[發明專利]一種能譜圖像重建方法及系統

有效

• 申請號: 201811314624.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109448071B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 曾凱;吳小頁;徐丹
• 申請（專利權）人: 深圳安科高技術股份有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;A61B6/03
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 楊宏

本發明公開了一種能譜圖像重建方法及系統，所述方法包括步驟：設定電壓切換模式，獲得不同電壓下的掃描數據；將不同電壓下的掃描數據預處理形成不同電壓下的投影數據；對不同電壓下的投影數據進行迭代重建獲得重建圖像。由于通過電壓切換模式和迭代重建方法相結合重建得到物質的能譜信息。一方面，可便于對掃描能譜能量分離的提高，因此將允許更快的掃描速度，獲得更好的基物質圖像的信噪比。另一方面，由于不需要對電壓在每個時間采樣上進行快速切換，對硬件的要求大大降低，因此可應用于傳統的CT系統中。

技術領域

本發明涉及醫學成像領域，尤其涉及的是一種能譜圖像重建方法及系統。

背景技術

能譜成像技術能夠分離物質不同能量的信息，顯著抑制射線硬化偽影，給臨床診斷帶來更多的依據。現有技術中，傳統CT成像提供的是被掃描物體在某個掃描kV下對X射線的有效吸收系數圖像，與物體的大小、所使用的射線過濾器等等都相關。即使在同一掃描條件下，在不同CT掃描系統上的CT值也有差異。而要達到能譜成像必須要采用比傳統CT更加先進、成本更高的硬件系統，傳統的CT系統難以在實際臨床應用中進行能譜成像。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能譜圖像重建方法及系統，旨在解決現有技術中傳統CT系統上無法實現能譜成像技術的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種能譜圖像重建方法，其中，包括步驟：

設定電壓切換模式，獲得不同電壓下的掃描數據；

將不同電壓下的掃描數據預處理形成不同電壓下的投影數據；

對不同電壓下的投影數據進行迭代重建獲得重建圖像。

所述的能譜圖像重建方法，其中，所述電壓切換模式可預先設定或根據測量數據動態調整。

所述的能譜圖像重建方法，其中，在所述電壓切換模式中，不同電壓在切換時持續多個投影或者在多個投影采樣間隔內連續變化。

所述的能譜圖像重建方法，其中，在所述電壓切換模式中，通過定位像圖或X射線衰減值確定電壓值，所述電壓值為兩個或多個。

所述的能譜圖像重建方法，其中，所述對不同電壓下的投影數據進行迭代重建獲得重建圖像步驟具體包括：

以預設的初始圖像為首輪迭代的初值進行正投和合成得到計算得出的投影數據；

當計算得出的投影數據和不同電壓下的投影數據不滿足收斂條件時，根據計算得出的投影數據與不同電壓下的投影數據更新預設的初始圖像，并將更新的初始圖像作為初值代入下一輪迭代；

當計算得出的投影數據和不同電壓下的投影數據滿足收斂條件時，輸出重建圖像。

所述的能譜圖像重建方法，其中，所述預設的初始圖像根據物質衰減系數或CT值設定成不同基物質圖相對。

所述的能譜圖像重建方法，其中，所述收斂條件為：損失函數值小于預設值或者達到最大迭代次數，損失函數值通過如下公式計算：

其中，Cost(·)表示損失函數，Y表示不同電壓下的投影數據，Img_wat表示水基圖像，Img_iod表示碘基圖像，∑表示求和操作，j表示測量的探測器的每個像素的數據的索引值，w_j表示對應探測器的每個像素的數據誤差的權重，Y_j表示不同電壓下索引值對應掃描位置的投影數據，FwY_j(·)表示通過水基圖像和碘基圖像合成的索引值對應掃描位置的投影，β為常數，Reg(·)表示圖像域的懲罰權重。