改进FDK算法的锥形束CT图像重建
2021-05-10吴泽静徐田猛贾思怡代颖涵陆佳华王远军
吴泽静,徐田猛,贾思怡,代颖涵,陆佳华,王远军
(上海理工大学 医疗器械与食品学院,上海 200093)
1 前 言
X射线计算机断层成像(X-ray Computer Tomography,X-CT)技术是一种广泛应用于工业检测、医学检查、安保检测等领域的技术,但它只能获得二维断层图像,展现某一截面的生理信息[1].锥束CT(Cone Beam Computer Tomography)因具有精度高、辐射小、成像速度快、重建图像分辨率高等特点,所以成为目前CT成像技术领域研究热点方向之一[2].1984年,Feldkamp、Davis、Kress提出了基于锥形光束、圆形轨迹扫描和完全数据条件下的快速重建算法即FDK算法[3],它是目前认为最有效的三维滤波反投影重建算法,广泛应用于CT系统中.1993 年,Ge Wang等人将FDK的圆形轨道拓展为任意轨道,提出了 G-FDK算法[4].1999 年,Turbell 将锥束 CT 投影数据重新排列为三维平行束的投影数据,提出了 P-FDK算法[5].2000 年,Grass 等人基于 P-FDK 对截断后的投影数据进行数据重建,相继提出了 T-FDK[6]和 HT-FDK[7]算法.三维锥束CT中的FDK 算法因为具有计算速度快,图像重建质量好,数值运算稳定,便于硬件加速实施等优点成为当今人们最受推崇的图像重建算法[8].
FDK算法是二维扇束滤波反投影的三维推广,因此对于采集到投影数据去噪,滤波器显得至关重要.1971年,后来印度学者Lakshminarayanan和Ramachandran提出了离散形式的R-L滤波函数,其简单实用,重建图像轮廓清晰[9].1974年,Shepp和Logan提出了S-L滤波函数[10],该函数对高频段重建质量较好,而低频段质量不高.近些年来,研究者们又提出和改进了一些新的滤波函数,如Hanning滤波函数、Hamming滤波函数、R-L和S-L混合滤波函数等[11].
2005年,Wei Yuchuan 等人基于理想斜变滤波函数的设计……
