基于多方向总变分最小化的多次有限角度计算机断层重建

摘要： 从不完整投影中实现精确的计算机断层扫描（CT）重建是一个重要研究课题。稀疏采样和有限角度采样是降低X射线辐射剂量或缩短扫描时间的两种有效方法。但在医学CT中实现稀疏采样技术复杂，因为难以频繁切换球管功率或前置准直器。有限角度采样则会导致图像重建精度下降。本研究开发的多次有限角度（MLA）采样方案能良好平衡技术实施复杂度与CT重建难度——既无需频繁切换球管功率或前置准直器，所获投影的数据相关性也低于有限角度采样。采用MLA采样获取的投影数据时，基于全变分最小化（TVM）方法重建的CT图像会出现阴影伪影。由于这些伪影呈若干固定方向分布，本研究针对MLA CT重建设计了基于多方向总变分的伪影抑制重建模型，通过多方向总变分最小化（MDTVM）求解该优化模型。数字体模和真实投影实验表明，MDTVM比TVM能更有效抑制阴影伪影。