[发明专利]CT图像重建方法、装置、存储介质和计算机设备

说明书

本发明涉及一种CT图像重建方法、装置、存储介质和计算机设备。CT图像重建方法包括获取CT图像的投影数据；根据所述投影数据，获得待重建图像；对所述待重建图像进行PWLS迭代运算，获得第一重建图像；对所述第一重建图像进行TGV正则化迭代运算，获得第二重建图像；对所述第二重建图像进行字典学习迭代运算，获得第三重建图像；当迭代未达到终止条件时，将所述第三重建图像作为待重建图像，返回所述对所述待重建图像进行PWLS迭代运算，获得第一重建图像的步骤；当迭代达到终止条件时，将所述第三重建图像作为最终的重建图像。通过迭代PWLS算法、TGV正则化以及学习字典算法不断对待重建图像进行降噪、去伪处理，从而获得高质量的重建图像。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种CT图像重建方法、装置、存储介质和计算机设备。

背景技术

计算机断层成像(CT)是通过无损方式获取物体内部结构信息的一种重要成像手段，它拥有高分辨率、高灵敏度以及多层次等众多优点，是我国装机量最大的医疗影像诊断设备之一，被广泛应用于各个医疗临床检查领域。然而，随着CT及上述衍生系统广泛应用于临床，由X射线引起的电离辐射引起了人们的广泛关注，特别是在妇女、儿童诊断中的应用。CT的图像质量与辐射剂量一般呈正比，辐射剂量越高，图像质量越好；然而，当采用的剂量过高时，会对人体造成伤害。合理使用低剂量(As Low As Reasonably Achievable，ALARA)原则要求在满足临床诊断的前提下，尽量降低对患者的辐射剂量。因此，研究和开发新的低剂量CT成像方法，不仅保证了CT成像质量，而且减少了有害的辐射剂量，从而对医疗诊断领域具有重要的科学意义和应用前景。

在现有技术中，一般有两种方法降低辐射剂量。第一、降低X射线球管管电流(mAs)来达到降低辐射剂量的目的。但是，在降低mAs的同时，投影数据中的噪声含量也随之增加，采用FBP方法重建出的图像中仍然含有大量的噪声，即使通过图像域的一般滤波方法处理也不能得到较好的图像，甚至会滤掉图像中一些重要的细节信息。第二、在保持mAs正常的情况下，通过增大采样间隔，降低投影数据的数量，达到总体剂量下降的目的。但是由于投影数量的减少，导致重建出来的图像含有严重的条状伪影。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种CT图像重建方法、装置、存储介质和计算机设备，旨在解决现有技术中重建图像质量差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种CT图像重建方法，包括：获取CT图像的投影数据；根据所述投影数据，获得待重建图像；对所述待重建图像进行PWLS迭代运算，获得第一重建图像；对所述第一重建图像进行TGV正则化迭代运算，获得第二重建图像；对所述第二重建图像进行字典学习迭代运算，获得第三重建图像；当迭代未达到终止条件时，将所述第三重建图像作为待重建图像，返回所述对所述待重建图像进行PWLS迭代运算，获得第一重建图像的步骤；当迭代达到终止条件时，将所述第三重建图像作为最终的重建图像。

其中，所述对所述待重建图像进行PWLS迭代运算，获得第一重建图像的步骤包括：对所述待重建图像进行PWLS的公式表示为：

其中，μ为第一重建图像，μ₀为待重建图像，y为投影数据，H为系统矩阵，T为矩阵的转置，∑^-1为的第i个元素的对角逆矩阵，为投影数据的均值和方差之间的关系，β₁为预设的常数，f₁为预设的目标图像。

其中，所述对所述第一重建图像进行TGV正则化迭代运算，获得第二重建图像的步骤包括：对所述第一重建图像进行TGV正则化的公式表示为：

其中，f₂为第二重建图像，μ为第一重建图像，β₁和β₂为预设的常数。