[發(fā)明專利]一種基于張量字典約束的動(dòng)態(tài)PET圖像重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710287366.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107146263B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉華鋒;崔佳楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于張量字典約束的動(dòng)態(tài)PET圖像重建方法，包括如下步驟：

(1)在一定時(shí)間內(nèi)利用探測(cè)器對(duì)注入有放射性藥劑的生物組織進(jìn)行探測(cè)，采集得到對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)刻的符合計(jì)數(shù)向量，并建立三階張量符合計(jì)數(shù)矩陣

(2)使動(dòng)態(tài)的PET圖像序列組合成三階張量PET濃度分布矩陣并根據(jù)PET成像原理建立PET測(cè)量方程；

(3)通過(guò)對(duì)PET測(cè)量方程引入張量字典約束的稀疏懲罰項(xiàng)得到基于張量字典約束的PET圖像重建模型如下：

其中：為三階張量系統(tǒng)矩陣，其維度為N_i×N_j×m；三階張量系統(tǒng)矩陣中的第一層切片為N_i×N_j維的系統(tǒng)矩陣G，其余m-1層切片均為N_i×N_j維的全零矩陣，N_i為符合計(jì)數(shù)向量的維度，N_j為PET濃度分布向量的維度即PET圖像的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，m為采樣時(shí)刻個(gè)數(shù)；λ₁和λ₂均為權(quán)重系數(shù)，為三階張量PET濃度分布矩陣重新排列后的三維PET圖像數(shù)據(jù)，其維度為p×m×r，p和r均為自然數(shù)且p×r＝N_j；為三維PET圖像數(shù)據(jù)中的第s個(gè)張量塊，E_s為對(duì)應(yīng)第s個(gè)張量塊的分割算子，s為自然數(shù)且1≤s≤N_s，N_s為三維PET圖像數(shù)據(jù)中的分塊個(gè)數(shù)；為結(jié)構(gòu)字典，為對(duì)應(yīng)第s個(gè)張量塊的稀疏系數(shù)矩陣；

(4)對(duì)上述PET圖像重建模型進(jìn)行最優(yōu)化求解得到三階張量PET濃度分布矩陣進(jìn)而將其轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)的PET圖像序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)PET圖像重建方法，其特征在于：所述三階張量符合計(jì)數(shù)矩陣由各符合計(jì)數(shù)向量按時(shí)序排列組成，其維度為N_i×1×m；所述三階張量PET濃度分布矩陣由各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的PET濃度分布向量按時(shí)序排列組成，其維度為N_j×1×m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)PET圖像重建方法，其特征在于：所述PET測(cè)量方程的表達(dá)式如下：

其中：noise為三階張量測(cè)量噪聲矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)PET圖像重建方法，其特征在于：所述步驟(4)中采用基于增廣拉格朗日的交替方向乘子算法對(duì)PET圖像重建模型進(jìn)行最優(yōu)化求解。