[发明专利]CT 图像生成装置及方法、CT 图像生成系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种CT图像生成装置及方法、CT图像生成系统，尤其涉及利用投影、反投影来重建CT图像的CT图像生成装置及方法、CT图像生成系统。

背景技术

X射线计算机断层成像(CT)技术已被广泛用于对人体进行检查，CT图像作为对疾病诊断的依据已有30年的历史，对CT图像重建算法进行研究以提高CT图像质量，降低图像伪影一直是研究与临床中的热点问题。

CT图像重建算法一般包括滤波反投影算法、图像迭代重建算法和解析图像重建算法。其中，滤波反投影算法是CT图像重建的主流，在目前的CT产品中得到了广泛的应用。在滤波反投影算法中，对实际扫描得到的投影数据进行滤波反投影，从而得到图像数据。

然而，在滤波反投影算法中，重建图像的投影数据被假设为无噪声干扰的，而实际上，噪声是伴随着投影数据始终存在的，尤其是在低剂量扫描的情况下更是如此，因此难以获得高质量的CT图像。然而随着临床诊疗的发展，CT临床应用的广度和深度都日渐达到了前所未有的高度，这这种新的形势背景下，业界对CT使用的安全性考虑与图像质量均有了新的、更高的要求。这便使得滤波反投影法难以满足新的需求，而多用于中低端应用。

针对以上新的需求，在高端应用中，迭代重建算法被重视并研究。图像迭代重建算法可以很好地处理电子噪声或是其它物理因素所导致的图像伪影，从而保证图像的信息，降低检查时的射线剂量。然而由于其庞大的计算量和昂贵的计算成本，使其一度未能在实际CT产品中广泛应用。但随着计算机技术的飞速发展，使迭代重建算法应用于实际产品成为了可能，不仅能够提高CT图像的质量，减少图像伪影，同时也能降低了成像所需剂量。并且，随着医疗健康的发展，CT诊断中的X射线辐射对人体健康的影响越来越受到人们的重视，低辐射剂量CT已经成为CT发展的未来趋势。因此迭代重建算法越来越受到广泛的关注，是目前的研究热点。在迭代重建算法中，主要包括多次循环迭代的投影与反投影过程。

在传统的滤波反投影算法中，主要过程是反投影过程，如果利用传统的像素驱动(Pixel-Driven)等反投影方法，则模型误差较大。因此，新的反投影方法被研究以减小伪影，提高图像质量。

另一方面，在备受瞩目的迭代重建算法中，传统的如基于光线驱动(Ray-Driven)、像素驱动(Pixel-Driven)的投影与反投影方法模型误差较大，如果应用于迭代重建算法中的投影与反投影过程，则会使得算法难以收敛到较高的精度。

针对以上情况，很多新的投影与反投影方法被研究和提出，用于传统的滤波反投影算法，特别是用于备受瞩目的迭代重建算法。其中，最典型的距离驱动(Distance-Driven)和可分离足迹(Separable Footprint)方法。距离驱动(Distance-driven)方法使用像素方块的两个中线交点作为投影点，以获得比光线驱动(Ray-Driven)、像素驱动(Pixel-Driven)方法更高的模型精度。

然而，在基于距离驱动的投影和反投影方法中，存在以下技术问题。即，在某些投影/反投影角度范围中，模型误差仍然较大，这对重建后的图像质量仍然有较大的影响。

发明内容

针对现有技术中的以上技术问题，本发明的目的在于，提出一种CT图像生成装置及方法、CT图像生成系统，降低投影与反投影误差，既可用于迭代重建算法中，也可用于滤波反投影算法中来减少伪影。

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明提供一种CT图像生成装置，分析通过X射线对扫描对象在扫描平面上进行扫描而得到的投影信息，并生成所述扫描对象的图像，包括：通用处理单元，在扫描平面上创建多个坐标系；坐标确定单元，根据投影角度，从所述多个坐标系中，选择用于距离驱动反投影或距离驱动投影的坐标系；距离驱动处理单元，按所述投影角度，基于所选择的坐标系进行距离驱动反投影或距离驱动投影；以及图像信息处理单元，根据对投影信息进行距离驱动反投影而得到的图像信息，生成所述扫描对象的图像。

另外，本发明还提供一种CT图像生成方法，分析通过X射线对扫描对象在扫描平面上进行扫描而得到的投影信息，并生成所述扫描对象的图像，包括：通用处理步骤，在扫描平面上创建多个坐标系；坐标确定步骤，根据投影角度，从所述多个坐标系中，选择用于距离驱动反投影或距离驱动投影的坐标系；距离驱动处理步骤，按所述投影角度，基于所选择的坐标系进行距离驱动反投影或距离驱动投影；以及图像信息处理步骤，根据对投影信息进行距离驱动反投影而得到的图像信息，生成所述扫描对象的图像。