[發(fā)明專利]一種降低PET圖像噪聲的數(shù)值域插值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910161665.3
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109829869B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛曉鋒;張勇;葉宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東明峰醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 北京精金石知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 王洋

本發(fā)明提出了一種降低PET圖像噪聲的數(shù)據(jù)域插值方法，包括以下步驟：(1)對PET數(shù)據(jù)域進行預(yù)校正；(2)對預(yù)校正后的PET數(shù)據(jù)域進行軸向插值處理；(3)對步驟(2)后的PET數(shù)據(jù)域進行反向插值處理；(4)對步驟(3)后的PET數(shù)據(jù)域進行數(shù)據(jù)重建和后處理。本發(fā)明提出了一種數(shù)據(jù)域內(nèi)PET原始數(shù)據(jù)的插值方法。本發(fā)明由于只對軸向相鄰的LOR進行插值處理，并且引入了反向插值的操作，使得系統(tǒng)建模和三維重建仍然在原始的LOR數(shù)據(jù)域內(nèi)完成，因而可以保持橫斷面內(nèi)的圖像空間分辨率，同時也可以大幅地減少計數(shù)為零的響應(yīng)線數(shù)量，在最后的重建圖像域內(nèi)也大幅的減少了由于大量零值計數(shù)帶來的圖像噪聲和圖像偽影。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地涉及一種降低PET圖像噪聲的數(shù)值域插值方法。

背景技術(shù)

正電子發(fā)射計算機斷層顯像(Positron Emission Tomography，簡稱PET)是通過對人體注射放射性示蹤劑藥物，藥物在人體內(nèi)與特定細胞或組織發(fā)生一定生物過程，通過對放射性核素衰變產(chǎn)生的一對γ射線的探測，從而得到放射性藥物在人體內(nèi)的分布圖。在用于臨床掃描時，由于統(tǒng)計噪聲的影響，采集的PET原始數(shù)據(jù)中有很多響應(yīng)線(Line ofResponse,LOR)的計數(shù)為零。在現(xiàn)行的低劑量病人掃描協(xié)議中，響應(yīng)線為零的情況尤其嚴重。例如，一個有608(平面內(nèi)探測器數(shù)量)*48(探測器環(huán)數(shù))的PET系統(tǒng)，在550mm的掃描視野(Field of View,FOV)內(nèi)，有近2億條響應(yīng)線，而通常一個床位的數(shù)據(jù)采集在幾千萬個計數(shù)的數(shù)量級，一般情況下每條響應(yīng)線的平均計數(shù)在0.1到0.3之間。這樣，在采集到的PET原始數(shù)據(jù)中，不可避免的會出現(xiàn)大量響應(yīng)線的計數(shù)為零。這些為零的LOR，在最后的重建圖像中會帶來斑點狀的背景噪聲。

現(xiàn)有中國專利CN107845120A公開了一種PET圖像重建方法，在采用傳統(tǒng)的PET圖像重建方法的生成原始重建圖像的基礎(chǔ)上，對原始重建圖像進行去除偽影/噪聲優(yōu)化，并提取出由于優(yōu)化而丟失的部分細節(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，同時，利用優(yōu)化的原始重建圖像獲得特征算子，將丟失的部分細節(jié)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與該特征算子進行卷積，從而從丟失的信息中提取有用的細節(jié)結(jié)構(gòu)，再將得到的卷積數(shù)據(jù)添加回優(yōu)化的原始重建圖像中，最終獲得PET重建圖像。本方法在降低了偽影和噪聲的基礎(chǔ)上，保留了結(jié)構(gòu)細節(jié)特征，從而對完整的數(shù)據(jù)進行圖像重建，使得最終獲得的PET重建圖像具有非常高的質(zhì)量，提高了PET重建圖像的精確度。現(xiàn)有的技術(shù)中通常會采用兩類方法進行降噪處理。一種是使用全備的LOR數(shù)據(jù)域中的響應(yīng)線數(shù)量，對成像過程進行建模和三維重建，最后在重建圖像域進行降噪處理。這樣做的優(yōu)點是可以盡可能的保持圖像中的空間分辨率，缺點是重建圖像噪聲大，給后處理圖像域去噪處理帶來很大難度；另一種方法是首先在數(shù)據(jù)域?qū)OR原始數(shù)據(jù)進行降采樣的插值處理。這樣做的優(yōu)點是可以大幅度地降低重建圖像中的噪聲，缺點是在去噪的同時通常會生成過于平滑的圖像。

本發(fā)明提出了一種數(shù)據(jù)域內(nèi)PET原始數(shù)據(jù)的插值方法，可以保持橫斷面內(nèi)的圖像空間分辨率，同時也可以大幅地減少計數(shù)為零的響應(yīng)線數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了減少現(xiàn)有技術(shù)中由于大量響應(yīng)線計數(shù)為零所帶來的圖像噪聲和偽影，提出了一種降低PET圖像噪聲的數(shù)據(jù)域插值方法，由于只對軸向相鄰的LOR進行插值處理，并且引入了反向插值的操作，使得系統(tǒng)建模和三維重建仍然在原始的LOR數(shù)據(jù)域內(nèi)完成，因而可以保持橫斷面內(nèi)的圖像空間分辨率，同時也可以大幅地減少計數(shù)為零的響應(yīng)線數(shù)量，在最后的重建圖像域內(nèi)也大幅的減少了由于大量零值計數(shù)帶來的圖像噪聲和圖像偽影，具體技術(shù)方案如下：

一種降低PET圖像噪聲的數(shù)據(jù)域插值方法，包括以下步驟：

(1)對PET數(shù)據(jù)域進行預(yù)校正；

(2)對預(yù)校正后的PET數(shù)據(jù)域進行軸向插值處理；

(3)對步驟(2)后的PET數(shù)據(jù)域進行反向插值處理；