[发明专利]基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法

说明书

一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，即：扫描原始数据P0；对原始数据P0进行预处理和取负对数得到投影数据P1；判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断，将没有截断的有限角度投影数据集和截断进行余弦滤波处理后的数据集进行滤波反投影重建得到初始化图像I0；根据已标定没有截断数据的视角，模拟CT机系统几何关系在不同视角下的投影，生成有限角度正投影系统矩阵M；基于全变分最小化约束的有限角度迭代重建算法，以初始化图像I0作为迭代的初始值，对有限角度没有被截断的投影数据进行图像迭代重建；对每次迭代得到新的图像I_k+1进行非负性约束处理；直到mean(|I_k+1‑I_k|)＜ε迭代满足误差要求结束迭代，得到的目标图像即为重建得到截断补偿后的超视野CT图像。

技术领域

本发明涉及一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法。本发明属于医学图像处理技术领域。

背景技术

在CT机成像系统中，当CT机的几何结构和其探测器的尺寸确定下来后，其最大扫描范围(FOV)也就确定了。尽管目前的CT机其FOV都比较大，但是，在遇到肥胖患者或者摆位偏的患者时，有时还不能保证患者预扫描的部位都在CT机扫描视野内。当患者扫描部位超出了CT机扫描视野时，投影数据被截断造成部分投影信息丢失，投影信息不完整如果直接进行重建，重建后的图像在超出扫描视野的位置发生高亮度的伪影，影响医生诊断。

目前，针对CT图像截断现象重建的方法有：投影数据镜像扩展通道法，正弦图修补法以及多项式拟合扩展通道法，这些方法可以解决投影数据截断重建过程中产生的高亮伪影，但是对扫描视野外的图像补全效果不理想，特别是离扫描视野越远的位置图像补全效果越差。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，该方法可有效地补偿CT扫描视野以外的部分，重建一超视野的CT图像。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，它包括如下步骤：

S1:获取CT机系统参数和扫描的原始数据P0；

S2：对扫描的原始数据P0进行预处理和取负对数得到投影数据P1；

S3：判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断？

S4：如果投影数据P1被截断，则对截断部分的数据进行余弦滤波处理，并且标定该视角下的投影数据不参与后面的迭代运算，将通过余弦滤波后的数据和没有截断的数据组成新的数据集P2，跳转执行步骤S5；

如果投影数据P1没有被截断，则标定该视角下的数据可用于迭代重建，并将该数据拷贝到迭代重建投影数据的缓冲区中,将没有截断的有限角度投影数据集记为P3；

S5：重复执行步骤S3-S4把完整扫描一圈的各视角下的投影数据是否被截断全部判断完成后，将没有截断的有限角度投影数据集P3和截断进行余弦滤波处理后的数据集P2进行滤波反投影重建得到初始化图像I0；

S6：根据已标定没有截断数据的视角，模拟CT机系统几何关系在不同视角下的投影，生成有限角度正投影系统矩阵M；

S7：基于全变分最小化约束的有限角度迭代重建算法，以初始化图像I0为迭代的初始值，对有限角度没有被截断的投影数据进行图像迭代重建；

迭代重建公式如下：I_k+1＝I_k-α(k₁(M'(M*I_k-P₃)+k₂*||I||_TV))；