[發明專利]一種提高扇形束SPECT成像分辨率的方法

有效

• 申請號: 201210009178.3
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102743182A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 溫俊海;李翠芬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B6/02
• 分類號: A61B6/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍;高燕燕

技術領域

本發明涉及一種SPECT成像方式，尤其是扇形束SPECT中不改變檢測器中準直器孔徑大小的前提下提高成像分辨率的方法。?

背景技術

單光子發射斷層成像(single?photon?emission?computed?tomography，SPECT)是一種核醫學成像技術，目前已廣泛應用于疾病的臨床診斷。在SPECT中，放射性示蹤劑被注入病人體內，SPECT可以重建出放射性示蹤劑在人體內的分布圖，該圖可以反映人體組織結構及其活動功能，如血流狀態和人體的新陳代謝。SPECT在腫瘤診斷和治療監測等方面，發揮越來越重要的作用。SPECT同時也被用在骨胳影像顯示，心血管疾病和腦部疾病的診斷，近年來，SPECT還常常用于人腦認知活動的研究。?

在SPECT中，示蹤劑發射的γ射線穿過人體組織和準直器，被檢測器檢測到，最終重建得到斷層圖像。SPECT檢測器中準直器的孔徑不能做的太小，其限制了SPECT設備分辨率的提高。如果準直器的孔徑尺寸太小，則接收到的γ光子數量太少，反而會影響SPECT的成像質量。?

超分辨率重建是從多幅低分辨率圖像重建出高分辨率圖像。作為一種有效的方法，它已被廣泛應用于許多領域，如醫學成像，衛星圖像及視頻應用。近年來，超分辨率重建被應用到磁共振成像，CT成像，正電子發射斷層成像及SPECT成像，以提高圖像分辨率。但這些方法主要應用在圖像域或平行光投影重建。在SPECT重建中，扇形束投影可以提高SPECT的成像分辨率，如果扇形束投影重建和超分辨率重建結合，將可以在很大程度上提高SPECT的成像分辨率。?

發明內容

本發明針對SPECT成像分辨率低這一問題，提供一種提高扇形束SPECT成像分辨率的方法，在不改變檢測器中準直器孔徑大小的前提下，提高SPECT圖像的分辨率。?

解決上述技術問題，本發明的提高扇形束SPECT成像分辨率的方法包括以下步驟：?

第一步：用多個檢測器圍繞被檢測體并以預設的角度排列；?

第二步：檢測器圍繞物體中心旋轉，每次旋轉2π/M角度，分別在其所在的位置上測得一個投影數據，測量結束后，繼續旋轉測量，直到2π范圍內的M個角度都測量完畢；?

第三步：根據扇形束低分辨率投影與扇形束高分辨率投影之間的幾何關系，建立低分辨率投影與高分辨率投影之間的關系矩陣，兩投影之間的關系為：P_L＝RP_H；?

其中P_L為低分辨率檢測器測量得到的投影數據，P_H為待求得的高分辨率投影數據，R為扇形束低分辨率投影與扇形束高分辨率投影之間的關系矩陣；?

第四步：根據第二步測量得到的投影以及第三步確定的關系矩陣，求得高分辨率的投影；?

第五步：根據第四步求得的投影數據可以通過解析法，也可以通過迭代法重建出高分辨率的SPECT圖像。?

采用多個檢測器圍繞被檢測體，以預設的角度排列，其中每個檢測器中準直器的孔徑大小以及數目相同；每個檢測器對應的焦點到物體中心的距離相等；每個檢測器對應的焦點到檢測器的距離相等；檢測器圍繞物體中心旋轉，多個檢測器在同一角度下焦點應該重合于一點。?

多個檢測器在同一角度下焦點重合時，各個檢測器的位置不是重合的，它們之間有一夾角；該夾角的大小是由如下特征確定的：低分辨率檢測器的中心在橫軸上的投影相對于假想的高分辨率檢測器的中心向左右分別平移了0.5，1.5，2.5...個高分辨率像素。?

采用一個檢測器圍繞其焦點擺動來實現多個檢測器的作用；在每個旋轉投影角度下，檢測器圍繞其焦點按預設的角度擺動并測量，擺動角度的大小是由如下特征確定的：低分辨率檢測器的中心在橫軸上的投影相對于假想的高分辨率檢測器的中心向左右分別平移了0.5，1.5，2.5...個高分辨率像素。?

本發明的有益效果：?

本發明采用的超分辨率圖像重建是目前很熱門的一個研究領域，它是從多幅低分辨率圖像來獲得一幅高分辨率圖像。多幅低分辨率圖像都對同一目標進行成像，但是相互之間又存在亞像素移動，因此包含有不同的信息。這種方法的主要優點在于使用現有的成像設備即可得到一個比現有成像設備獲得的圖像分辨率高的圖像。?

附圖說明

圖1為本發明具體實現扇形束SPECT超分辨率成像方法的流程圖。?

圖2為本發明中檢測器與被檢測體之間的位置關系的分布示意圖。?

圖3為多個檢測器在同一角度下焦點重合時的位置關系。?