一种图像重建方法和扫描床与流程

本公开涉及医疗成像技术，特别涉及一种图像重建方法和扫描床。

背景技术：

在医疗领域的影像学诊断技术中，正电子发射计算机断层扫描(Positron Emission Tomograph，PET)和X线计算机断层(Computer Tomography,CT)组合而成的多模式成像系统，是目前全球最高端的医学影像设备。大多数患者在进行PET或PET/CT的全身扫描时，为了减少患者手臂上的放射线对头部和躯干的影响，通常可以分成头部和躯干两次扫描。并且，扫描头部时，要求患者将手臂平放于躯干的两侧，而扫描躯干时又要求患者双手抱头。

但是，上述的扫描方式要求患者进行相应的配合操作，如果患者听力欠佳或者行动不便的情况下，操作者可能还会进入扫描间帮助患者，增加操作者受辐射的影响。同时，两次扫描会进行两次进退床操作，这样间接增加患者进出扫描孔的时间，对有幽闭恐惧症的患者增加了心理负担。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提供一种图像重建方法和扫描床，以实现一次性完成全身扫描并且降低手臂对扫描结果的影响。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种扫描床，所述扫描床包括：

床体，用于承载被扫描对象；

握手装置，固定设置于所述床体的承载被扫描对象头部的一端，用于所述被扫描对象在平躺于所述床体时手握所述握手装置。

第二方面，提供一种图像重建方法，所述方法包括：

获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

第三方面，提供一种图像重建装置，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

过滤确定模块，用于根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

过滤处理模块，用于由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

重建处理模块，用于根据剩余的投影数据，进行被扫描对象的图像重建。

第四方面，提供一种图像重建设备，所述设备包括：存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行指令时实现以下步骤：

获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行数据处理方法，该方法包括：

获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

本公开提供的图像重建方法和扫描床，通过在扫描床设置了握手装置，并据此装置去除掉手臂放射线产生的投影数据，使得剩余的投影数据由于少了手臂放射线数据的影响，可以更准确。

附图说明

图1是本公开一示例性实施例示出的一种扫描床的结构示意图；

图2是本公开一示例性实施例示出的一种握手装置的使用示意图；

图3是本公开一示例性实施例示出的降低手臂放射线影响的原理示意图；

图4是本公开一示例性实施例示出的点源产生的数据弦图的示意图；

图5是本公开一示例性实施例示出的根据弦图得到的重建图像的示意图；

图6是本公开一示例性实施例示出的一种数据过滤操作的过程示意图；

图7是本公开一示例性实施例示出的一种图像重建的方法示意图；

图8是本公开一示例性实施例示出的一种图像重建装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

现有的PET/CT扫描，在对患者进行全身扫描时，通常都是分两次进行扫描，一次是扫描头部，要求患者将手臂平放于躯干的两侧，这样由于手臂远离头部，使得扫描头部时会尽量减少手臂上的放射线对头部扫描的影响，例如，手臂上的放射线不会导致头部扫描时的投影数据产生误差。另一次扫描是躯干扫描，此时又要求患者双手抱头，同样使手臂远离躯干。但是，这种“分两次扫描”的全身扫描方式，不仅操作繁琐，而且可能增加检查操作者的受辐射影响。

为了解决上述问题，本公开旨在实现一次性全身扫描，即进床和退床执行一次，就实现对患者的头部和躯干的全身扫描，并且，在该一次性全身扫描的基础上减少手臂上的放射线对正常的头部或躯干扫描的影响。如下将详细描述本公开的解决方案。

首先，本公开的例子中可以提供一种新式扫描床。

如图1所示，该扫描床可以包括床体11，患者在全身扫描时可以平躺于该床体11上。例如，患者12可以平躺于床体11。本例子可以在床体11承载患者头部的一端设置握手装置，如图1中示意，在一个例子中，在床体11承载患者12的头部一端可以设置两个握手装置13。例如，握手装置13可以是握手环。

当患者12平躺于床体11上时，可以用手握住上述的握手装置。如图2的示例，患者的两个手臂21可以向上举，做出环抱头部的姿势，但是，两个手部不抱头，而是握住上述固定设置在床体11上的两个握手装置13。

在一个例子中，两个握手装置13之间的间隔(可以用z表示)，至少可以容纳患者头部的宽度(可以用t表示)，即z>t；该间隔z可以小于患者的肩宽k。如图2所示，在床体11的宽度方向上，所述两个握手装置13可以等间距的设置在床体11的纵向中心线22的两侧。

需要说明的是，图1和图2示例的扫描床，仅是一种示例性结构，实际实施中并不局限于此。如下仅示例性列举几个可变形的握手装置的设置结构：

比如，扫描床上也可以在患者头部一端设置一个握手装置，这在一定程度上也能够适当降低手臂上放射线的影响。

又比如，两个握手装置也可以不是等间距的分布在纵向中心线两侧，而是可以呈现一种不对称设置，一个握手装置距离纵向中心线较远，另一个较近。

还比如，床体上也可以设置多个握手装置，以供不同的人选择使用。示例性的，头部较大的大人可以选择间隔较远的两个握手装置来握手，而儿童头部较小，可以选择间隔较近的两个握手装置使用。

再比如，握手装置在床体的设置位置，也可以大于被扫描对象的肩宽。或者当两个握手装置不对称设置时，一个位于患者肩膀侧边之外，即远离床体纵向中心线的方向，一个位于患者肩膀侧边之内，即靠近纵向中心线的方向。

另比如，握手装置也可以不是一个握手环，而设置成一个握手块状。

此外，握手装置可以垂直于床设置，或者也可以具有一定的倾斜度，不进行限制，只要患者的手部能够握住即可。

基于上面描述的新式扫描床的结构，如下将说明如何实现一次性全身扫描时的手臂放射线的影响。其中，对改进方法的说明将以图1和图2示例的结构为例进行，其他结构的扫描床也同样适用该方法。尽管具有不同的握手装置设置结构的扫描床在使用该方法时，在降低放射线影响方面可能会产生差异性的效果，比如，当握手装置设置的位于患者肩膀侧边之外较远的位置时，可能只去除了一部分手臂放射线的数据，但是，使用本公开的扫描床均能实现降低手臂放射线对扫描结果影响的作用。

结合图3说明下本公开的降低手臂放射线影响的主要方式：在一次性全身扫描中，为了降低手臂放射线对正常扫描的影响，本公开的例子考虑将手臂上的放射线产生的投影数据由获得的投影数据中去除。因为，普通的两次扫描方式中，手臂放射线对头部或躯干扫描时的影响，例如，可以是手臂上的放射线产生的γ光子由于路线折射或散射等作用，成为其他扫描部位的随机符合数据的一部分，使得其他部位的图像重建出现误差。在将手臂上的放射线产生的投影数据去除后，可以使得其他部位的投影数据更加准确，提高重建质量。

为了实现对手臂放射线产生数据的去除，可以将扫描床上的握手装置的内侧作为一个基准位置，以该基准位置为参考，找到手臂放射线所在的区域范围。结合图3来看，A区域可以是头部对应的一到两个床位的范围，这个区域内可以包括患者的头部和手臂，在这个A区域进行手臂放射线产生数据的去除操作。全身扫描时的A区域之外的区域，由于并不包括患者的手臂，可以不进行数据去除。图3中的点线箭头线所示的“握手装置内侧”可以对应一条基准线31，由基准线31沿着箭头线32延伸，可以得到一块灰色显示的区域块33，该区域块33位于A区域中，并且在基准线31的左侧。该方式划分出来的区域块33可以包括图3中的患者的右手臂，则将区域块33这个范围内产生的放射线去除。患者左手臂的放射线的去除同理，不再示意。

如上所述，本例子中，一方面，可以预先确定握手装置内侧的所在位置，另一方面，可以在实际扫描完成后，确定所获得的投影数据对应的产生位置，即投影数据对应的放射源在哪里。根据上述所在位置可以确定区域块33，只要上述的产生位置在区域块33的范围内，则将对应的投影数据去除即可。

其中，上述的握手装置内侧的所在位置，可以在扫描床生产后确定。

在一个例子中，扫描床生产后，可以使用点源确定握手装置内侧的所在位置。具体可以在图3中的两个握手装置设置点源34，这两个点源34就设置在握手装置内侧的位置，其实也对应于基准线31的位置。

这两个点源34可以发射放射线，类似于患者在扫描时注入体内的示踪剂发射的放射线。可以使用点源进行校准，即用探测器收集点源的放射线产生的γ光子，得到投影数据。投影数据可以存储为数据弦图，如图4的示意，图4中的两个数据弦图分别对应于上述的两个点源34，是这两个点源34产生的数据。

然后，可以根据获取到的上述图4的数据弦图，进行图像重建，可以得到图5所示的重建图像。如图5所示，灰色背景表示没有放射线产生，而两个白点51表示两个点源34产生的放射线重建后的图像。如上所述，在利用点源对握手装置内侧的位置进行校准时，可以是通过获取点源产生的投影数据，并进行重建图像得到点源所在的位置。

可以存储一个校准因子文件，该文件中可以包括：点源的位置数据，即握手装置的内侧对应的位置数据。由图3可以看到，该握手装置的内侧是靠近患者头部的一侧。其中，所述位置数据的存储形式，例如，可以是如下至少一项：点源产生的投影数据、或者点源产生的投影数据对应的数据弦图、或者根据投影数据重建得到的重建图像、或者点源的位置坐标。可以设定一个扫描床的床体上的坐标系，如图3中示意的x-y坐标系。并基于该坐标系表示上述的点源位置坐标，比如，D1(x1，y1)，该D1可以表示其中一个点源，x1可以是该点源在床体宽度方向上的坐标，y1可以是该点源在床体纵向上的坐标。无论采用何种数据形式来存储点源的位置数据，只要根据该位置数据能够确定点源在扫描床的床体上的位置即可。

在一个例子中，存储校准因子文件后，可以将该文件保存在重建计算机中。只要不更换扫描床，该文件在以后使用该扫描床进行的患者扫描中都可以使用；当更换扫描床时，可以重新进行新扫描床上的握手装置内侧位置的校准，并生成对应新扫描床的校准因子文件。

当正常扫描时，患者在检查过程中，可以手握扫描床上的握手装置进行扫描。并且，可以一次性执行包括头部和躯干的全身扫描，不需要分为两次扫描，得到全身的投影数据。在扫描完成后，重建计算机可以根据投影数据进行图像重建，本公开的例子中，重建计算机中在获得患者全身的图像重建之前，可以先对获得投影数据进行预处理，由投影数据中去除掉患者手臂上放射线产生的投影数据。图6示例了一个执行数据过滤操作的例子，可以包括如下处理，但是图6所示的流程中并不限制各个步骤的执行顺序。

在步骤600中，确定头部扫描区域，并获取所述头部扫描区域中获得的头部区域投影数据。

本步骤中，患者在全身扫描时，头部扫描区域可以是扫描床的床体上由承载患者头部的一端开始，一到两个床位的距离，这个范围可以根据经验得到。例如，该头部扫描区域可以是图3中的A区域。本例子中，可以将上述头部扫描区域内获取到的投影数据，称为头部区域投影数据。

在步骤601中，根据所述头部区域投影数据，确定产生该头部区域投影数据的源位置。

例如，投影数据中可以包括这个头部扫描区域内得到的LOR，每一条LOR都是探测器上两个晶体的连线，湮灭事件发生在该连线上。而在扫描过程中，被扫描对象(比如，患者)是位于扫描孔中，并且，LOR会与被扫描对象的身体有一个交点，产生该条LOR对应的符合数据的放射源位于所述交点的位置，该位置可以作为源位置。源位置也可以采用图3中的x-y坐标系进行位置表示。

具体实施中，可以预先确定扫描床的床体在扫描孔中的位置，比如，由扫描孔的纵向断面来看，床体上的患者可以位于扫描孔的中心，而由扫描孔的横向断面来看，可以为床体上的不同位置确定对应的x-y坐标。再结合投影数据中的LOR的位置，确定LOR与被扫描对象的身体的交点所在的源位置。例如，假设可以得到头部扫描区域中的多个源位置：T1(x1，y1)、T2(x2，y2)。

在步骤602中，获取校准因子文件，并根据文件中握手装置内侧的位置数据，确定握手装置内侧的位置。

如前面所述，根据校准因子文件中的位置数据，可以确定点源所在的位置，该位置也可以用图3中的x-y坐标系进行位置表示，例如，D1(x1，y1)。

在步骤603中，在头部扫描区域中，以所述握手装置内侧的位置为基准，将该内侧位置之外的范围作为数据过滤范围，所述内侧之外的位置范围是以所述内侧所在纵向为基准且沿扫描床的宽度方向远离所述被扫描对象头部。

在一个例子中，可以按照如下方式确定数据过滤范围：

假设点源所在的位置是D1(x1，y1)，其中一个源位置是T1(x1，y1)，可以将这两个坐标进行比较。例如，图3中的区域块33中的位置点与点源34比较时，可以是满足“x坐标小于点源34，且y坐标小于点源34”，那么，基于此，如果T1中的x1(可以暂时标记为T1-x1)，小于D1-x1(D1中的x1)，且T1-y1小于D1-y1，则确定T1位于区域块33中。

该区域块33即为满足如下条件的一个区域：在头部扫描区域中，以握手装置内侧的位置为基准，位于所述内侧位置之外的范围，该区域块33也可以称为数据过滤范围。所述内侧之外的位置范围是以所述内侧所在纵向为基准(例如，纵向中心线22为基准)，且沿扫描床的宽度方向远离被扫描对象头部。

在步骤604中，若源位置在所述数据过滤范围，则将所述源位置对应的投影数据作为待过滤数据。

若经过步骤603确定源位置在数据过滤范围，则将所述源位置对应的投影数据作为待过滤数据。例如，可以将T1(x1，y1)对应的投影数据作为待过滤数据。该待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据，如图3所示，区域块33中包括患者的手臂，因此将这个区域内的数据去除，就可以实现去除手臂放射线产生数据的目的。

在步骤605中，由头部区域投影数据中，去除该待过滤数据。

经过图6所示的数据过滤的过程，可以将全身扫描得到的投影数据中的待过滤数据去除。剩余的投影数据由于少了手臂放射线数据的影响，可以更准确。如图7所示，示例了一种图像重建的方法，可以包括：

在步骤700中，获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据。

在步骤701中，根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据。

在步骤702中，由所述投影数据中，去除所述待过滤数据。

在步骤703中，根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

本例子的图像重建方法，由于去除了手臂放射线数据的影响，使得重建的图像质量更高。

为了实现上述的图像重建方法，本公开例子提供了一种图像重建装置。如图8所示，该装置可以包括：数据获取模块81、过滤确定模块82、过滤处理模块83和重建处理模块84。

数据获取模块81，用于获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

过滤确定模块82，用于根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

过滤处理模块83，用于由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

重建处理模块84，用于根据剩余的投影数据，进行被扫描对象的图像重建。

在一个例子中，过滤确定模块82，具体用于：获取校准因子文件，所述校准因子文件中包括：所述握手装置的内侧对应的位置数据，所述握手装置的内侧靠近所述被扫描对象头部；以所述位置数据作为基准，在所述投影数据中的头部区域投影数据中，将所述握手装置的内侧之外的位置范围内产生的投影数据，作为所述待过滤数据，所述内侧之外的位置范围是以所述内侧为基准且沿扫描床的宽度方向远离所述被扫描对象头部。

本公开的方法的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台图像处理设备执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本例子提供的一种计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行数据处理方法，该方法包括：获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

本公开还提供了一种图像重建设备，例如，该设备可以是一台计算机。该图像重建设备可以包括：存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行指令时实现以下步骤：

获取被扫描对象在一次性全身扫描时得到的投影数据；

根据握手装置的位置数据，确定待过滤数据；所述握手装置固定设置于扫描床承载被扫描对象头部的一端，所述待过滤数据包括在所述一次性全身扫描时手臂放射线产生的投影数据；

由所述投影数据中，去除所述待过滤数据；

根据剩余的投影数据，进行所述被扫描对象的图像重建。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。