CT圖像重建的快速迭代算法研究與分析.pdf

1、CT(Computerized Tomography)即計算機斷層成像技術(shù)，由多個觀測角度獲得的有關(guān)目標的一系列投影數(shù)據(jù)，通過圖像重建技術(shù)來取得目標的斷層圖像。迭代重建算法(如代數(shù)重建技術(shù)和期望最大值算法)由于它的簡單、有效和可執(zhí)行性，已成為CT重建中最基本的算法。然而，迭代重建算法卻有重建速度慢、收斂性欠佳等缺點，這在很長一段時間內(nèi)限制了其在醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。因此，提高迭代算法的重建速度一直是CT圖像重建領(lǐng)域的研究熱點。

2、針對迭代算法重建速度慢涉及的問題，如代數(shù)迭代過程建立在對投影數(shù)據(jù)的不斷修正上，需要較大的迭代次數(shù)才能得到較好的收斂性：相鄰?fù)队皰呙韫馐┻^同一像素格子時，其圖像將會存在一定的模糊性等等，本文作了詳細分析，并提出改進方案。 為了加速迭代重建，本文以投影數(shù)據(jù)為研究對象，將加權(quán)距離正交排序法引入到迭代重建中。該方法從投影序列的選擇次序?qū)χ亟ㄋ俣燃熬鹊闹匾绊懗霭l(fā)，通過改變投影數(shù)據(jù)的訪問方式對ART進行了改進。將360°方向上均勻獲取

3、的投影數(shù)據(jù)分成若干組，使每一組內(nèi)前后分布的投影彼此正交，同時相鄰組之間的投影盡可能均勻分布。通過利用前后正交投影角度下射線經(jīng)過像素的信息關(guān)系，有效地加快了圖像的重建速度，并很大程度上提高了重建圖像的質(zhì)量。 本文還對OSEM(Order Subsets Expectation Maximization)算法在不同子集水平下的迭代重建以及在不同迭代次數(shù)和時間下，子集數(shù)和噪聲投影數(shù)據(jù)對重建圖像收斂速度的影響等進行了分析并認為：含噪投影