72、介入成像中的技术与应用：2D X射线摄影/荧光透视和3D锥束CT

介入成像中的技术与应用：2D X射线摄影/荧光透视和3D锥束CT

1. 新兴重建方法：基于优化的图像重建（OBIR）

在临床CT的3D图像重建中，滤波反投影（FBP）一直是主流方法，但它存在局限性。探测器测量中的噪声和偏差会导致3D图像重建出现噪声、伪影和分辨率损失。为克服这些问题，近几十年来发展了基于迭代优化的图像重建（OBIR）方法，也称为基于模型的图像重建（MBIR）。到2011年，这些方法在临床诊断多排CT系统中普遍可用，常作为FBP的替代方法，尤其适用于低剂量成像协议。

1.1 OBIR方法原理

OBIR方法通过迭代逼近μ(x,y,z)，即离散体积参数化μ[i,j,k]。从某个初始化开始（如零图像或FBP图像），根据特定目标函数和优化/更新方案改进估计。目标函数通常调用成像系统的正向模型，将当前图像估计与投影数据测量进行比较，优化目标是最小化测量值与图像估计的正向投影之间的差异，公式如下：
μ = argmin∥y,F(μ)∥ (26.12)

正向模型可以很简单，如针对特定系统几何的图像体积正向投影（如Siddon方法），也可以更复杂，以更好地考虑系统几何的离散参数化和成像系统的物理特性。这些方法通常不要求特定的源 - 探测器轨道，适用于源 - 探测器轨迹任意复杂的情况。

1.2 OBIR方法分类

• 代数重建技术（ART） ：通过对当前估计应用校正来迭代估计μ，校正由投影（由系统矩阵投影几何A表示）和反投影（由AT表示）与测量线积分之间的残差误差确定，公式为：
  ˆμ(m+1) = ˆμ(m+1) + AT[l −Aμ] (26.13)