[发明专利]一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像技术领域，特别是涉及一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法及装置。

背景技术

X射线计算机断层成像（Computed Tomography,CT）是利用计算机技术对被测物体断面进行重建获得断层图像的技术。该技术是利用射线穿透被测物体时，被测物体各部分对射线的吸收和透过率不同，用计算机采集透过射线并通过一定的算法重构成像。

现有的CT设备有多种扫描方式，随着设备的旋转速度、空间分辨率、检测器宽度的逐渐提高以及对扫描辐射剂量的要求越来越高，倾斜螺旋扫描方式由于其有效地减少X射线对人体某些特殊部位的辐射伤害、对于曲线的解剖结构的扫描成像有积极效果，因此，这种扫描方式得到广泛应用。

由于倾斜扫描的几何结构导致X射线源相对于物体的运动轨迹是一个斜切的螺旋结构，采用常规的螺旋重建方法进行建像，会导致伪影的出现。所以，通常在图像重建之前都需要对数据进行修正，比如：插值处理或者平滑处理，但是这种修正处理又会对原始数据造成一定程度的破坏，影响最终重建图像的质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例中提供了一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法及装置，通过直接计算像素点在某一个角度下投影到检测器上的通道角和层数，然后按照三维螺旋反投影方法进行重建图像。该方法及装置，既不需要对原始数据进行修正，又能够避免伪影现象的出现，最终能够保证重建图像的质量。

本申请实施例公开了如下技术方案：

一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法，包括：

获取倾斜螺旋扫描得到的数据；

根据倾斜螺旋扫描的射线与图像及检测器之间存在交点的几何关系，直接计算每个像素对应的射线通道参数和层数；

按照三维螺旋反投影方法，根据获取得到的数据、每个像素位置对应的射线通道参数和层数，进行反投影重建图像。

优选的，根据倾斜螺旋扫描的射线与检测器之间存在交点的几何关系，直接计算每个像素位置的对应的射线通道参数和层数，包括：

建立倾斜扫描系统中的射线源参数数学方程、倾斜检测器参数数学方程以及目标倾斜图像的参数数学方程；

利用所述目标倾斜图像的参数数学方程和所述射线源参数数学方程，计算从射线源到某一个像素位置的射线方程；

根据所述射线与所述检测器之间存在交点的几何结构关系，联立所述射线方程和所述检测器参数方程，解析出射线通道参数和层数。

优选的，所述获取倾斜螺旋扫描得到的数据是锥束数据或者楔形束数据。

优选的，当获取所述倾斜螺旋扫描得到数据为锥束数据时，所述根据倾斜螺旋扫描的射线与图像及检测器之间存在交点的几何关系，直接计算每个像素对应的射线通道参数和层数，包括：

根据倾斜扫描的几何关系建立射线源的螺旋轨道参数方程为：

建立倾斜检测器参数方程是：

建立目标倾斜图像参数方程是(图像上的一点(h,v))：

其中，θ表示投影角，表示检测器倾斜角，R表示旋转半径，H表示绝对螺距，Z₀表示目标图像的建像位置，图像矩阵为P*P，建像视野为FOV，图像上的任意一点(h,v)，CenterX和CenterY表示重建中心，Δp为单个像素宽度，MidSlice表示中心层，取值为M为二维检测器的总层数，γ表示通道角，m表示层数；

利用所述目标倾斜图像参数方程和所述射线源的螺旋轨道参数方程，建立从射线源到某一个像素位置的射线方程为：