[发明专利]移动CT系统的扫描重建方法、存储介质和CT扫描装置

权利要求书

1.一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于，包括步骤：

（1）对患者进行摆位，扫描机架匀速旋转之后，继续沿病床方向移动并进行曝光，实现对患者的螺旋CT扫描，获得投影数据；

（2）按照扫描机架理想的运动轨迹，对步骤（1）中的投影数据进行重建，得到初始图像img_init；

（3）在投影数据中对病床的边缘或者标记点进行自动检测识别，获得病床标记点数据；获得病床标记点数据的步骤包括：

（31）定义扫描过程中扫描机架和病床的相对位置关系；

（32）在投影数据中对病床的边缘或者标记点进行自动检测识别；

（33）在检测到每个角度的投影数据中的标记点或者边缘的位置之后，利用检测到的位置信息来和理论计算的进行对比，引入扫描机架的运动模型和运动误差MSE函数；

（34）利用梯度下降法或牛顿法对运动误差MSE函数进行求解，使病床的标记点的轨迹和实际在投影图像上自动检测得到的病床的标记点的轨迹的误差在预设范围内；

（4）在扫描过程中，根据投影数据和重建数据的比对来估计和修正扫描机架的运动模型，调整扫描机架的真实运动轨迹；包括：

（41）对步骤（1）中的投影数据进行包括坏点矫正和空气矫正的预处理，得到第一图像P，按照扫描机架理想的运动轨迹，对重建图像，即初始图像img_init进行正投影得到第二图像P_init；

（42）根据第一图像和第二图像，计算投影差异，为P-P_init；

（43）改变真实投影的位置，使得投影差异最小；投影差异最小时，对应的扫描机架的位置为预测估计的扫描机架的精确位置；

（44）结合扫描机架的扫描角度，估计扫描机架的运动轨迹，得到修正的扫描机架的运动模型；

（5）根据步骤（4）估计和修正后的运动轨迹，对FBP类算法进行修改，增加反投误差修正，重建得到最终图像。

2.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于，所述步骤（3）中，定义扫描过程中扫描机架和病床的相对位置关系，以静止的病床为基准，建立直角坐标系，在投影数据中对病床的边缘或者标记点进行自动检测识别，直角坐标系的x方向为病床沿扫描机架移动的方向，z方向为在病床移动所在平面上垂直于x方向的方向，y方向垂直于x方向和z方向。

3.根据权利要求2所述的一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于，所述步骤（44）中采用加速稳健特征SURF算法计算扫描机架相对于病床的运动轨迹，包括步骤：

获取两个以上的初始图像img_init，在初始图像中定位得到多个特征点；

进行特征点方向匹配，根据特征点位移向量，计算图像的形变参数，公式为：

为第n个图像中特征点的坐标位置，为第n+1个图像与第n个图像匹配的特征点的坐标位置，其中为图像的旋转角度，图像的旋转角度表示扫描机架平面的旋转误差，、表示图像在x和z方向的位移；

采用最小二乘法或者Powell算法对、和参数优化，得到投影图像的变换参数；

通过以下公式，映射机架的位移误差：

m表示病床上的标记点距离旋转中心的距离，表示射线源到旋转中心的距离，表示射线源到探测器的距离，表示图像在x或z方向的位移误差，表示通过探测器投影估计的扫描机架在x或z方向的运动误差。

4.根据权利要求2所述的一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用FDK类重建算法对投影数据进行重建，步骤（5）中对FBP类算法进行修改，增加反投误差修正，对图像数据进行重建得到最终图像，反投误差为扫描机架在x和z方向上的运动误差。

5.根据权利要求1所述的一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于：移动CT系统机器配有检测扫描机架位置的传感器，在所述步骤（4）中，增加传感器反馈的扫描机架的当前位置信息，用于估计和修正扫描机架的运动轨迹。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任意一项所述的移动CT系统的扫描重建方法。

7.一种CT扫描装置，其特征在于，所述CT扫描装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令以实现如权利要求1至5任意一项所述的移动CT系统的扫描重建方法。