[发明专利]一种基于平板X射线源的CT图像重建方法

说明书

一种基于平板X射线源的CT图像重建方法，先获取无扫描物体下空曝图像数据和放置扫描物体时N个区域下的重叠投影数据，然后建立平板X射线源重叠投影物理模型，再结合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的非线性数量关系，将非线性数量关系与线性算式相比较得到线性修正因子，然后根据线性修正因子、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，再构建平板X射线源联合迭代重建法和线性修正因子的迭代更新公式，最后应用平板X射线源联合迭代重建法重建平板X射线源CT图像。本发明的基于平板X射线源的CT图像重建方法，平板X射线源CT图像重建时的计算复杂度低。

技术领域

本发明涉及图像重建领域，特别是涉及一种基于平板X射线源的CT图像重建方法。

背景技术

平板X射线源是一种新型的X射线源，是CT领域的新兴前沿技术，在医学成像、安全检查和工业探伤等领域有广阔的应用前景。平板X射线源可以实现整个平面的X射线发射，在减少成像系统体积、降低辐射剂量、减少成像系统的机械运动等方面具有极大优势。

平板X射线源的多个X射线源同时工作时产生的投影图像存在重叠，现有技术中在对平板X射线源的重叠投影图像重建时是应用朗伯比尔指数累加描述的，可以实现重叠投影的CT图像重建。但是在应用朗伯比尔公式进行平板X射线源的重叠投影图像重建时不能消去对数变换而存在非线性运算，通常非线性运算需要进行导数优化求解，导致平板X射线源的重叠投影图像重建过程中计算量较大。

因此，针对现有技术不足，提供一种基于平板X射线源的CT图像重建方法以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于平板X射线源的CT图像重建方法，在对平板X射线源的重叠投影图像重建时通过引入线性修正因子将重叠投影的非线性重建问题转化为近似线性问题，能够降低平板X射线源的重叠投影图像重建时的计算复杂度。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

提供一种基于平板X射线源的CT图像重建方法，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。

优选的，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。

优选的，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。