[發明專利]一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法有效
| 申請號： | 201710767474.2 | 申請日： | 2017-08-31 |
| 公開（公告）號： | CN107481297B | 公開（公告）日： | 2021-06-15 |
| 發明（設計）人： | 馬建華;何基;邊兆英;曾棟;黃靜 | 申請（專利權）人： | 南方醫科大學 |
| 主分類號： | G06T11/00 | 分類號： | G06T11/00;G06T5/00;G06N3/04;G06N3/08 |
| 代理公司： | 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 趙蕊紅 |
| 地址： | 510515 廣東省廣州市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 卷積 神經網絡 ct 圖像 重建 方法 | ||
一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法，包括對原始弦圖數據IK進行反投影操作，得到反投影圖像數據I’K，對反投影圖像數據I’K進行歸一化處理，得到歸一化反投影圖像數據PK，將歸一化反投影圖像PK通過卷積神經網絡進行卷積神經網絡濾波，生成待處理圖像P’K，對待處理圖像P’K進行反歸一化處理，得到最終的重建圖像Pfinal。不需要對圖像濾波進行特別的設計，通過對卷積神經網絡模型的訓練自動完成圖像濾波的學習，本發明重建方法操作簡單，處理方便，能夠在大幅度減少圖像噪聲和偽影，同時較好地保持原有圖像的分辨率，最終實現CT圖像的優質重建。
技術領域
本發明涉及醫學影像的圖像重建方法技術領域，特別是涉及一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法。
背景技術
X射線CT已經廣泛應用于臨床醫學影像診斷，但CT掃描中過高的X射線輻射劑量存在致癌風險。如何最大限度地降低X射線使用劑量已經成為醫學CT成像領域研究的關鍵技術。
當前，降低CT掃描過程中的管電流和掃描時間是實現低劑量CT成像的最簡便且常用的途徑。然而，由于降低管電流和掃描時間，使得投影數據中含有大量的噪聲，基于傳統的濾波反投影方法重建的圖像質量存在嚴重的退化現象，難以滿足臨床診斷需要。為了在保證圖像質量的前提下大幅降低X射線輻射劑量，諸多基于降低管電流和掃描時間的低劑量CT圖像重建方法相繼提出，例如基于統計模型的迭代重建方法和基于投影數據濾波的解析重建方法。其中，基于統計模型的迭代重建方法，通過對采集的投影數據的噪聲以及成像系統進行圖像重建模型構建，可以實現低劑量CT圖像優質重建；基于投影數據濾波的解析重建方法，同樣通過對采集的投影數據的噪聲以及成像系統進行數據濾波建模，再通過解析重建方法實現快速且優質的低劑量CT圖像重建。
基于統計模型的迭代重建方法的缺點及導致原因：在重建同樣大小的CT圖像時，基于統計模型的迭代重建方法所花費的時間遠遠大于傳統的解析重建方法，不能滿足臨床的所需要的CT實時顯像要求，其原因在于基于統計模型的迭代重建方法，需要對目標函數進行幾十甚至上百次的反復迭代求解，導致圖像重建時間大幅增加。
基于投影數據濾波的解析重建方法的缺點及導致原因：傳統的基于投影數據濾波的解析重建方法，在投影數據降噪過程中不可避免地會導致圖像原有細節信息的丟失，從而導致相應CT圖像分辨率的下降。。
因此，針對現有技術不足，提供一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法以解決現有技術不足甚為必要。
發明內容
本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法，該CT圖像重建方法基于級聯方式X射線CT圖像重建方法，處理方法操作簡單，處理方便，圖像精度高。
本發明的上述目的通過如下技術手段實現。
提供一種基于卷積神經網絡的CT圖像重建方法，包括如下步驟：
A1、對原始弦圖數據IK進行反投影操作，得到反投影圖像數據I’K；
A2、對反投影圖像數據I’K進行歸一化處理，得到歸一化反投影圖像數據PK；
A3、將歸一化反投影圖像PK通過卷積神經網絡進行卷積神經網絡濾波，生成待處理圖像P’K；
A4、對待處理圖像P’K進行反歸一化處理，得到最終的重建圖像Pfinal。
具體而言的，步驟A1中反投影操作是通過CT掃描機對原始弦圖數據IK進行幾何成像處理。
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