[發明專利]基于改進了適用范圍的卡爾曼濾波的靜態PET圖像重建方法

有效

• 申請號: 201710319560.7
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107221012B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王宏霞;徐英婕;俞立
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于改進了適用范圍的卡爾曼濾波的靜態PET圖像重建方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)通過數據采集及校正，得到系統的觀測數據，建立PET系統的狀態空間模型；

其中，t表示時間；x_t為需要重建的對象t時刻的放射性物質的空間濃度分布；y_t為t時刻的觀測值，就是經過噪聲矯正后得到的正弦圖數據；H_t表示人體內放射性物質的空間濃度與PET掃描得到的數值之間的投影關系的投影矩陣；v_t是t時刻數據采集并經噪聲矯正后殘留的噪聲，v_t是服從均值為0，方差為R的正態分布；

(2)基于狀態空間濾波方法重構放射性物質的空間濃度分布；

根據下列方程得到基于改進了適用范圍的卡爾曼濾波靜態的PET圖像重建結果：

其中，為放射性物質的空間濃度的初始估計值，M為初始放射性物質的空間濃度的預估誤差協方差陣的逆矩陣，I_t為t時刻放射性物質的空間濃度的預估誤差協方差陣的逆矩陣，K_t是t時刻的濾波增益矩陣，為t時刻的放射性物質的空間濃度的估計值，迭代從初始值I₀出發，結合觀測值y_t，經過t次迭代，得到最終的放射性物質的空間濃度分布的估計值

2.如權利要求1所述的基于改進了適用范圍的卡爾曼濾波的靜態PET圖像重建方法，其特征在于：所述步驟(2)中，重建迭代過程如下：

2.1)首先設定放射性物質的空間濃度分布的初始值和初始放射性物質的空間濃度預估誤差協方差陣的逆矩陣I₀；

2.2)利用方程(1.4)計算t時刻的放射性物質的空間濃度的預估誤差協方差陣的逆矩陣I_t；

2.3)利用t時刻的放射性物質的空間濃度的預估協方差陣的逆矩陣I_t根據方程(1.3)計算t時刻的濾波增益矩陣K_t；

2.4)利用t-1時刻放射性物質的空間濃度估計值根據方程(1.2)計算t時刻的放射性物質的空間濃度估計值

2.5)重復步驟2.2)，2.3)，2.4)直至獲得滿足要求的最終重建結果

2.6)根據步驟2.5)得到最終的放射性物質的空間濃度分布的估計值