[發明專利]通過迭代約束去卷積進行核醫學2D平面圖像的恢復

有效

• 申請號: 200580039397.4
• 申請日: 2005-11-04
• 公開（公告）號: CN101061504A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: Z·趙;L·邵;J·葉
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G01T1/29;G06T11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李靜嵐;王忠忠

本發明涉及核醫學診斷成像系統和方法。其尤其與單光子發射斷層攝影(SPECT)系統聯合應用，并將具體參照該系統進行描述。應當意識到，本發明還可應用于其它成像系統，如正電子發射斷層攝影系統(PET)、計算機斷層攝影系統(CT)和X射線成像等。

核成像采用放射性源對患者的解剖學結構進行成像。典型地，將放射性藥物注入患者。放射性藥物化合物包含以可預知速率和特征能量進行伽馬輻射衰減的放射性同位素。一個或多個輻射檢測器放置在患者附近用于監視和記錄發射出的能量。有時，檢測器繞患者旋轉或轉換角度以監視從多個方向發射的輻射。基于例如所檢測到的位置和能量的信息，確定體內放射性藥物分布并重建該分布的圖像，以研究循環系統、選定器官或組織中的放射性藥物吸收等。

在傳統的閃爍檢測器中，檢測器具有由大閃爍晶體或較小閃爍晶體的矩陣組成的閃爍體。在無論哪種情況下，都是由傳感器矩陣觀察閃爍體。常用的傳感器為光電倍增管(“PMT”)。包括柵格狀或蜂窩狀輻射吸收材料陣列的準直器位于閃爍體和受檢查對象之間，以限制撞擊到閃爍體上的輻射的接受角度。每個撞擊到閃爍體上的輻射事件產生由PMT檢測到的閃光(閃爍)。基于PMT的輸出，伽馬照相機映射輻射事件，即，其確定撞擊到閃爍體上的射線的能量和位置。

SPECT圖像的圖像質量由檢測器的計數靈敏度和準直器的幾何形狀確定。通常，很難獲得高質量的SPECT圖像，這是因為由包括系統參數在內的各種因素導致的有限空間分辨率，系統參數例如是準直器幾何形狀、非線性PMT響應和量子力學概率等。圖像模糊或惡化通常表示為點擴散函數(PSF)。

已提出的用于提高平面(2D)圖像分辨率的恢復技術采用經典的反向濾波器，如維納濾波器、依賴于計數的梅斯濾波器、基于最大熵的濾波器和功率譜均衡濾波器等。然而，所提出的反向濾波技術假設點擴散函數是不依賴于深度的，例如，PSF是已知的并且定義在確定的深度處。已將恢復方法中的一種(迭代約束去卷積)擴大到采用未知點擴散函數或所謂的盲目去卷積，以通過采用投影信息獲得投影之間的相關性來重建三維SPECT圖像。然而，對于2D核醫學平面圖像，這種相關性信息不存在。

核醫學圖像的恢復是復雜的，主要由于圖像模糊或點擴散函數取決于輻射衰減事件和照相機之間的距離這一事實，例如它取決于深度。所得到圖像的準確點擴散函數通常是未知的，因為圖像是來自不同深度的信息的匯編。此外，感興趣器官的深度對于不同的研究會發生變化，從而在平面圖像情況下難于預知給定研究的點擴散函數。

本發明提供一種克服上述問題和其它問題的新穎和改進的成像設備和方法。

根據本發明的一個方面，公開一種醫學成像系統。至少一個輻射檢測頭放置在對象接納孔附近以檢測來自對象的輻射。一個裝置將檢測到的輻射重建成至少一個初始2D投影圖像。迭代約束去卷積裝置用多個系統響應函數迭代地恢復每個初始2D圖像的分辨率，每個系統響應函數表示檢測頭和檢測到的輻射的發源點之間的相應距離。

根據本發明的另一方面，公開一種醫學成像方法。檢測來自對象的輻射數據。將所檢測到的輻射重建成初始2D圖像。通過采用迭代約束去卷積迭代地恢復初始2D圖像的分辨率，該迭代約束去卷積應用多個系統響應函數，每個系統響應函數對應于檢測頭和檢測到的輻射的發源點之間的距離。

本發明的一個優點在于增加的空間分辨率。

另一個優點在于減少2D圖像中的噪聲。

本發明的另一個優點在于增加的重建圖像的精度。

在閱讀和理解下列優選實施例的詳細說明后，對本領域技術人員而言，本發明的其它優點和有益效果將變得更為明顯。

本發明可采用各種部件和部件設置，以及各種步驟和步驟設置形式。附圖僅用于解釋說明優選實施例的目的，而不應解釋為限制本發明。

圖1是成像系統的示意表示；

圖2示意性示出三個點的點擴散函數；

圖3是成像系統一部分的示意表示；和

圖4是成像系統另一部分的示意表示。