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一种基于反投影滤波的精确心脏重建算法

2018-11-24郑晗康雁

中国生物医学工程学报 2018年5期

郑 晗 康 雁

1(深圳理邦精密仪器股份有限公司,广东 深圳 518000) 2(东北大学 中荷生物医学与信息工程学院,沈阳 110000)

引言

针对运动物体及脏器的重建一直是CT重建算法领域研究的重点与难点。由于被扫描物体的位置及形态在扫描过程中不断变化会导致重建图像中产生运动伪影,而其中又以心脏冠脉造影重建最为复杂。研究人员及工程师提出了多种方式来抑制和减小运动伪影,其中包含提高螺旋CT的旋转速度、采用双源甚至多源检测器扫描等手段,在一定程度上提高了心脏重建的时间分辨率,降低了病人接受的X射线剂量。然而这些方法仍然采用的是滤波反投影重建算法(filtered back projection,FBP),导致心脏重建图像中往往存在比较严重的螺旋伪影、锥角伪影,且重建图像所需的投影数据范围较大,从算法理论上严重制约了心脏重建效果的提升。为克服滤波反投影算法理论不精确的问题,从而创建了精确重建算法理论,并在随后的几年中得到快速发展。2004年,潘小川和Noo分别提出了自己的反投影滤波(back projection filtered,BPF)重建算法,该类算法的特点是将反投影过程转移到滤波之前,有效避免了投影数据截断产生的伪影,能够对截断据及ROI区域执行精确重建。随后很多学者对这类算法进行了优化及改进[1]。这些精确重建算法均是建立在螺旋或者断层常规扫描的基础上的,由于心脏扫描中需要根据病人的心电图及对应的重建相位挑选投影数据组成时间窗,因此以上精确重建算法均无法应用于心脏重建中。……

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