在各個掃描角度下的投影數據；根據獲取到的投影數據對間隙處插值后重建被掃描物體的一次圖像；對一次圖像進行當前CT系統幾何結構下的前向投影，得到對應的估計投影數據；用所述估計投影數據對獲取到的投影數據的間隙位置進行插值修正；根據修正后的投影數據再次重建被掃描物體的圖像。本發明上述實施例的方案，在子探測器尺寸有限的前提下，可增大FOV面積，使被掃描物體的完整信息在成像區域范圍內，提高圖像重建的質量。

附圖說明

圖1為一實施例的CT圖像重建方法的示意性流程圖；

圖2為一實施例的探測器陣列的示意圖；