Pet多床位圖像的重建方法及裝置、合并方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種PET多床位圖像的重建方法和裝置 以及PET多床位圖像的合并方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] PET(PositronEmissionTomograph，正電子發(fā)射斷層掃描裝置）是一種用于輔助 診斷的醫(yī)療影像設(shè)備，可以觀察到患者體內(nèi)的生理代謝情況。PET探測原理如下：
[0003] 首先給患者注射特定的放射性核素標(biāo)記的具有一定特異性的藥物，這些藥物會在 某些組織中不斷累積，這些組織中的放射性強(qiáng)度會不斷增強(qiáng)。
[0004] PET探測器系統(tǒng)捕獲藥物衰變過程中釋放出背對背的γ光子對，形成原始數(shù)據(jù) (一般稱之為弦圖）。弦圖再經(jīng)過校正算法和重建算法，得到患者體內(nèi)放射性藥物分布情況 的斷層圖像，用于反映患者體內(nèi)真實(shí)的代謝情況。
[0005] 目前，如何提供一種高質(zhì)量的PET多床位圖像，是當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)重點(diǎn)關(guān)心和需要 解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的第一方面提供了一種PET多床位圖像的重建方法和裝置，以使合并后的 PET投影數(shù)據(jù)保持原有的泊松分布特性，提高PET重建圖像的信噪比。
[0007] 基于本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的第二方面提供了一種PET多床位圖像的合并方 法和裝置。
[0008] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0009] -種PET多床位圖像的重建方法，每相鄰兩個床位之間存在軸向重疊區(qū)域；所述 重建方法包括：
[0010] 對相鄰的至少兩個床位，分別計算每相鄰兩個床位的軸向重疊區(qū)域的PET投影數(shù) 據(jù)之和，以將所述相鄰的至少兩個床位的PET投影數(shù)據(jù)合并在一起；
[0011] 根據(jù)合并后的相鄰的至少兩個床位的PET投影數(shù)據(jù)和圖像重建模型重建所述相 鄰的至少兩個床位的重建圖像。
[0012] -種PET多床位圖像的合并方法，每相鄰兩個床位之間存在軸向重疊區(qū)域，每相 鄰h個床位構(gòu)成一個床位組，h多2,且h為整數(shù)；所述多床位構(gòu)成Μ個床位組；Μ多2,且Μ 為整數(shù)；每相鄰兩個床位組中至少有一個相同的床位；所述合并方法包括：
[0013] 對所述Μ個床位組中相鄰的至少兩個床位組，根據(jù)上述任一實(shí)施方式所述的重建 方法分別重建各個床位組的PET重建圖像；
[0014] 分別計算各個床位組的PET重建圖像的圖像像素總和Si;
[0015] 根據(jù)每個床位組的圖像像素總和Si和每個床位組的PET投影數(shù)據(jù)之和Sp，分別計 算每個床位組的圖像縮放系數(shù)Q;所述每個床位組的PET投影數(shù)據(jù)之和等于該床位組內(nèi)的 h個床位的非軸向重疊區(qū)域的PET投影數(shù)據(jù)之和與該h個床位的軸向重疊區(qū)域的PET投影 數(shù)據(jù)加權(quán)之和的總和；
[0016] 根據(jù)每個床位組的圖像縮放系數(shù)Q對相應(yīng)的每個床位組的PET重建圖像進(jìn)行縮 放，得到每個床位組縮放后的PET重建圖像；
[0017] 將所述Μ個床位組中相鄰的至少兩個床位組的縮放后的圖像沿著軸向方向拼接 在一起，得到PET多床位合并圖像。
[0018] -種PET多床位圖像的重建裝置，每相鄰兩個床位之間存在軸向重疊區(qū)域，所述 重建裝置包括：
[0019] 第一計算單元，用于對相鄰的至少兩個床位，分別計算每相鄰兩個床位的軸向重 疊區(qū)域的PET投影數(shù)據(jù)之和，以將所述相鄰的至少兩個床位的PET投影數(shù)據(jù)合并在一起；
[0020] 重建單元，用于根據(jù)合并后的相鄰的至少兩個床位的PET投影數(shù)據(jù)和圖像重建模 型重建所述相鄰的至少兩個床位的重建圖像。
[0021] -種PET多床位圖像的合并裝置，每相鄰兩個床位之間存在軸向重疊區(qū)域，每相 鄰h個床位構(gòu)成一個床位組，h多2,且h為整數(shù)；所述多床位構(gòu)成Μ個床位組；Μ多2,且Μ 為整數(shù)；每相鄰兩個床位組中至少有一個相同的床位；所述合并裝置包括：
[0022] 圖像重建單元，用于對所述Μ個床位組中相鄰的至少兩個床位組，根據(jù)上述任一 實(shí)施方式所述的重建方法分別重建各個床位組的PET重建圖像；
[0023] 第二計算單元，用于分別計算各個床位組的PET重建圖像的圖像像素總和Si;
[0024] 第三計算單元，用于根據(jù)每個床位組的圖像像素總和Si和每個床位組的PET投影 數(shù)據(jù)之和Sp，分別計算每個床位組的圖像縮放系數(shù)Q;所述每個床位組的PET投影數(shù)據(jù)之和 等于該床位組內(nèi)的h個床位的非軸向重疊區(qū)域的PET投影數(shù)據(jù)之和與該h個床位的軸向重 疊區(qū)域的PET投影數(shù)據(jù)加權(quán)之和的總和；
[0025] 圖像縮放單元，用于根據(jù)每個床位組的圖像縮放系數(shù)Q對相應(yīng)的每個床位組的 PET重建圖像進(jìn)行縮放，得到每個床位組縮放后的PET重建圖像；
[0026] 圖像拼接單元，用于將所述Μ個床位組中相鄰的至少兩個床位組的縮放后的圖像 沿著軸向方向拼接在一起，得到PET多床位合并圖像。
[0027] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0028] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的PET多床位圖像的重建方法中，對于相鄰的 至少兩個床位來說，將每相鄰兩個床位的軸向重疊區(qū)域的PET投影數(shù)據(jù)分別直接相加求 和，而不對PET投影數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理合并，所以，本發(fā)明提供的PET多床位圖像的重建過 程中，合并后的PET投影數(shù)據(jù)能夠保持PET投影數(shù)據(jù)原有的泊松分布特性，利用該合并后的 PET投影數(shù)據(jù)得到的PET重建圖像的信噪比較高，因此得到的PET多床位圖像的質(zhì)量較高。
【附圖說明】
[0029] 為了清楚地理解現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將描述現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的
【具體實(shí)施方式】時用到的附圖做一簡要說明。顯而易見地，這些附圖僅是本發(fā)明的部分實(shí)施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在未付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以獲得其它附圖。
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例示例的PET掃描場景圖；
[0031] 圖2是PET采集軸向靈敏度與層的關(guān)系示意圖；
[0032] 圖3是PET掃描步進(jìn)與重疊層的示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的PET多床位圖像的重建方法的流程示意圖；
[0034]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的對相鄰的h個床位進(jìn)行PET圖像重建的方法流程示意 圖；
[0035] 圖6是本發(fā)明場景實(shí)施例示例的PET多床位圖像的重建方法流程示意圖；
[0036]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的PET多床位圖像的合并方法流程示意圖；
[0037] 圖8為預(yù)設(shè)區(qū)域的示意圖；
[0038] 圖9(1)是通過本發(fā)明實(shí)施例所述的合并方法輸出的PET圖像示意圖；
[0039] 圖9(2)是通過現(xiàn)有技術(shù)中基于圖像的合并方法輸出的PET圖像示意圖；
[0040]圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的執(zhí)行PET多床位圖像的重建和合并的控制設(shè)備結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0041]圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的PET多床位圖像的重建裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的PET多床位圖像的合并裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)手段和技術(shù)效果更加清楚、完整，下面結(jié)合附圖對本 發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0044] 由于PET探測器系統(tǒng)軸向范圍有限，每次PET掃描（一次PET掃描也可稱為一個 床位，下文均稱為床位）過程中，PET探測器系統(tǒng)相對患者靜止，所以，當(dāng)進(jìn)行全身掃描或大 面積掃描時，一般需要進(jìn)行多個床位的掃描。根據(jù)患者身高以及PET探測器系統(tǒng)的軸向覆 蓋范圍，一般全身掃描需要進(jìn)行5-8個床位的PET掃描。相鄰兩個床位之間，掃描床會沿軸 向行進(jìn)一段距離，同時保證相鄰兩個床位之間有一定的軸向重疊。這是因?yàn)镻ET數(shù)據(jù)在軸 向上采集是不均勻的，越靠近軸向邊緣的層，采集到的數(shù)據(jù)越少，這就導(dǎo)致圖像噪聲在邊緣 的幾層上較圖像中心部分明顯升高。如果采集時不考慮一定范圍的重疊，那么在相鄰兩床 位之間接縫處的兩三層圖像上會出現(xiàn)明顯的、難以忍受的噪聲。所以，為了減少噪聲，相鄰 兩個床位之間有一定的軸向重疊。
[0045] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例示例的PET掃描場景圖，在對患者進(jìn)行PET全身掃描時，PET 全身掃描通?？梢园凑沾参粧呙?，不同的床位對應(yīng)患者的不同部位，多個床位的圖像合并 組成PET掃描的全身掃描圖像。
[0046] 如圖1所示，示例了四個掃描床位（當(dāng)然具體實(shí)施中，并不局限床位的數(shù)量），分別 包括掃描床位C1、掃描床位C2、掃描床位C3和掃描床位C4,在掃描時，可以按照由C1至C4 的順序逐床掃描。這四個掃描床位可以分別用于掃描患者的不同身體部位，例如，掃描床位 C1可以掃描患者的頸部以上，掃描床位C3可以掃描患者的腿部。并且，為了降低圖像噪聲， 每相鄰兩個床位之間有一定的軸向重疊區(qū)域。原因如下：PET投影數(shù)據(jù)在軸向上采集是不 均勻的，越靠近軸向邊緣的層，采集到的數(shù)據(jù)越少，PET采集軸向靈敏度與層的關(guān)系如圖2 所示。這就導(dǎo)致PET重建圖像噪聲在邊緣的幾層上較圖像中心部分明顯升高。如果采集時 不考慮一定范圍的重疊，那么在床位之間接縫處的兩三層掃描層圖像上會出現(xiàn)明顯的、難 以忍受的噪聲，所以，即便重疊層會使PET掃描的床位數(shù)增加，掃描效率降低，但是，在PET 多床位掃描過程中均會適應(yīng)一定的重疊層數(shù)，并且掃描效率和圖像質(zhì)量之間找到一定的平 衡。圖3示出了PET掃描步進(jìn)與重疊層的示意圖。在圖3中，C1、C2和C3分別表示PET探 測系統(tǒng)第一個掃描床位、第二的掃描床位和第三個掃描床位。其中，每一個矩形區(qū)域表示一 個掃描層，其中，箭頭線段的長度掃描床步進(jìn)距離，陰影區(qū)域表示相鄰床位的重疊區(qū)域。
[0047] 此外，在對患者進(jìn)行上述的PET全身掃描之前，通常需要先確定各個掃描床位的 掃描參數(shù)，例如，掃描時間等。在設(shè)置好掃描參數(shù)后，PET設(shè)備根據(jù)設(shè)置好的掃描參數(shù)進(jìn)行掃 描。繼續(xù)參見圖1，掃描時，操作醫(yī)生可以在控制設(shè)備11進(jìn)行掃描參數(shù)的設(shè)置工作。該控制 設(shè)備11可以是一臺電腦，在電腦上可以裝在有PET設(shè)備的控制軟件12,操作醫(yī)生可以在該 控制軟件12的人機(jī)操作界面上進(jìn)行PET掃描相關(guān)的參數(shù)設(shè)