[go: up one dir, main page]

CN113298903A - 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质 - Google Patents

一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113298903A
CN113298903A CN202110572152.9A CN202110572152A CN113298903A CN 113298903 A CN113298903 A CN 113298903A CN 202110572152 A CN202110572152 A CN 202110572152A CN 113298903 A CN113298903 A CN 113298903A
Authority
CN
China
Prior art keywords
projection data
detector
data
axis
conjugate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110572152.9A
Other languages
English (en)
Inventor
苗闯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202110572152.9A priority Critical patent/CN113298903A/zh
Publication of CN113298903A publication Critical patent/CN113298903A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G06T12/30—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4023—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on decimating pixels or lines of pixels; based on inserting pixels or lines of pixels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/70—Denoising; Smoothing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大螺距螺旋CT的重建方法、装置、设备和介质，所述方法包括：根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；当实际探测器排数小于所需要的最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。本发明通过在螺旋探测器所在平面的v轴上进行插值，由于v轴上的距离是物理探测器的实际距离，则基于v轴进行插值所计算到的权值能够更加接近实际的权重，减小了插值误差，进而使得重建图像更加清晰完整。

Description

一种大螺距螺旋CT的重建方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明属于图像重建技术领域，具体涉及一种大螺距螺旋CT的重建方法、装置、设备和介质。
背景技术
X射线计算机断层扫描(CT，Computed Tomography)设备，被广泛应用于医疗和工业上来诊断疾病和无损检测。其原理是通过在不同角度扫描物体来获得多组投影数据，再通过重建算法获得扫描物体的断层图像。
现有技术中，螺旋扫描系统是常用的CT扫描系统，其优点在于可以通过不间断的连续扫描快速获得所需要的投影数据。使用时，通常需要提高检测速度以在短时间内完成物体扫描；此时为了采集到重建算法需要的完备投影数据，通常需要通过增加探测器的排数或者提高转速来实现。然而，增加探测器的排数的方法会大幅度增加系统成本，且由于锥角扩大会带来锥形束伪影；而提高转速的方法因受限于机械的稳定性和转速极限，往往使用效果不佳。
因此，最有效的方法是通过增加螺距来提高扫描速度，但由于螺距的增加，会造成重建算法所需的投影数据缺失，因此需要对缺失的投影数据进行补全再重建。而目前常用的螺旋重建算法，例如Katsevich类型算法、BPF类型算法以及FBP类型算法等都对螺距因子有限制(通常要求螺距因子不大于1.5)，当螺距增大时，会造成投影数据的缺失，进而导致重建的图像存在伪影，图像质量不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种大螺距螺旋CT的重建方法、装置、设备和介质，用以解决现有技术中存在的至少一个问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种大螺距螺旋CT的重建方法，包括：
根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
在一种可能的设计中，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
Figure BDA0003083115160000021
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，λ为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为螺旋探测器排方向的最大坐标值，vmin为螺旋探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，
g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)为投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000031
其中，H为螺距，R为X射线源到旋转中心的距离，D为X射线源到螺旋探测器的距离；
当v＜vmin时，
Figure BDA0003083115160000032
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000033
在一种可能的设计中，当n＝1时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure BDA0003083115160000034
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure BDA0003083115160000035
在一种可能的设计中，所述一维滤波采用R-L卷积核。
第二方面，本发明提供一种大螺距螺旋CT的重建装置，包括：
计算模块，用于根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
数据补全模块，用于当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
加权模块，用于对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
滤波模块，用于对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
反投影模块，用于对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
在一种可能的设计中，当基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
Figure BDA0003083115160000041
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，λ为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为螺旋探测器排方向的最大坐标值，vmin为螺旋探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)为投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000042
当v＜vmin时，
Figure BDA0003083115160000051
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000052
在一种可能的设计中，当n＝1，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure BDA0003083115160000053
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure BDA0003083115160000054
在一种可能的设计中，所述一维滤波采用R-L卷积核。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
第五方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
有益效果：
1.本发明通过在螺旋探测器所在平面的v轴上进行插值，由于v轴上的距离是物理探测器的实际距离，因此，基于v轴进行插值所计算到的权值能够更加接近实际的权重，减小了插值误差，进而提高了重建的CT图像的图像质量。
2.本发明充分考虑到不同共轭投影数据的锥角效应，将控制插值所用的共轭投影数据的排数n引入到插值算法中，则可以根据n的取值不同对v轴前后多组共轭投影数据进行加权补齐缺失的投影数据，从而可以克服锥角效应对插值算法计算结果的准确性的影响，提高了计算的准确率。
3.本发明对缺失的投影数据进行补全后，能够拓展适用于螺距因子大于2的情形下的图像重建，适用范围更广。
附图说明
图1为现有的扫描系统的示意图；
图2为本发明中共轭投影数据的二维示意图；
图3为本发明中大螺距螺旋CT的重建方法的流程图；
图4为本发明在v轴上插值以补全对缺失的投影数据的加权示意图；
图5为本发明中大螺距螺旋CT的重建装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
为了解决现有的螺旋CT扫描系统在进行图像重建时存在投影数据缺失，导致重建的图像质量不高的技术问题，第一方面，本实施例提供一种大螺距螺旋CT的重建方法，通过对缺失的投影数据进行补全，能够获得清晰完整的重建图像。其中，该方法可应用于服务器，包括但不限于通过python、java、C++等语言和工具执行步骤S101-步骤S105实现。
请结合参见图1-4，下面对本实施例中的大螺距螺旋CT的重建方法进行详细说明。
其中，图1示出了现有技术中典型的CT扫描系统的示意图，其中，X射线源和探测器围绕旋转中线转动，旋转中线为与z轴平行且通过旋转中心o的虚拟直线。s(λ)表示X射线源的扫描轨迹，λ为射线源的旋转角度，(u，v，w)为探测器和射线源所在的旋转坐标，(u，v)表示探测器平面上点的坐标，R为射线源到旋转中心的距离，od为射线源在探测器上的投影，D为射线源到探测器的距离。
其中，射线源的扫描轨迹由
Figure BDA0003083115160000071
表示，λ为射线源扫描轨迹的角度参数。螺旋扫描的扫描轨迹可以表示为
Figure BDA0003083115160000072
其中z0为射线源的起始z坐标，H为射线源旋转一周扫描床移动的距离，即螺距。则X射线源穿过扫描物体的投影数据可以用如下公式表示：
Figure BDA0003083115160000081
其中
Figure BDA0003083115160000082
为单位方向向量，S2表示单位球面，
Figure BDA0003083115160000083
为投影数据，t为积分变量。
若投影数据没有截断，则螺旋扫描系统的CT图像重建问题就是利用投影数据来重建扫描物体内部断层结构f(x，y，z)，其重建算法有多种，优选的采用典型的Feldkamp(FDK)类型重建算法，其数学表达式为：
Figure BDA0003083115160000084
其中，
Figure BDA0003083115160000085
为重建物体的线性衰减系数，向量
Figure BDA0003083115160000086
为三维空间中的点坐标，Λ(λ)为
Figure BDA0003083115160000087
被覆盖的扫描轨迹的集合，
Figure BDA0003083115160000088
为所述扫描轨迹基于角度的权值，l为连接射线源与重建点
Figure BDA0003083115160000089
的线段在w轴上的投影，g为投影数据，(u，v)为平板探测器缩放到旋转中心的坐标，λ为所述X射线源扫描轨迹的角度参数，(u)为沿着u轴方向的滤波函数。
在上述公开内容的基础上，如图2-4所示，本实施例中的大螺距螺旋CT的重建方法具体包括：
步骤S101.根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
其中，需要说明的是，在螺旋CT重建过程中，精确重建所需要的投影数据为Tam-Danielsson窗(简称Tam窗)所覆盖的投影数据，其中，Tam窗为相邻的两条螺旋扫描轨迹在探测器上的投影。因此，在螺距给定的情况下，精确重建所需要的最少探测器排数nvmin为：
Figure BDA0003083115160000091
其中，dv为探测器像素单元在排数方向(v方向)上的大小，即排间距，D为射线源到探测器的距离，γmax为扇形束单边最大张角；
Figure BDA0003083115160000092
其中，umin和umax分别表示探测器平面u轴的最小和最大物理坐标。
基于上述公式(c)和(d)，可以计算出螺旋CT系统在精确重建时所需要的最少探测器排数nvmin；当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，则会存在投影数据缺失。
步骤S102.当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
其中，当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，说明投影数据不完备，无法满足螺旋扫描系统重建算法的数据要求，因此，需要先对缺失的投影数据进行补全之后再重建。
其中，需要说明的是，在二维扇束CT中，共轭投影数据定义如图2所示，投影数据g(u，v，λ)的共轭投影数据为g(-u，v，λ±π+2γ)，其中
Figure BDA0003083115160000093
由于没有锥角效应，每一个投影数据都存在唯一的共面的共轭投影数据。而在三维锥形束CT中，由于锥角和螺旋轨迹运动，并不存在严格定义的共轭数据，每一个投影数据在螺旋扫描轨迹的前后方向都各有一组共轭投影数据，每一个共轭投影数据由于锥角不同，都有不同投影方向上的投影数据信息，这些共轭投影数据在x-y平面的投影为同一条直线，即图2中所示的通过u和-u的黑色细实线，因此需要考虑不同探测器排数下的多组共轭数据，才能更精确地对缺失的投影数据进行补全。
则在一种可能的设计中，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
Figure BDA0003083115160000101
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，λ为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为螺旋探测器排方向的最大坐标值，vmin为螺旋探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)为投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000102
其中，H为螺距，R为X射线源到旋转中心的距离，D为X射线源到螺旋探测器的距离；
当v＜Pmin时，
Figure BDA0003083115160000103
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000104
在一种可能的设计中，如图4所示，当n＝1时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure BDA0003083115160000111
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure BDA0003083115160000112
步骤S103.对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
步骤S104.对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
其中，优选的，所述一维滤波采用R-L卷积核；
步骤S105.对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
基于上述公开的内容，本实施例通过在螺旋探测器所在平面的v轴上进行插值，由于v轴上的距离是物理探测器的实际距离，因此，基于v轴进行插值所计算到的权值能够更加接近实际的权重，减小了插值误差，进而提高了重建的CT图像的图像质量。此外，本实施例充分考虑到不同共轭投影数据的锥角效应，将控制插值所用的共轭投影数据的排数n引入到插值算法中，则可以根据n的取值不同对v轴前后多组共轭投影数据进行加权补齐缺失的投影数据，从而可以克服锥角效应对插值算法计算结果的准确性的影响，提高了计算的准确率。因此，对缺失的投影数据进行补全后，能够拓展适用于螺距因子大于2的情形下的图像重建，适用范围更广。
如图5所示，第二方面，本发明提供一种大螺距螺旋CT的重建装置，包括：
计算模块，用于根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
数据补全模块，用于当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
加权模块，用于对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
滤波模块，用于对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
反投影模块，用于对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
在一种可能的设计中，当基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
Figure BDA0003083115160000121
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，入为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为螺旋探测器排方向的最大坐标值，vmin为螺旋探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)为投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000122
当v＜vmin时，
Figure BDA0003083115160000131
其中，ωj的计算公式如下：
Figure BDA0003083115160000132
在一种可能的设计中，当n＝1，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure BDA0003083115160000133
其中，AB为投影数据在v轴上的B点坐标到A点坐标vmax的距离，AC为共轭投影数据在v轴上的C点坐标到A点坐标vmax的距离，则
Figure BDA0003083115160000134
在v轴计算的权重；
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure BDA0003083115160000135
在一种可能的设计中，所述一维滤波采用R-L卷积核。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
第五方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大螺距螺旋CT的重建方法，其特征在于，包括：
根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
Figure FDA0003083115150000011
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，入为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为探测器排方向的最大坐标值，vmin为探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)为投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure FDA0003083115150000012
其中，H为螺距，R为X射线源到旋转中心的距离，D为X射线源到探测器的距离；
当v＜vmin时，
Figure FDA0003083115150000021
此时，ωj的计算公式如下：
Figure FDA0003083115150000022
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当n＝1时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全，包括：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure FDA0003083115150000023
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure FDA0003083115150000024
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一维滤波采用R-L卷积核。
5.一种大螺距螺旋CT的重建装置，其特征在于，包括：
计算模块，用于根据螺旋扫描系统的螺距和多排探测器的排间距计算覆盖Tam窗所需要的最小探测器排数；
数据补全模块，用于当实际探测器排数小于所述最小探测器排数时，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全；
加权模块，用于对补全后的投影数据进行锥角余弦加权；
滤波模块，用于对加权后的投影数据沿着探测器的u轴方向进行一维滤波；
反投影模块，用于对滤波后的投影数据进行锥束反投影，获得CT重建图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
Figure FDA0003083115150000031
其中，g为投影数据，(u，v)为螺旋探测器平面的坐标，λ为X射线源扫描轨迹的角度参数，n为控制插值所用的共轭投影数据的排数且1≤n≤nv，nv为探测器的总排数，ωj为投影数据的权重，vmax为螺旋探测器排方向的最大坐标值，vmin为螺旋探测器排方向的最小坐标值，dv为探测器排间距，g(-u，vmin+j×dv，λ+π+2γ)的投影数据的共轭投影数据；
其中，ωj的计算公式如下：
Figure FDA0003083115150000032
当v＜vmin时，
Figure FDA0003083115150000033
其中，ωj的计算公式如下：
Figure FDA0003083115150000041
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当n＝1，基于探测器所在平面的v轴进行插值，对缺失的投影数据利用共轭数据加权进行补全时，所述数据补全模块具体用于：
当v＞vmax时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmax，λ)+ω0·g(-u，vmin，λ+π+2γ) (5)
其中，ω0为n＝1时投影数据的权重，此时，
Figure FDA0003083115150000042
当v＜vmin时，
g(u，v，λ)＝(1-ω0)·g(u，vmin，λ)+ω0·g(-u，vmax，λ-π+2γ) (7)
此时，
Figure FDA0003083115150000043
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述一维滤波采用R-L卷积核。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1-4任意一项所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1-4任意一项所述的大螺距螺旋CT的重建方法。
CN202110572152.9A 2021-05-25 2021-05-25 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质 Pending CN113298903A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110572152.9A CN113298903A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110572152.9A CN113298903A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113298903A true CN113298903A (zh) 2021-08-24

Family

ID=77324908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110572152.9A Pending CN113298903A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113298903A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114983452A (zh) * 2022-05-11 2022-09-02 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 Ct螺旋重建图像伪影去除方法及装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1669528A (zh) * 2004-03-19 2005-09-21 深圳安科高技术股份有限公司 一种双排或多排螺旋ct中的图象重建方法
CN1739455A (zh) * 2005-09-16 2006-03-01 北京大学 三维锥束ct图像重建的处理系统及处理方法
CN101517617A (zh) * 2006-09-19 2009-08-26 通用电气公司 基于射线一致性的螺旋锥形束数据的重建
CN102004111A (zh) * 2010-09-28 2011-04-06 北京航空航天大学 一种倾斜多锥束直线轨迹ct成像方法
CN102456228A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 Ge医疗系统环球技术有限公司 图像重建方法和装置及ct机
CN102508284A (zh) * 2006-08-30 2012-06-20 通用电气公司 再现投影数据的方法和图像分析系统
CN102521853A (zh) * 2011-12-08 2012-06-27 苏州生物医学工程技术研究所 一种反投影权重锥束ct重建算法
WO2015172727A1 (zh) * 2014-05-14 2015-11-19 同方威视技术股份有限公司 螺旋ct系统及重建方法
CN107845121A (zh) * 2017-11-03 2018-03-27 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种探测器偏置扫描中加权伪影的校正方法
CN108720863A (zh) * 2018-02-12 2018-11-02 沈阳晟诺科技有限公司 一种焦点切换式ct机、扫描方法及图像重建方法
CN110865089A (zh) * 2019-12-20 2020-03-06 北京航星机器制造有限公司 一种ct探测器及ct检测系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1669528A (zh) * 2004-03-19 2005-09-21 深圳安科高技术股份有限公司 一种双排或多排螺旋ct中的图象重建方法
CN1739455A (zh) * 2005-09-16 2006-03-01 北京大学 三维锥束ct图像重建的处理系统及处理方法
CN102508284A (zh) * 2006-08-30 2012-06-20 通用电气公司 再现投影数据的方法和图像分析系统
CN101517617A (zh) * 2006-09-19 2009-08-26 通用电气公司 基于射线一致性的螺旋锥形束数据的重建
CN102004111A (zh) * 2010-09-28 2011-04-06 北京航空航天大学 一种倾斜多锥束直线轨迹ct成像方法
CN102456228A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 Ge医疗系统环球技术有限公司 图像重建方法和装置及ct机
CN102521853A (zh) * 2011-12-08 2012-06-27 苏州生物医学工程技术研究所 一种反投影权重锥束ct重建算法
WO2015172727A1 (zh) * 2014-05-14 2015-11-19 同方威视技术股份有限公司 螺旋ct系统及重建方法
CN105093342A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 同方威视技术股份有限公司 螺旋ct系统及重建方法
CN107845121A (zh) * 2017-11-03 2018-03-27 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种探测器偏置扫描中加权伪影的校正方法
CN108720863A (zh) * 2018-02-12 2018-11-02 沈阳晟诺科技有限公司 一种焦点切换式ct机、扫描方法及图像重建方法
CN110865089A (zh) * 2019-12-20 2020-03-06 北京航星机器制造有限公司 一种ct探测器及ct检测系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
万欣等: "改进的多层螺旋CT线性插值算法", 《清华大学学报(自然科学版)》, vol. 56, no. 12, pages 1346 - 1351 *
郑源彩: "缺失投影数据的估计研究", 《电子测试》, no. 6, pages 4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114983452A (zh) * 2022-05-11 2022-09-02 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 Ct螺旋重建图像伪影去除方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3373720B2 (ja) Ｘ線断層撮影装置
US8724889B2 (en) Method and apparatus for CT image reconstruction
CN105118039B (zh) 实现锥束ct图像重建的方法及系统
JP6109524B2 (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び画像補正方法
CN109949411A (zh) 一种基于三维加权滤波反投影和统计迭代的图像重建方法
JP2004041674A (ja) ３次元逆投影方法およびｘ線ｃｔ装置
JP4342164B2 (ja) コンピュータ断層撮影装置
JPH0919425A (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
JPH0628454A (ja) 円錐ビーム投射データから物体の３ｄ映像を再構成する方法および装置
CN100415171C (zh) 使扫描图像中的模糊最小化的方法和设备
CN111553849A (zh) 基于局部特征匹配的锥束ct几何伪影去除方法及装置
JP2004237088A (ja) ３次元逆投影方法およびｘ線ｃｔ装置
EP1800264B1 (en) Image reconstruction with voxel dependent interpolation
JP6139091B2 (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮像装置（ｘ線ｃｔ装置）及びｘ線コンピュータ断層撮像装置の作動方法
CN103310471B (zh) Ct图像生成装置及方法、ct图像生成系统
CN103325141A (zh) 基于非等中心c形臂2d投影图像的3d模型构建方法
JP6414236B2 (ja) 画像処理装置及び画像処理方法
CN110057847A (zh) Tr层析扫描投影重排方法及装置
JP4106251B2 (ja) ３次元逆投影方法およびｘ線ｃｔ装置
JPH105203A (ja) 医用診断システム，医用診断情報生成方法及び３次元画像再構成方法
CN1936958B (zh) 用于从二维投影图像中重建三维图像体积的方法和装置
US20060104408A1 (en) Methods, apparatus, and software to facilitate computing the elements of a forward projection matrix
CN113298903A (zh) 一种大螺距螺旋ct的重建方法、装置、设备和介质
US6999550B2 (en) Method and apparatus for obtaining data for reconstructing images of an object
CN114820927B (zh) 一种基于数据重排和共轭射线的工业ct三维图像重建方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20240920