图像重建方法和CT成像系统与流程

本技术涉及医学成像，特别是涉及一种图像重建方法和ct成像系统。

背景技术：

1、在进行计算机断层摄影（computed tomography，ct）扫描的过程中，当x射线经过不同物质时会存在不同程度的衰减，而当衰减较大时，探测器所能接收到的信号就会很小，甚至接近于0；对于这类信号，极有可能会引起后续的校正和重建算法产生偏差，从而在重建得到的图像中产生低频的环带伪影，影响ct重建图像的均匀性。

2、传统地，在对ct重建图像的均匀性进行校正处理的方法包括：在图像重建过程中，采用相邻通道插值的方法对这部分信号进行预测和修正，或者，基于外部参考信息或者物理模型进行信号预测和修正，使得基于修正后的信号进行图像重建时，能够改善重建图像的均匀性。

3、然而，采用传统的图像均匀性的校正处理方法，所得到的ct重建图像的均匀性的效果仍不佳。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高重建图像的均匀性的图像重建方法、装置、ct成像系统、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种图像重建方法，包括：

3、获取目标对象的原始扫描数据；

4、对原始扫描数据进行维度降采样处理，得到中间扫描数据；维度降采样处理包括对原始扫描数据中处于预设合并范围内的数据进行加和处理；

5、基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息；低频信息包括低频图像或低频数据；

6、基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像。

7、在其中一个实施例中，原始扫描数据包括医学扫描设备在旋转扫描过程中采集的多个扫描角度的原始扫描数据，中间扫描数据包括各扫描角度的中间扫描数据；对原始扫描数据进行维度降采样处理，得到中间扫描数据，包括：

8、针对每个扫描角度的原始扫描数据，在原始扫描数据的合并区域中，对处于预设合并范围内的多个数据进行加和处理，得到合并数据；

9、确定原始扫描数据处于非合并区域中的扫描数据，并将非合并区域中的扫描数据与合并数据组合作为扫描角度对应的中间扫描数据。

10、在其中一个实施例中，在沿医学扫描设备中探测器的通道方向进行维度降采样处理的情况下，合并区域为原始扫描数据中沿通道方向的部分区域；

11、在沿探测器的排方向进行维度降采样处理的情况下，合并区域为原始扫描数据中沿排方向的部分区域。

12、在其中一个实施例中，低频信息为低频图像；基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息，包括：

13、基于中间扫描数据进行图像重建，得到中间重建图像；

14、从中间重建图像中提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频图像。

15、在其中一个实施例中，基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像，包括：

16、基于原始扫描数据进行图像重建，得到原始重建图像；

17、从原始重建图像中提取低频信息，得到原始扫描数据对应的原始低频图像；

18、在原始重建图像中利用中间低频图像替换原始低频图像，得到目标对象的目标重建图像。

19、在其中一个实施例中，若中间重建图像的尺寸小于原始重建图像的尺寸，则并从中间重建图像中提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频图像，包括：

20、从中间重建图像中提取低频信息，得到候选低频图像；

21、对候选低频图像进行插值处理，得到中间扫描数据对应的中间低频图像。

22、在其中一个实施例中，低频信息为低频数据；基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息，包括：

23、从中间扫描数据中提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频数据。

24、在其中一个实施例中，基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像，包括：

25、从原始扫描数据中提取低频信息，得到原始扫描数据对应的原始低频数据；

26、利用中间低频数据替换原始扫描数据中的原始低频数据，得到目标扫描数据；

27、基于目标扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像。

28、第二方面，本技术还提供了一种图像重建装置，包括：

29、获取模块，用于获取目标对象的原始扫描数据；

30、处理模块，用于对原始扫描数据进行维度降采样处理，得到中间扫描数据；维度降采样处理包括对原始扫描数据中处于预设合并范围内的数据进行加和处理；

31、提取模块，用于基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息；低频信息包括低频图像或低频数据；

32、重建模块，用于基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像。

33、第三方面，本技术还提供了一种ct成像系统，包括光子计数探测器阵列、处理电路和重建系统，其特征在于，光子计数探测器阵列包括沿通道方向和排方向设置的多个体素，多个体素沿通道方向和/或排方向被划分为多个分箱体素，每个分箱体素均包括多个体素；

34、体素，用于在目标对象执行ct扫描时获取光子信息的能量并生成检测信号；

35、处理电路，用于根据各体素生成的检测信号，获取目标对象的原始扫描数据；原始扫描数据包括各体素对应的数据；

36、处理电路，还用于根据原始扫描数据获取中间扫描数据；中间扫描数据包括各分箱体素对应的数据，分箱体素对应的数据为将原始扫描数据中分箱体素对应的各体素的数据进行加和得到；

37、重建系统，用于基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息；并基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像；低频信息包括低频图像或低频数据。

38、在其中一个实施例中，分箱体素为m×n的体素阵列；其中，m=1且n≥2；或者，m≥2且n＝1；或者，m≥2且n≥2；

39、各分箱体素之间不存在重叠体素，或者，存在重叠体素。

40、第四方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中的图像重建方法的步骤。

41、第五方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的图像重建方法的步骤。

42、第六方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的图像重建方法的步骤。

43、上述图像重建方法、装置、ct成像系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，计算机设备通过获取目标对象的原始扫描数据，并对原始扫描数据进行维度降采样处理，得到中间扫描数据；其中，维度降采样处理包括对原始扫描数据中处于预设合并范围内的数据进行加和处理；进而，基于中间扫描数据提取低频信息，得到中间扫描数据对应的中间低频信息，并基于中间低频信息和原始扫描数据进行图像重建，得到目标对象的目标重建图像；其中，低频信息包括低频图像或低频数据。也就是说，本技术实施例提出的图像重建方法中，通过将探测器采集到的投影域的数据进行维度降采样，来提高数据合并后探测器单元的统计量；即本技术中是将不均匀处的数据进行统计融合，以此来增加不均匀处的统计量，且该统计量是基于真实采集到的数据进行合并得到的，并非传统的通过插值预测，或者基于外部参考信息或物理模型进行预测来增加不均匀处的统计量；换句话说，本实施例提出的方法通过对探测器采集的数据进行合并降采样，而不依赖于插值预测或模型预测等外部信息，能够保证后续校正及重建的准确性，从而提高对图像中不均匀处的校正效果，提高图像的均匀性；另外，本技术实施例提出的方法能够普遍适用于各种不同扫描场景的图像重建，普适性高，适用范围广泛。