[发明专利]基于模型的用于迭代重建的反投影和正投影的至少一方中的系统光学

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及基于系统模型的迭代重建，更详细地，涉及以规定的迭代重建算法进行的反投影和正投影的双方中的系统光学模型的使用。

背景技术

迭代重建(IR：iterative reconstruction)算法优于标准的滤波反投影法(FBP：filtered BackProjection)的两个优点在于，分辨率的改善和噪声性能的提高。因此，基于IR算法，能够使用比当使用标准的FBP时以往要求的患者照射剂量低的患者照射剂量。

IR算法分成两个范畴。第1范畴包含有系统光学模型，被称为基于模型的IR(MBIR：model-based IR)。相对于此，第2范畴不包含系统光学模型。MBIR算法在理论上进一步改善IR算法的性能。这是由于误差和统计实质上被订正。误差的原因之一在于由系统光学产生。MBIR算法还包含系统光学模型(SOM:system optics model)。这样，为了根据以低照射剂量收集到的数据重建具有优良的分辨率和噪声性能的CT图像，希望改善MBIR中的SOM的利用。

发明内容

实施方式的目的在于提供一种能够重建具有优良的画质的图像的图像重建方法以及图像重建系统。

本实施方式所涉及的图像重建方法具备：收集工序，通过扫描仪利用X射线对被检体进行扫描而收集与上述被检体相关的原始数据；推测工序，根据上述原始数据推测图像；迭代工序，迭代地执行正投影工序和反投影工序，在上述正投影工序中，为了使用系统光学模型和非系统光学模型中的一方来产生重投影数据而进行正投影，在上述反投影工序中，为了使用上述系统光学模型根据上述重投影数据更新图像而执行反投影。

重建具有优良的画质的图像。

附图说明

图1是表示在本实施方式所涉及的正投影和反投影的双方中包含光学的全系统光学模型的图。

图2A是表示本实施方式所涉及的X射线源和与其对应的X射线源模型的图。

图2B是表示本实施方式所涉及的X射线检测器和与其对应的X射线检测器模型的图。

图3是表示本实施方式所涉及的体素和与其对应的体素模型的图。

图4是表示与使用本实施方式所涉及的正投影和反投影的双方的全系统光学模型相关的体素和与其对应的体素模型的另一个图。

图5A是表示使用本实施方式所涉及的正投影和反投影的双方的全系统光学模型中平行地分布的微射线的图。

图5B是表示本实施方式所涉及的系统光学模型中圆锥形地分布的微射线的图。

图6是表示使用本实施方式所涉及的三维最邻接射线追踪算法的正投影的图。

图7是表示与本实施方式所涉及的反投影中的X射线源和体素相关的微射线的图。

图8是表示本实施方式所涉及的重建过程的流程的图。

图9是表示使用本实施方式所涉及的全系统光学迭代地重建的图像的图。

图10是表示通过图9的四个条件下的4000次迭代后的1.0mm的珠子的沿着X轴的一维的轮廓的图。

图11是表示使用本实施方式所涉及的全系统光学以与图9不同的条件迭代地重建的图像的图。

图12是表示通过图11的四个条件下的4000次迭代后的0.2mm的珠子的沿着X轴的一维的轮廓的图。

符号说明

100…检测器、110…检测器要素模型、200…体素、210…体素模型、300…X射线源、310…X射线源模型、R1，R2，R3，R4…微射线

具体实施方式

参照图1，示出在基于本发明的某一实施方式中，在正投影和反投影的双方(FPBP：forward projection and back projection)中包含光学的全系统光学模型(SOM)。虽然没有图示，但该SOM-FPBP与用于重建图像的规定的迭代(IR)算法组合使用。在本实施方式中，使用迭代算法(IR)，根据正投影与反投影的双方中的全系统光学模型来重建图像数据。以下，根据需要，由IR-SOM-FPBP这样的缩写表示基于使用迭代算法的正投影和反投影的双方中的全系统光学模型的重建。