技術名稱 電腦斷層影像重建方法
計畫單位 國立陽明大學
技術簡介
實施本方法前,必須先透過一套光學影像系統或是進行系統模擬(無實體系統時),其投影頂點處包含一能量源(光源、輻射射源或非輻射射源),其放出之能量可穿越一組物體(為此能量源之吸收體或衰減體),並可被一組影像偵檢器(可量測能量源之儀器)所接收並儲存成一組影像數據資料。目的為依照儀器所需之解析度,建立一組三維影像重建之空間資訊。另外進行影像重建之工作站則依據需求,必須有配置足量之記憶體空間與儲存空間。
影像偵檢器與能量源環繞物體收集完來自各個不同方向之資訊(一般為360度)後,將其依照下列步驟進行:
1.先建構影像系統之虛擬數據模型,並將其立體特性透過一簡單的平面化過程簡化。
2.虛擬化一組感興趣區域(圓球體空間)之數據資料作為猜測資料。
3.將此感興趣區域(圓球體空間)之部分數據資料,透過先前建構之簡化數據模型進行模擬投影,並與影像偵檢器所收集之部分資料進行比對,此目的旨在簡化系統矩陣之建置所需之電腦資源用量。
4.進行資料比對時,採用以投影資料中心為軸進行旋轉之方式對模擬投影和投影資料進行差異比對,計算其差異值。
5.其差異值再透過簡化數據模型進行反投影之疊代運算。
6.依循投影→比較→反投影→修正四步驟循環之方式,修正其差異影像。
7.待一組方向之投影比對完成後,再模擬下一組影像偵檢器之位置,比對其所對應之投影資料依此類推。直至總體差異與實際投影數據之差異達到可允許之最小差異即可輸出最終之數據資料(三維或多維斷層影像)。
科學突破性
透過本法所建立之運算架構,可有效減少傳統三維或多維影像之重建時所建立龐大系統矩陣的方式,使用時僅需二維截平面之陣列資料來建立部分的系統矩陣取代傳統建置三維或多維影像之系統矩陣,透過其球座標之對稱特性減少運算時記憶體用量與儲存之空間量。
產業應用性
目前CT運用疊代式演算法進行影像重建蔚為趨勢,舉凡醫療儀器有名之大廠:奇異公司、飛利浦、西門子皆有開始開發各自的疊代式演算法。多數演算法考量其經濟效益,採用傳統解析式演算法;代數式疊代搭配最佳化技術在近期慢慢開始出現;僅有極少數採用統計疊代模型來進行影像重建。
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