本發(fā)明實(shí)施例涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種心臟螺旋CT圖像重建方法及裝置。

背景技術(shù)：

圖像重建是指將物體外部測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過數(shù)字處理獲得物體形狀信息的技術(shù)?，F(xiàn)有的圖像重建算法，在對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行成像時(shí)，若目標(biāo)物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直接成像會(huì)產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)偽影，偽影是指原本被掃描物體并不存在而在圖像上卻出現(xiàn)的各種形態(tài)的影像。

以進(jìn)行冠脈造影檢查為例，通過CT設(shè)備，以螺旋掃描的方式對(duì)人體進(jìn)行掃描，得到CT掃描數(shù)據(jù)；進(jìn)而采用圖像重建算法對(duì)CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，重建得到心臟各截面的影像，供醫(yī)生使用。但是，由于心臟是持續(xù)跳動(dòng)的，所以掃描過程中并不是對(duì)靜態(tài)的心臟器官進(jìn)行掃描，而是對(duì)運(yùn)動(dòng)中的心臟進(jìn)行掃描，這使得各角度獲得的CT掃描數(shù)據(jù)并不是針對(duì)靜態(tài)物體掃描得到的。由此直接成像會(huì)存在較大的運(yùn)動(dòng)偽影。

為了抑制運(yùn)動(dòng)偽影，通常通過門控曲線選擇心臟運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建；具體是，在CT掃描過程中會(huì)同步檢測(cè)得到心臟的心電信號(hào)，反映心臟跳動(dòng)的情況。采用心臟門控技術(shù)選擇心臟運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)刻，進(jìn)而將平穩(wěn)時(shí)刻掃描得到的CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，得到心臟圖像。

但是，門控曲線選擇的數(shù)據(jù)仍然存在一定的運(yùn)動(dòng)成分，在某些情況下，甚至無法找到運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，無法有效減少重建圖像中的運(yùn)動(dòng)偽影。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種心臟螺旋CT圖像重建方法及裝置，以解決現(xiàn)有圖像重建算法在對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行成像時(shí)，無法有效減少運(yùn)動(dòng)偽影的技術(shù)缺陷。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了心臟螺旋CT圖像重建方法，包括：

根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍；

根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍，其中所述第二投影數(shù)據(jù)范圍在所述目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，所述第三投影數(shù)據(jù)范圍在所述目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且所述第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍；

根據(jù)所述第二投影數(shù)據(jù)范圍與所述第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF；

根據(jù)所述第一投影數(shù)據(jù)范圍與所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種心臟螺旋CT圖像重建裝置，包括：

重建數(shù)據(jù)確定模塊，用于根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)數(shù)據(jù)確定模塊，用于根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍，其中所述第二投影數(shù)據(jù)范圍在所述目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，所述第三投影數(shù)據(jù)范圍在所述目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且所述第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量確定模塊，用于根據(jù)所述第二投影數(shù)據(jù)范圍與所述第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF；

重建模塊，用于根據(jù)所述第一投影數(shù)據(jù)范圍與所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過門控曲線確定出用于重建心臟的投影數(shù)據(jù)范圍，之后選取運(yùn)動(dòng)估計(jì)的數(shù)據(jù)范圍并確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，在根據(jù)門控曲線確定的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行心臟重建時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的校正，得到最終的心臟重建圖像。本發(fā)明實(shí)施例通過采用上述技術(shù)方案，使得重建心臟時(shí)所需處理的數(shù)據(jù)量減少，提高圖像的重建速度，并且運(yùn)動(dòng)估計(jì)更加準(zhǔn)確，有效減少重建圖像的運(yùn)動(dòng)偽影。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例所適用的螺旋CT掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖；

圖1c為本發(fā)明實(shí)施例一提供的心動(dòng)周期與門控曲線的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種心臟螺旋CT圖像重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

在更加詳細(xì)地討論示例性實(shí)施例之前應(yīng)當(dāng)提到的是，一些示例性實(shí)施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各步驟描述成順序的處理，但是其中的許多步驟可以被并行地、并發(fā)地或者同時(shí)實(shí)施。此外，各步驟的順序可以被重新安排。當(dāng)其操作完成時(shí)所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。

為清楚介紹本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，首先介紹本發(fā)明實(shí)施例所適用的螺旋CT掃描設(shè)備及其掃描原理。如圖1a所示為本發(fā)明實(shí)施例所適用的螺旋CT掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該設(shè)備包括掃描床和掃描架構(gòu)成，掃描架內(nèi)設(shè)置有掃描儀，掃描儀呈環(huán)形，圍繞在掃描床外側(cè)，按照設(shè)定掃描需要，掃描床以均勻速度或者可變速度，沿著掃描床的長(zhǎng)度方向(人的身高方向，稱為Z軸)水平移動(dòng)。在水平移動(dòng)的同時(shí)，掃描儀內(nèi)部會(huì)繞Z軸旋轉(zhuǎn)，形成圖1a所示的螺旋掃描軌跡。

實(shí)施例一

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖，該方法適用于心臟螺旋CT圖像重建的情況，該方法可以由心臟螺旋CT圖像重建裝置執(zhí)行，其中該裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)，一般可集成CT成像設(shè)備中。如圖1b所示，該方法包括：

步驟101、根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍。

示例性的，本實(shí)施例提供的心臟螺旋CT圖像重建具體為回顧式心臟掃描的重建，即螺旋CT掃描圖像重建，得到的投影數(shù)據(jù)為心臟的投影數(shù)據(jù)，相位是心臟的心電圖(electrocardiogram，ECG)信號(hào)中的術(shù)語，表示心臟處于當(dāng)前心動(dòng)周期的位置，對(duì)應(yīng)心臟的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。心臟的ECG信號(hào)可以被R波分成一個(gè)一個(gè)的周期，即為心動(dòng)周期，若相位處于當(dāng)前心動(dòng)周期的40％左右，通常心臟處于收縮末期，若相位處于當(dāng)前心動(dòng)周期的75％左右，通常心臟處于舒張中期。目標(biāo)相位是指所要重建的心臟所在心動(dòng)周期的相位，可以通過掃描協(xié)議參數(shù)確定，也可以是用戶通過界面設(shè)置得到的。

示例性的，在進(jìn)行螺旋CT掃描時(shí)，通過球管發(fā)射的X射線來掃描人體從而采集到投影數(shù)據(jù)，球管發(fā)射一次射線得到的所有射束信息可以用一個(gè)view來表示，其中，射束信息可以包括：采集數(shù)據(jù)的時(shí)間、采集到的投影數(shù)據(jù)、掃描角度、Z軸位置等信息，當(dāng)確定目標(biāo)相位后，則可以根據(jù)目標(biāo)相位與射束信息在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定與目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的view，將目標(biāo)相位記錄為P，則其對(duì)應(yīng)的射束信息為可以表示為view_P，將view_P加入門控算法中進(jìn)行計(jì)算，從而確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)的范圍，可以記錄為D1：[View₁ⁱ，View₂ⁱ]，第一投影數(shù)據(jù)的范圍是與目標(biāo)相位有設(shè)定對(duì)應(yīng)關(guān)系。

具體的，圖1c為本發(fā)明實(shí)施例一提供的心動(dòng)周期與門控曲線的示意圖，如圖1c所示，ECG為采集心電信號(hào)得到的心電圖，ECG圖中的每一個(gè)峰值位置為R波位置，即圖中以“x”標(biāo)識(shí)的位置，相鄰兩個(gè)R波之間為一個(gè)心動(dòng)周期，虛線與ECG相交得到的任一交點(diǎn)可以作為上述目標(biāo)相位，如將相位P作為目標(biāo)相位，圖中Gweight表示將目標(biāo)相位加入門控算法得到的門控曲線，Gweight曲線中根據(jù)目標(biāo)相位確定的門控范圍，即Gweight曲線中的凸起位置范圍W，對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)區(qū)域即為上述第一投影數(shù)據(jù)區(qū)域，虛線與Gweight門控曲線交點(diǎn)的Z軸位置對(duì)應(yīng)上述目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置。

步驟102、根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍。

其中，第二投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，第三投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍。

示例性的，運(yùn)動(dòng)估計(jì)是指基于心臟在不同時(shí)刻的圖像來估計(jì)心臟的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，根據(jù)目標(biāo)相位P對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)的射束信息view_P，確定在view_P之前采集到的第二投影數(shù)據(jù)范圍和在view_P之后采集到的第三投影數(shù)據(jù)范圍，并且分別根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍重建的圖像在Z軸上應(yīng)具有公共的重建范圍，從而能夠根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍重建上述公共重建范圍內(nèi)的圖像，得到相同體素在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，即心臟的相同位置在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，以用于后續(xù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)，可以理解的是，不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)不同的掃描角度。

步驟103、根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF。

示例性的，根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像組，確定出運(yùn)動(dòng)估計(jì)的向量MVF，依據(jù)MVF來估計(jì)心臟的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

步驟104、根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍與運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像。

示例性的，根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行心臟重建時(shí)，依據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF對(duì)重建的圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)校正，從而得到校正后的心臟重建圖像。

在計(jì)算機(jī)斷層掃描成像中，通常是根據(jù)360度的掃描范圍內(nèi)得到的所有投影數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)與校正，從而得到的人體斷層圖像。本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過門控曲線確定出用于重建心臟的投影數(shù)據(jù)范圍，之后選取運(yùn)動(dòng)估計(jì)的數(shù)據(jù)范圍并確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，在根據(jù)門控曲線確定的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行心臟重建時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的校正，得到最終的心臟重建圖像。通過將門控曲線與運(yùn)動(dòng)估計(jì)校正進(jìn)行結(jié)合，使得重建心臟時(shí)所需處理的數(shù)據(jù)量減少，提高圖像的重建速度，并且運(yùn)動(dòng)估計(jì)更加準(zhǔn)確，有效減少重建圖像的運(yùn)動(dòng)偽影。

可選的，根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍包括：以上述目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置為中心，按照第一預(yù)設(shè)步長(zhǎng)分別確定位于目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置兩側(cè)的第二投影數(shù)據(jù)范圍中心和第三投影數(shù)據(jù)范圍中心；根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍中心和第三投影數(shù)據(jù)范圍中心，以及作為區(qū)域半徑值的第二預(yù)設(shè)步長(zhǎng)，確定第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍。

示例性的，第一預(yù)設(shè)步長(zhǎng)可以為與目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置對(duì)應(yīng)的掃描角度相差90度對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，可以表示為V₉₀，則第二投影數(shù)據(jù)范圍中心為view_P-V₉₀，則第三投影數(shù)據(jù)范圍中心為view_P+V₉₀；第二預(yù)設(shè)步長(zhǎng)可以為預(yù)設(shè)掃描角度差值對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)的距離，該預(yù)設(shè)掃描角度差值可以為60度～180度，優(yōu)選的為90度，其對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度可以表示為V₀，則第二投影數(shù)據(jù)范圍可以表示為D2：[view_p-V₉₀-V₀/2，view_p-V₉₀+V₀/2],第三投影數(shù)據(jù)范圍可以表示為D3：[view_p+V₉₀-V₀/2，view_p+V₉₀+V₀/2]，其中V₀的取值可以通過樣本統(tǒng)計(jì)來確定，V₀越小，則靈敏度越高，運(yùn)動(dòng)估計(jì)越準(zhǔn)確，抗干擾能力越弱，V₀越大，則靈敏度越低，運(yùn)動(dòng)估計(jì)越不準(zhǔn)確，但抗干擾能力越強(qiáng)，本實(shí)施例對(duì)V₀取值不作具體限定，可以根據(jù)實(shí)際使用需求，平衡靈敏度與抗干擾能力來確定合適的V₀，選取合適的預(yù)設(shè)掃描角度差值。

實(shí)施例二

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖，本實(shí)施例在上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，對(duì)確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF進(jìn)行優(yōu)化。如圖2所示，該方法包括：

步驟201、根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍。

步驟202、根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍。

其中第二投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，第三投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍。

步驟203、分別根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定圖像組I1與圖像組I2。

示例性的，根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行圖像重建，得到相應(yīng)的圖像組I1與圖像組I2。

可選的，計(jì)算第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向的公共重建范圍；分別重建第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍在公共重建范圍內(nèi)的圖像組I1與圖像組I2。

示例性的，根據(jù)螺旋反投影重建的幾何映射關(guān)系，可以計(jì)算出上述D2與D3數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像的范圍，D2與D3對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向的重建范圍分別記作Z1與Z2，Z1與Z2重合的重建范圍記作Zⁱ，則Zⁱ即為D2與D3對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向的公共范圍。重建第二投影數(shù)據(jù)范圍D2在Zⁱ范圍內(nèi)的圖像，得到圖像組I1，重建第三投影數(shù)據(jù)范圍D3在Zⁱ范圍內(nèi)的圖像，得到圖像組I2。

步驟204、根據(jù)圖像組I1與圖像組I2確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF。

可選的，對(duì)圖像組I1與圖像組I2進(jìn)行三維非剛性配準(zhǔn)，確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF。

示例性的，得到的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF為空間向量，該運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量表示了D2與D3數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的重建圖像所包含的運(yùn)動(dòng)偽影信息。

步驟205、根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍與運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍的重建圖像在Z軸方向上的公共重建范圍，重建得到圖像組I1與圖像組I2，進(jìn)而確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，通過對(duì)用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行了篩選，使得運(yùn)動(dòng)估計(jì)更加準(zhǔn)確，在根據(jù)門控曲線確定的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行心臟重建時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量對(duì)重建圖像進(jìn)行校正，得到最終的心臟重建圖像，通過將門控曲線與運(yùn)動(dòng)估計(jì)校正進(jìn)行結(jié)合，使得重建心臟時(shí)所需處理的數(shù)據(jù)量減少，提高圖像的重建速度，并且運(yùn)動(dòng)估計(jì)更加準(zhǔn)確，有效減少重建圖像的運(yùn)動(dòng)偽影。

實(shí)施例三

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種心臟螺旋CT圖像重建方法的流程示意圖，本實(shí)施例在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對(duì)“根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍與運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像”進(jìn)行優(yōu)化，如圖3所示，該方法包括：

步驟301、根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍。

步驟302、根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍。

其中第二投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，第三投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍；

步驟303、根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF。

步驟304、根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，對(duì)第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)所包含投影數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的掃描角度進(jìn)行插值計(jì)算，得到各掃描角度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量。

示例性的，根據(jù)某一投影數(shù)據(jù)位置能夠確定該投影數(shù)據(jù)位置對(duì)應(yīng)的射束信息，即確定投影數(shù)據(jù)位置對(duì)應(yīng)的view，根據(jù)射束信息則能夠確定出該投影數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的掃描角度，假設(shè)根據(jù)上述D2與D3確定的在公共重建范圍的重建圖像組I1與圖像組I2的對(duì)應(yīng)的掃描角度相差180度，即掃描角度相差180度時(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量為MVF，則第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的，掃描角度為45度時(shí)對(duì)應(yīng)的view的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量記作MVF₄₅，則MVF₄₅計(jì)算公式如下：

在計(jì)算其他掃描角度對(duì)應(yīng)的view的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量時(shí)，依據(jù)上述公式進(jìn)行線性插值類推即可。

步驟305、根據(jù)各掃描角度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量，對(duì)依據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍重建的圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到心臟重建圖像。

示例性的，根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍重建心臟圖像時(shí)，即根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍D1：[View₁ⁱ，View₂ⁱ]內(nèi)包含的view對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來重建心臟圖像，根據(jù)上述插值計(jì)算方法，確定第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)包含的各個(gè)view_i對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF_i，在進(jìn)行圖像重建時(shí)，將MVF_i加入到投影過程中，對(duì)每個(gè)view_i對(duì)應(yīng)的射線投影到圖像上的位置利用MVF_i進(jìn)行修正，利用修正后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影重建，從而消除重建圖像中的運(yùn)動(dòng)偽影，得到最終的心臟重建圖像，其中，每個(gè)view_i對(duì)應(yīng)的射線投影到圖像上的位置可以以坐標(biāo)形式(x，y，z)進(jìn)行表示，i可以取不同的數(shù)值，如i可以為1、2、3……，來表示不同的view。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF之后，對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF進(jìn)行插值計(jì)算，得到第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)所包含投影數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的各掃描角度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量，進(jìn)而對(duì)第一投影數(shù)據(jù)范圍重建的圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到最終的心臟重建圖像，使得對(duì)每個(gè)掃描角度相應(yīng)的重建數(shù)據(jù)均進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，進(jìn)一步確保有效減少重建圖像的運(yùn)動(dòng)偽影。

實(shí)施例四

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種心臟螺旋CT圖像重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)，一般可集成在CT成像設(shè)備中，可通過執(zhí)行心臟螺旋CT圖像重建方法來進(jìn)行心臟螺旋CT圖像重建。如圖4所示，該裝置包括：

重建數(shù)據(jù)確定模塊401，用于根據(jù)目標(biāo)相位與門控曲線確定用于重建心臟的第一投影數(shù)據(jù)范圍；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)數(shù)據(jù)確定模塊402，用于根據(jù)目標(biāo)相位確定用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍，其中第二投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之前采集，第三投影數(shù)據(jù)范圍在目標(biāo)相位對(duì)應(yīng)的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置之后采集，并且第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向具有公共重建范圍；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量確定模塊403，用于根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF；

重建模塊404，用于根據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍與運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，得到心臟重建圖像。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過門控曲線確定出用于重建心臟的投影數(shù)據(jù)范圍，之后選取運(yùn)動(dòng)估計(jì)的數(shù)據(jù)范圍并確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，在根據(jù)門控曲線確定的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行心臟重建時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的校正，得到最終的心臟重建圖像。通過將門控曲線與運(yùn)動(dòng)估計(jì)校正進(jìn)行結(jié)合，使得重建心臟時(shí)所需處理的數(shù)據(jù)量減少，提高圖像的重建速度，并且運(yùn)動(dòng)估計(jì)更加準(zhǔn)確，有效減少重建圖像的運(yùn)動(dòng)偽影。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，運(yùn)動(dòng)估計(jì)數(shù)據(jù)確定模塊402包括：

數(shù)據(jù)中心確定單元，用于以目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置為中心，按照第一預(yù)設(shè)步長(zhǎng)分別確定位于目標(biāo)投影數(shù)據(jù)位置兩側(cè)的第二投影數(shù)據(jù)范圍中心和第三投影數(shù)據(jù)范圍中心；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)數(shù)據(jù)確定單元，用于根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍中心和第三投影數(shù)據(jù)范圍中心，以及作為區(qū)域半徑值的第二預(yù)設(shè)步長(zhǎng)，確定第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量確定模塊403包括：

圖像組確定單元，用于分別根據(jù)第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍確定圖像組I1與圖像組I2；

運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量確定單元，用于根據(jù)圖像組I1與圖像組I2確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，圖像組確定單元包括：

公共范圍確定子單元，用于計(jì)算第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的重建圖像在Z軸方向的公共重建范圍；

圖像組確定子單元，用于分別重建第二投影數(shù)據(jù)范圍與第三投影數(shù)據(jù)范圍，在公共重建范圍內(nèi)的圖像組I1與圖像組I2。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，重建模塊404包括：

插值單元，用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)向量MVF，對(duì)第一投影數(shù)據(jù)范圍內(nèi)所包含投影數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的掃描角度進(jìn)行插值計(jì)算，得到各掃描角度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量；

重建單元，用于根據(jù)各掃描角度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量，對(duì)依據(jù)第一投影數(shù)據(jù)范圍重建的圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到心臟重建圖像。

上述實(shí)施例中提供的心臟螺旋CT圖像重建裝置可執(zhí)行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的心臟螺旋CT圖像重建方法，具備執(zhí)行該方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。未在上述實(shí)施例中詳盡描述的技術(shù)細(xì)節(jié)，可參見本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的心臟螺旋CT圖像重建方法。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。