[发明专利]一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法

权利要求书

1.一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，该算法包括下述步骤：

步骤一：对短扫描情况下的CBCT图像重建；

步骤二：通过实时计算当前采集的二维X射线投影图像的Parker权重系数；

步骤三：克服在开始重建之前加载所有采集图像和投影信息并计算所有采集图像的Parker权重所造成的耗时和角度不一致问题，达到快速完成CBCT短扫描重建的目的。

2.根据权利要求1所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，所述步骤二中通过实时计算当前采集的二维X射线投影图像的Parker权重系数的过程包括以下步骤：

1)CBCT平板探测器在患者扫描过程中实时的向工作站发送平板探测器所采集的X射线二维投影图像的缓存数据；

2)在开始短扫描重建之前，根据预设的参与重建的X射线二维投影图像的总帧数，计算患者扫描起始和终止角度的弧度值；

3)在进行短扫描重建的过程中，实时的获取当前载入图像的曝光角度值；

4)根据Parker权重的计算公式，结合扫描起始和终止角度、实时曝光角度以及当前载入的X射线二维投影图像，计算Parker权重并应用于二维投影图像。

3.根据权利要求2所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，所述步骤2)中，一次CBCT采集任务中，所要采集的总帧数、扫描起始角度和终止角度是由用户提前设置的，因此采集总帧数是已知的。

4.根据权利要求2所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，所述步骤3)中，CBCT患者扫描过程中，用户设置的曝光间隔通常与实际曝光角度不一致，因此在现有方法中，其做法是在获取所有的几何投影信息和图像数据后，一次性的计算所有X射线二维投影图像的Parker权重系数。

5.根据权利要求2所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，所述步骤4)中，将Parker权重应用于二维投影数据是对应点的乘积操作，计算生成的Parker权重是一张与二维投影图像大小一致的图像，二者具有相同的位置坐标，Parker权重系数纠正二维投影图像的过程就是乘积过程。

6.根据权利要求2或5所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，所述Parker权重的计算过程包含为以下步骤：

1)根据采集总帧数N，采集起始角度预设值为preStartAngle，计算扫描起始角度startAngle和终止角度endAngle；

startAngle＝(360.-N*preStartAngle)*π/180.

endAngle＝(360.-preStartAngle)*π/180.

if endAngle<startAngle endAngle+＝2*π；

2)计算扇形束角Δ；

Δ＝0.5*(endAngle-startAngle-π)

Δ＝Δ-2π*floor(Δ/2π)

floor(x)表示取不大于x的最大整数，将Δ值限定在[-2π，2π]之间；

3)计算实时载入图像数据所对应的X射线源角度位置β，当前帧数的索引值为I，阈值范围在[0，N-1]之间；

β＝(360.-(I+1)*preStartAndle)*π/180.-startAngle；

if β<0 β+＝2π；

4)计算Parker权重,二维投影数据每个位置点所对应的平板探测器的角度位置为α；

其中Wi为Parker权重。

7.根据权利要求6所述的一种实时计算短扫描权重的快速CBCT重建算法，其特征在于，Parker短扫描权重即Parker权重作用于二维投影数据Pro投的公式为：

Proj′_i＝Proj_i*w_i，i∈[0，N-1]。