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探测器偏置CBCT系统加权校正重建方法
  • ISSN号:1000-0054
  • 期刊名称:《清华大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:R445.3[医药卫生—影像医学与核医学;医药卫生—诊断学;医药卫生—临床医学]
  • 作者机构:[1]清华大学工程物理系,北京100084, [2]粒子技术与辐射成像教育部重点实验室(清华大学),北京100084
  • 相关基金:国家“十二五”科技计划项目(2012BAI07B05); 国家自然青年科学基金资助项目(10905030); 北京市自然科学基金资助项目
中文摘要:

锥束CT(CBCT)以其灵活的扫描和极低的辐射剂量在医学检查和局部组织成像中得到了广泛应用。为了降低其硬件成本、减少扫描剂量,CBCT可以采用探测器横向偏置的扫描结构,在保证合适的FOV(fieldofview)的同时减小所需的探测器尺寸。但是,这种扫描模式带来了投影数据横向截断问题,直接采用传统滤波反投影方法进行重建会引入较为严重的截断伪影和重建错误。该文针对这一问题进行分析,提出了一种投影数据加权预处理的重建思路和解决方案,在传统的滤波反投影方法中针对数据冗余区域进行加权处理,保证处理后投影数据的平滑连续及反投影系数归一。使用颌部数值模型进行了锥束CT三维投影和重建验证,对不同的探测器偏置截断情况进行了研究。实验结果表明:相对于全尺寸探测器,当探测器横向尺寸减小约30%以下时,该方法可以十分有效地降低探测器偏置导致的投影截断对重建的影响,重建结果与全尺寸探测器接近。该重建方法简单高效,针对部分偏心放置的平板探测器CBCT系统有着较强的实用性。

英文摘要:

CBCT (cone beam CT) scanners have been widely used in medical diagnosis and local tissue imaging because of low-dose and flexibility. To reduce the hardware cost and radiation dose, CBCT scanners always use off-center detector scanning geometry, which can keep a reasonable field of view (FOV) and use a smaller size detector. However, the projections are transversely truncated under this scanning condition, and reconstruction using conventional filtered back-projection reconstruction methods will lead to serious truncation artifacts and errors. A reconstruction method was developed based on projection pre-weighting to keep the correctedprojections smooth and continuous and the back-projection coefficient consistent. Numerical simulation was conducted using FORBILD jaw phantom with different scanning geometries and detector truncation conditions. CBCT projections were acquired and then reconstructed using the proposed method. The experimental results show that when the detector size is transversely reduced less than 30%, this method can acquire similar and excellent results compared with the FDK reconstruction results from a full-size detector. The method is easily implemented and highly efficient, which is feasible in an off-center CBCT system.

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期刊信息
  • 《清华大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:清华大学
  • 主编:梁恩忠
  • 地址:北京市海淀区清华大学学研大厦B座908
  • 邮编:100084
  • 邮箱:xuebaost@tsinghua.edn.cn
  • 电话:010-62788108 62792976
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0054
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2223/N
  • 邮发代号:2-90
  • 获奖情况:
  • 国家期刊奖,国家“双高”期刊,1992年以来,历次国家级和省部级一等奖,第一、二届全国优秀科技期刊一等奖,教育部优秀期...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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