Pet多床位图像的重建方法及装置、合并方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗图像处理领域，尤其涉及一种PET多床位图像的重建方法和装置 以及PET多床位图像的合并方法和装置。
【背景技术】
[0002] PET(PositronEmissionTomograph，正电子发射断层扫描装置）是一种用于辅助 诊断的医疗影像设备，可以观察到患者体内的生理代谢情况。PET探测原理如下：
[0003] 首先给患者注射特定的放射性核素标记的具有一定特异性的药物，这些药物会在 某些组织中不断累积，这些组织中的放射性强度会不断增强。
[0004] PET探测器系统捕获药物衰变过程中释放出背对背的γ光子对，形成原始数据 (一般称之为弦图）。弦图再经过校正算法和重建算法，得到患者体内放射性药物分布情况 的断层图像，用于反映患者体内真实的代谢情况。
[0005] 目前，如何提供一种高质量的PET多床位图像，是当前临床医学重点关心和需要 解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的第一方面提供了一种PET多床位图像的重建方法和装置，以使合并后的 PET投影数据保持原有的泊松分布特性，提高PET重建图像的信噪比。
[0007] 基于本发明的第一方面，本发明的第二方面提供了一种PET多床位图像的合并方 法和装置。
[0008] 为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
[0009] -种PET多床位图像的重建方法，每相邻两个床位之间存在轴向重叠区域；所述 重建方法包括：
[0010] 对相邻的至少两个床位，分别计算每相邻两个床位的轴向重叠区域的PET投影数 据之和，以将所述相邻的至少两个床位的PET投影数据合并在一起；
[0011] 根据合并后的相邻的至少两个床位的PET投影数据和图像重建模型重建所述相 邻的至少两个床位的重建图像。
[0012] -种PET多床位图像的合并方法，每相邻两个床位之间存在轴向重叠区域，每相 邻h个床位构成一个床位组，h多2,且h为整数；所述多床位构成Μ个床位组；Μ多2,且Μ 为整数；每相邻两个床位组中至少有一个相同的床位；所述合并方法包括：
[0013] 对所述Μ个床位组中相邻的至少两个床位组，根据上述任一实施方式所述的重建 方法分别重建各个床位组的PET重建图像；
[0014] 分别计算各个床位组的PET重建图像的图像像素总和Si;
[0015] 根据每个床位组的图像像素总和Si和每个床位组的PET投影数据之和Sp，分别计 算每个床位组的图像缩放系数Q;所述每个床位组的PET投影数据之和等于该床位组内的 h个床位的非轴向重叠区域的PET投影数据之和与该h个床位的轴向重叠区域的PET投影 数据加权之和的总和；
[0016] 根据每个床位组的图像缩放系数Q对相应的每个床位组的PET重建图像进行缩 放，得到每个床位组缩放后的PET重建图像；
[0017] 将所述Μ个床位组中相邻的至少两个床位组的缩放后的图像沿着轴向方向拼接 在一起，得到PET多床位合并图像。
[0018] -种PET多床位图像的重建装置，每相邻两个床位之间存在轴向重叠区域，所述 重建装置包括：
[0019] 第一计算单元，用于对相邻的至少两个床位，分别计算每相邻两个床位的轴向重 叠区域的PET投影数据之和，以将所述相邻的至少两个床位的PET投影数据合并在一起；
[0020] 重建单元，用于根据合并后的相邻的至少两个床位的PET投影数据和图像重建模 型重建所述相邻的至少两个床位的重建图像。
[0021] -种PET多床位图像的合并装置，每相邻两个床位之间存在轴向重叠区域，每相 邻h个床位构成一个床位组，h多2,且h为整数；所述多床位构成Μ个床位组；Μ多2,且Μ 为整数；每相邻两个床位组中至少有一个相同的床位；所述合并装置包括：
[0022] 图像重建单元，用于对所述Μ个床位组中相邻的至少两个床位组，根据上述任一 实施方式所述的重建方法分别重建各个床位组的PET重建图像；
[0023] 第二计算单元，用于分别计算各个床位组的PET重建图像的图像像素总和Si;
[0024] 第三计算单元，用于根据每个床位组的图像像素总和Si和每个床位组的PET投影 数据之和Sp，分别计算每个床位组的图像缩放系数Q;所述每个床位组的PET投影数据之和 等于该床位组内的h个床位的非轴向重叠区域的PET投影数据之和与该h个床位的轴向重 叠区域的PET投影数据加权之和的总和；
[0025] 图像缩放单元，用于根据每个床位组的图像缩放系数Q对相应的每个床位组的 PET重建图像进行缩放，得到每个床位组缩放后的PET重建图像；
[0026] 图像拼接单元，用于将所述Μ个床位组中相邻的至少两个床位组的缩放后的图像 沿着轴向方向拼接在一起，得到PET多床位合并图像。
[0027] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0028] 由上述技术方案可知，本发明提供的PET多床位图像的重建方法中，对于相邻的 至少两个床位来说，将每相邻两个床位的轴向重叠区域的PET投影数据分别直接相加求 和，而不对PET投影数据进行加权处理合并，所以，本发明提供的PET多床位图像的重建过 程中，合并后的PET投影数据能够保持PET投影数据原有的泊松分布特性，利用该合并后的 PET投影数据得到的PET重建图像的信噪比较高，因此得到的PET多床位图像的质量较高。
【附图说明】
[0029] 为了清楚地理解现有技术和本发明的技术方案，下面将描述现有技术和本发明的
【具体实施方式】时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施 例，本领域技术人员在未付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。
[0030] 图1是本发明实施例示例的PET扫描场景图；
[0031] 图2是PET采集轴向灵敏度与层的关系示意图；
[0032] 图3是PET扫描步进与重叠层的示意图；
[0033]图4是本发明实施例提供的PET多床位图像的重建方法的流程示意图；
[0034]图5是本发明实施例提供的对相邻的h个床位进行PET图像重建的方法流程示意 图；
[0035] 图6是本发明场景实施例示例的PET多床位图像的重建方法流程示意图；
[0036]图7是本发明实施例提供的PET多床位图像的合并方法流程示意图；
[0037] 图8为预设区域的示意图；
[0038] 图9(1)是通过本发明实施例所述的合并方法输出的PET图像示意图；
[0039] 图9(2)是通过现有技术中基于图像的合并方法输出的PET图像示意图；
[0040]图10是本发明实施例提供的执行PET多床位图像的重建和合并的控制设备结构 示意图；
[0041]图11是本发明实施例提供的PET多床位图像的重建装置结构示意图；
[0042]图12是本发明实施例提供的PET多床位图像的合并装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0043] 为使本发明的发明目的、技术手段和技术效果更加清楚、完整，下面结合附图对本 发明的【具体实施方式】进行描述。
[0044] 由于PET探测器系统轴向范围有限，每次PET扫描（一次PET扫描也可称为一个 床位，下文均称为床位）过程中，PET探测器系统相对患者静止，所以，当进行全身扫描或大 面积扫描时，一般需要进行多个床位的扫描。根据患者身高以及PET探测器系统的轴向覆 盖范围，一般全身扫描需要进行5-8个床位的PET扫描。相邻两个床位之间，扫描床会沿轴 向行进一段距离，同时保证相邻两个床位之间有一定的轴向重叠。这是因为PET数据在轴 向上采集是不均匀的，越靠近轴向边缘的层，采集到的数据越少，这就导致图像噪声在边缘 的几层上较图像中心部分明显升高。如果采集时不考虑一定范围的重叠，那么在相邻两床 位之间接缝处的两三层图像上会出现明显的、难以忍受的噪声。所以，为了减少噪声，相邻 两个床位之间有一定的轴向重叠。
[0045] 图1是本发明实施例示例的PET扫描场景图，在对患者进行PET全身扫描时，PET 全身扫描通常可以按照床位扫描，不同的床位对应患者的不同部位，多个床位的图像合并 组成PET扫描的全身扫描图像。
[0046] 如图1所示，示例了四个扫描床位（当然具体实施中，并不局限床位的数量），分别 包括扫描床位C1、扫描床位C2、扫描床位C3和扫描床位C4,在扫描时，可以按照由C1至C4 的顺序逐床扫描。这四个扫描床位可以分别用于扫描患者的不同身体部位，例如，扫描床位 C1可以扫描患者的颈部以上，扫描床位C3可以扫描患者的腿部。并且，为了降低图像噪声， 每相邻两个床位之间有一定的轴向重叠区域。原因如下：PET投影数据在轴向上采集是不 均匀的，越靠近轴向边缘的层，采集到的数据越少，PET采集轴向灵敏度与层的关系如图2 所示。这就导致PET重建图像噪声在边缘的几层上较图像中心部分明显升高。如果采集时 不考虑一定范围的重叠，那么在床位之间接缝处的两三层扫描层图像上会出现明显的、难 以忍受的噪声，所以，即便重叠层会使PET扫描的床位数增加，扫描效率降低，但是，在PET 多床位扫描过程中均会适应一定的重叠层数，并且扫描效率和图像质量之间找到一定的平 衡。图3示出了PET扫描步进与重叠层的示意图。在图3中，C1、C2和C3分别表示PET探 测系统第一个扫描床位、第二的扫描床位和第三个扫描床位。其中，每一个矩形区域表示一 个扫描层，其中，箭头线段的长度扫描床步进距离，阴影区域表示相邻床位的重叠区域。
[0047] 此外，在对患者进行上述的PET全身扫描之前，通常需要先确定各个扫描床位的 扫描参数，例如，扫描时间等。在设置好扫描参数后，PET设备根据设置好的扫描参数进行扫 描。继续参见图1，扫描时，操作医生可以在控制设备11进行扫描参数的设置工作。该控制 设备11可以是一台电脑，在电脑上可以装在有PET设备的控制软件12,操作医生可以在该 控制软件12的人机操作界面上进行PET扫描相关的参数设