[發明專利]一種圖像重建方法及裝置

有效

• 申請號: 201410597287.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104408763B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 劉勺連;李明;孫智鵬
• 申請（專利權）人: 沈陽東軟醫療系統有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 陳莎莎,王寶筠

技術領域

本申請涉及圖像處理領域，尤其是涉及一種圖像重建方法及裝置。

背景技術

正電子發射型計算機斷層顯像(Positron Emission Computed Tomography，PET)是一種常用的醫學影像技術。在PET技術中，將生物生命代謝中必須的物質標記上放射性核素(如F18，C11等)，放射性核素在衰變過程中釋放出正電子，一個正電子遇到一個電子后發生湮滅事件，從而產生方向大致相反的光子對(based on pair production)。因此，通過探測正電子湮滅產生的光子對，能夠重建出放射性核素分布的三維圖像(即PET圖像)，從而得到放射性核素在生物生命代謝中聚集的位置，以反映生命代謝活動的情況。

然而，由于正電子的湮滅射程、光子對的非準直性、光子對在閃爍晶體中的透射及散射(探測過程中光子對會經過閃爍晶體)等原因，會導致點擴散問題，從而影響重建圖像的分辨率和對比度。因此，需要在重建圖像時考慮點擴散問題。

現有技術中一種重建方式是，在重建模型中，考慮一個像素點向其他像素點的擴散，然而由于一個像素點在其擴散范圍內的像素點數量較多，從而使得重建圖像時的計算復雜度較高，尤其是當像素點變小時，計算復雜度會成平方地增加?，F有技術還提出了一種重建方式是在重建模型中考慮一條響應線向其他響應線的擴散。由于一條響應線在其擴散范圍的響應線數量較少，從而這種重建方式在在重建圖像時的計算復雜度較低，但是對點擴散的校正效果較差。因此，如何實現在重建PET圖像時，在保證計算復雜度較低的前提下，提高點擴散的校正效果，是現有技術亟待解決的問題。

發明內容

本申請解決的技術問題在于提供一種圖像重建方法及裝置，以實現在重建PET圖像時，在保證計算復雜度較低的前提下，提高了點擴散的校正效果。

為此，本申請解決技術問題的技術方案是：

本申請提供了一種圖像重建方法，包括：

獲取弦圖徑向PSF矩陣和圖像軸向PSF矩陣；

將所述弦圖徑向PSF矩陣和所述圖像軸向PSF矩陣作為點擴散函數矩陣，根據所述點擴散函數矩陣構建重建模型；

利用所述重建模型對探測到的符合計數進行重建，以獲取PET重建圖像；

其中，所述弦圖徑向PSF矩陣用于表示每條響應線沿弦圖的徑向方向擴散到其他響應線的擴散系數的集合；所述圖像軸向PSF矩陣用于表示每個像素點沿探測區域的軸向方向擴散到其他像素點的擴散系數的集合。

可選的，所述重建模型為：

y＝P_{sino_radial}MP_{image_axial}x；

其中，x為所述PET重建圖像，y為所述探測到的符合計數，M為光子對被探測器對所檢測到的概率構成的矩陣，P_{sino_radial}為所述弦圖徑向PSF矩陣，P_{image_axial}為所述圖像軸向PSF矩陣。

可選的，獲取弦圖徑向PSF矩陣包括：

通過掃描點源或者線源，在每個環差以及每個投影方向上，獲取多條響應線沿弦圖的徑向方向擴散到其他響應線的擴散函數；

對獲取到的所述多條響應線沿弦圖的徑向方向擴散到其他響應線的擴散函數的特征參數進行多項式擬合，根據擬合結果獲得所述弦圖徑向PSF矩陣。

可選的，獲取圖像軸向PSF矩陣包括：

通過掃描點源，重建得到點源圖像；

根據所述點源圖像獲取多個像素點沿探測區域的軸向方向擴散到其他像素點的擴散函數；

對獲取到的所述多個像素點沿探測區域的軸向方向擴散到其他像素點的擴散函數的特征參數進行多項式擬合，根據擬合結果獲得所述圖像軸向PSF矩陣。

可選的，在所述弦圖徑向PSF矩陣中，相關的各個矩陣元素的總和為固定值；所述相關的各個矩陣元素用于表示任一條響應線分別向其他響應線的擴散系數。

本申請還提供了一種圖像重建裝置，包括：

第一獲取模塊，用于獲取弦圖徑向PSF矩陣；

第二獲取模塊，用于獲取圖像軸向PSF矩陣；

構建模塊，用于將所述弦圖徑向PSF矩陣和所述圖像軸向PSF矩陣作為點擴散函數矩陣，根據所述點擴散函數矩陣構建重建模型；

重建模塊，用于利用所述重建模型對探測到的符合計數進行重建，以獲取PET重建圖像；