[發(fā)明專利]CT圖像重建方法、裝置、存儲介質(zhì)和計算機設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910369958.0
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110276813B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡戰(zhàn)利;梁棟;李快;楊永峰;劉新;鄭海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發(fā)明涉及一種CT圖像重建方法、裝置、存儲介質(zhì)和計算機設(shè)備。CT圖像重建方法包括獲取CT圖像的投影數(shù)據(jù)；根據(jù)所述投影數(shù)據(jù)，獲得待重建圖像；對所述待重建圖像進行PWLS迭代運算，獲得第一重建圖像；對所述第一重建圖像進行TGV正則化迭代運算，獲得第二重建圖像；對所述第二重建圖像進行字典學(xué)習(xí)迭代運算，獲得第三重建圖像；當(dāng)?shù)催_到終止條件時，將所述第三重建圖像作為待重建圖像，返回所述對所述待重建圖像進行PWLS迭代運算，獲得第一重建圖像的步驟；當(dāng)?shù)_到終止條件時，將所述第三重建圖像作為最終的重建圖像。通過迭代PWLS算法、TGV正則化以及學(xué)習(xí)字典算法不斷對待重建圖像進行降噪、去偽處理，從而獲得高質(zhì)量的重建圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CT圖像重建方法、裝置、存儲介質(zhì)和計算機設(shè)備。

背景技術(shù)

計算機斷層成像(CT)是通過無損方式獲取物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的一種重要成像手段，它擁有高分辨率、高靈敏度以及多層次等眾多優(yōu)點，是我國裝機量最大的醫(yī)療影像診斷設(shè)備之一，被廣泛應(yīng)用于各個醫(yī)療臨床檢查領(lǐng)域。然而，隨著CT及上述衍生系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于臨床，由X射線引起的電離輻射引起了人們的廣泛關(guān)注，特別是在婦女、兒童診斷中的應(yīng)用。CT的圖像質(zhì)量與輻射劑量一般呈正比，輻射劑量越高，圖像質(zhì)量越好；然而，當(dāng)采用的劑量過高時，會對人體造成傷害。合理使用低劑量(As Low As Reasonably Achievable，ALARA)原則要求在滿足臨床診斷的前提下，盡量降低對患者的輻射劑量。因此，研究和開發(fā)新的低劑量CT成像方法，不僅保證了CT成像質(zhì)量，而且減少了有害的輻射劑量，從而對醫(yī)療診斷領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般有兩種方法降低輻射劑量。第一、降低X射線球管管電流(mAs)來達到降低輻射劑量的目的。但是，在降低mAs的同時，投影數(shù)據(jù)中的噪聲含量也隨之增加，采用FBP方法重建出的圖像中仍然含有大量的噪聲，即使通過圖像域的一般濾波方法處理也不能得到較好的圖像，甚至?xí)V掉圖像中一些重要的細節(jié)信息。第二、在保持mAs正常的情況下，通過增大采樣間隔，降低投影數(shù)據(jù)的數(shù)量，達到總體劑量下降的目的。但是由于投影數(shù)量的減少，導(dǎo)致重建出來的圖像含有嚴重的條狀偽影。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種CT圖像重建方法、裝置、存儲介質(zhì)和計算機設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中重建圖像質(zhì)量差的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種CT圖像重建方法，包括：獲取CT圖像的投影數(shù)據(jù)；根據(jù)所述投影數(shù)據(jù)，獲得待重建圖像；對所述待重建圖像進行PWLS迭代運算，獲得第一重建圖像；對所述第一重建圖像進行TGV正則化迭代運算，獲得第二重建圖像；對所述第二重建圖像進行字典學(xué)習(xí)迭代運算，獲得第三重建圖像；當(dāng)?shù)催_到終止條件時，將所述第三重建圖像作為待重建圖像，返回所述對所述待重建圖像進行PWLS迭代運算，獲得第一重建圖像的步驟；當(dāng)?shù)_到終止條件時，將所述第三重建圖像作為最終的重建圖像。

其中，所述對所述待重建圖像進行PWLS迭代運算，獲得第一重建圖像的步驟包括：對所述待重建圖像進行PWLS的公式表示為：

其中，μ為第一重建圖像，μ₀為待重建圖像，y為投影數(shù)據(jù)，H為系統(tǒng)矩陣，T為矩陣的轉(zhuǎn)置，∑^-1為的第i個元素的對角逆矩陣，為投影數(shù)據(jù)的均值和方差之間的關(guān)系，β₁為預(yù)設(shè)的常數(shù)，f₁為預(yù)設(shè)的目標圖像。

其中，所述對所述第一重建圖像進行TGV正則化迭代運算，獲得第二重建圖像的步驟包括：對所述第一重建圖像進行TGV正則化的公式表示為：

其中，f₂為第二重建圖像，μ為第一重建圖像，β₁和β₂為預(yù)設(shè)的常數(shù)。