[发明专利]一种基于平板X射线源的CT图像重建方法在审
| 申请号： | 202110596166.4 | 申请日： | 2021-05-30 |
| 公开（公告）号： | CN113393549A | 公开（公告）日： | 2021-09-14 |
| 发明（设计）人： | 徐圆;黄斯伟;周凌宏;蔡江泽;周怡雯;杨华才 | 申请（专利权）人： | 南方医科大学 |
| 主分类号： | G06T11/00 | 分类号： | G06T11/00 |
| 代理公司： | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 赵蕊红 |
| 地址： | 510515 广东省广州*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 平板 射线 ct 图像 重建 方法 | ||
1.一种基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：无扫描物体下，使平板X射线源正对准平板探测器，在平板X射线源上选择空曝区域，使空曝区域对平板探测器进行曝光，平板探测器采集空曝图像数据；
S2：放置扫描物体，在平板X射线源上选择不同位置且大小相等的N个区域，控制不同区域的X射线源依次曝光，平板探测器采集N个区域下的重叠投影数据，N≥10；
S3：根据朗伯比尔定律建立平板X射线源重叠投影物理模型；
S4：根据平板X射线源重叠投影物理模型、空曝图像数据和重叠投影数据构建出重建投影数据和重建图像之间的非线性数量关系，将非线性数量关系与线性算式相比较构建线性修正因子；
S5：根据线性修正因子、平板X射线源系统矩阵、待重建图像和重建投影数据，建立线性平板X射线源CT重建模型；
S6：构建平板X射线源联合迭代重建法的迭代更新公式和线性修正因子的迭代更新公式；
S7：应用平板X射线源联合迭代重建法重建平板X射线源CT图像。
2.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S1中选择K个X射线源组成空曝区域；
得到的空曝图像数据为
其中，K为空曝区域中X射线源总数，表示K个X射线源中第k个X射线源单独曝光时的X射线的空曝图像。
3.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S2中N个区域中每一个区域的X射线源总数和排列方式与步骤S1中的空曝区域保持一致，N个区域中第n个曝光区域的重叠投影数据记为In。
4.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S3中所述的平板X射线源重叠投影物理模型为
其中，设定I为体素总数，J为探测器单元总数，K为曝光区域X射线源总数，是In第j个元素，代表第j个平板探测器单元接收到的射线强度，是第k个X射线源射向第j个探测器单元的出射强度，xi是重建图像的第i个体素，aijk是第k个X射线源的系统矩阵元素，代表第k个X射线源射向第j个探测器的X射线与第i个体素相交的线段长度。
5.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S4中线性修正因子的构建过程为：
S41：定义
其中，ωjk表示第k个X射线源对第j个探测器单元射线强度的贡献；
S42：定义
其中，是I0的第j个元素；
将式(3)和式(4)代入式(2)中得
S43：将和作对数变换获得重建投影数据和重建图像之间的非线性数量关系
其中，bj表示重建投影数据；
S44：当k取1至K中任意一个数，的数值不变时，
S45：将bj与作商获得线性修正因子
6.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S5中线性平板X射线源CT重建模型为
λAx＝b……式(8)
其中，λ表示对角元素为λj的对角矩阵，x表示待重建图像的向量，b表示元素为bj的向量，A表示平板X射线源系统矩阵，A具体为
7.根据权利要求1所述的基于平板X射线源的CT图像重建方法，其特征在于：步骤S6具体是将单个X射线源的联合迭代重建法迭代重建公式中的单个X射线源系统矩阵M替换为λA，获得平板X射线源联合迭代重建法的迭代更新公式
把更新后的重建图像xn代入式(7)中获得，线性修正因子的迭代更新公式
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