图像重建方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种PET图像重建方法及装置。
【背景技术】
[0002] 正电子发射断层成像（PositronEmissionComputedTomography，PET)是继电 子计算机断层扫描（ComputedTomography,CT))之后迅速发展起来的一种神经影学检查 仪器。目前，在肿瘤、冠心病和脑部疾病这三大类疾病的诊疗中突显出重要的价值，是核医 学领域比较先进的临床检查影像技术。它可以在不改变生理状态的情况下，向生物活体注 入放射性示踪剂，参与生物活体的生理代谢。示踪剂标记物发生衰变产生的正电子，正电子 发生湮没效应，产生逆向发射的511keVY光子对。使用符合探测技术探测成对出现的光子 对，确定符合响应线（Line〇fReSp〇nSe，L0R)，通过采集得到数量较多的L0R，并经过校正处 理后，进行图像断层重建，即可观测所述生物活体的代谢功能。
[0003] PET除了用传统的CT扫描来获取穿透衰减信息以外，在PET-MR中的PET信号衰减 估计主要可分为两类。一类是基于MR图像处理，通过采取一个图像分割或先验地图为基础 的方法，用预先定义的衰减系数分配到不同的探测器对上，并且可能采用一些特定的MR序 列，以提高MR图像的对比度。另一个研究方向是在图像迭代重建过程中协同估计发射和衰 减的图像。然而，对于nonTOFPET数据，研究表明协同估计方法在数学上不是稳态的，而且 优化将导致其局部达到一个最优解但可能偏离全局最优解。另一方面，TOF信息将有助于 达到一个稳定的发射和衰减的协同估计，但是发射和衰减估计的计算时间及迭代次数都很 长，这种多次的迭代本身也将不可避免地在PET发射图像上带来高频噪声，因此单纯使用 TOFPET数据进行协同估计耗时较长。对于基于MR图像处理的方法而言，手臂等局部图像出 现在FOV之外而发生截断时，会导致MR图像部分缺失而无法有效估计PET在这部分的衰减 系数。综上，现有的PET图像重建方法无法利用MR图像得到较为准确的用于PET图像重建 的衰减图像。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题是如何从MR图像得到对应的用于PET图像重建的衰减图像， 并利用得到的衰减图像进行PET图像重建。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种图像重建方法，所述方法包括：
[0006] 通过MR扫描获取扫描对象的MR图像；
[0007] 获取所述MR图像对应的CT估值图像；
[0008] 利用所述CT估值图像，生成对应的初始衰减图像；
[0009] 通过PET扫描获取所述扫描对象的PET放射数据；
[0010] 利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭代地重建所述扫描对象的PET放 射图像和衰减图像。
[0011] 可选地，所述获取所述MR图像对应的CT估值图像，包括：
[0012] 建立MR图像和CT图像的联合字典；
[0013] 查询所述联合字典，获取所述扫描对象的MR图像的稀疏解；
[0014] 基于所述稀疏解和联合字典，获取所述扫描对象的MR图像对应的CT估值图像。
[0015] 可选地，所述获取所述MR图像对应的CT估值图像，包括：
[0016] 建立MR图像和CT图像的联合字典；
[0017] 从所述扫描对象的MR图像中提取多个MR图像块；
[0018] 查询所述联合字典，获取各个所述MR图像块的稀疏解；
[0019] 基于所述稀疏解和联合字典，获取各个所述MR图像块对应的CT图像块；
[0020] 将获取的所述CT图像块进行聚合，获取CT估值图像，所述CT估值图像对应所述 扫描对象的MR图像。
[0021] 可选地，至少部分所述MR图像块之间重叠。
[0022] 可选地，所述建立所述MR图像和CT图像的联合字典，包括：通过训练集的学习，获 取所述MR图像和CT图像的联合字典，所述训练集包含多对在空间上配准的MR图像块和CT 图像块。
[0023] 可选地，所述利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭代地重建所述扫描 对象的PET放射图像和衰减图像，包括：采用有序子集法，利用所述PET放射数据和所述初 始衰减图像，迭代地重建所述扫描对象的PET放射图像和衰减图像。
[0024] 可选地，所述利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭代地重建所述扫描 对象的PET放射图像和衰减图像，包括：通过建立与迭代重建得到的衰减图像与所述初始 衰减图像之间的差值正相关的惩罚函数，利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭 代地重建所述扫描对象的PET放射图像和衰减图像。
[0025] 本发明还提供了一种图像重建装置，所述装置包括：
[0026] 第一获取单元，适于通过MR扫描获取扫描对象的MR图像；
[0027] 第二获取单元，适于获取所述MR图像对应的CT估值图像；
[0028] 生成单元，适于利用所述CT估值图像，生成对应的初始衰减图像；
[0029] 第三获取单元，适于通过PET扫描获取所述扫描对象的PET放射数据；
[0030] 重建单元，适于利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭代地重建所述扫 描对象的PET放射图像和衰减图像。
[0031] 可选地，所述第二获取单元包括：
[0032] 第一建立子单元，适于建立MR图像和CT图像的联合字典；
[0033] 第一查询子单元，适于查询所述联合字典，获取所述扫描对象的MR图像的稀疏 解；
[0034] 第一获取子单元，适于基于所述稀疏解和联合字典，获取所述扫描对象的MR图像 对应的CT估值图像。
[0035] 可选地，所述第二获取单元包括：
[0036] 第二建立子单元，适于建立MR图像和CT图像的联合字典；
[0037] 划分子单元，适于从所述扫描对象的MR图像中提取多个MR图像块；
[0038] 第二查询子单元，适于查询所述联合字典，获取各个所述MR图像块的稀疏解；
[0039] 第二获取子单元，适于基于所述稀疏解和联合字典，获取各个所述MR图像块对应 的CT图像块；
[0040] 聚合子单元，适于将获取的所述CT图像块进行聚合，获取CT估值图像，所述CT估 值图像对应所述扫描对象的MR图像。
[0041] 可选地，至少部分所述MR图像块之间重叠。
[0042] 可选地，所述第一建立子单元和所述第二建立子单元适于通过训练集的学习，获 取所述MR图像和CT图像的联合字典，所述训练集包含多对在空间上配准的MR图像块和CT 图像块。
[0043] 可选地，所述重建单元适于采用有序子集法，利用所述PET放射数据和所述初始 衰减图像，迭代地重建所述扫描对象的PET放射图像和衰减图像。
[0044] 可选地，所述重建单元适于通过建立与迭代重建得到的衰减图像与所述初始衰减 图像之间的差值正相关的惩罚函数，利用所述PET放射数据和所述初始衰减图像，迭代地 重建所述扫描对象的PET放射图像和衰减图像。
[0045] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：
[0046] 由于首先通过MR图像得到对应的CT图像，再利用所得到的CT图像得到对应的用 于PET图像重建的衰减图像，可以得到较为准确的衰减图像。
[0047] 由于所得到的用于PET图像重建的衰减图像与真实的衰减图像之间具有较小的 偏差，通过较少的迭代次数即可重建得到PET放射图像和衰减图像，因此，可以提高图像重 建的速度。
[0048] 进一步地，通过建立并获取MR图像和CT图像的联合字典，通过查询所述联合字 典，便可以快速地获取所述MR图像对应的CT估值图像，因此，可以提高CT估值图像的获取 速度，从而可以进一步提高PET图像重建的速度。
[0049] 进一步地，通过建立与迭代重建得到的衰减图像与由CT估值图像获得的初始衰 减图像之间的差值正相关的惩罚函数，并将上述惩罚函数应用到衰减图像的迭代估计过程 中，可以使得迭代估计可以快速收敛，得到所述衰减图像，且所得到的衰减图像不会偏离所 述用于PET图像重建的衰减图像，因此，可以得到更加准确的衰减图像。
【附图说明】
[0050] 图1是本发明实施例中的一种图像重建方法的流程图；
[0051] 图2是本发明实施例中的另一种图像重建方法的流程图；
[0052] 图3A是现有的通过CT扫描获取的衰减图像；
[0053] 图3B是利用图3A所示的衰减图像得到的PET重建图像；
[0054] 图4A是现有的通过MR图像处理获取的衰减图像；
[0055] 图4B是利用图4A所示的衰减图像得到的PET重建图像；
[0056] 图5A是通过本发明实施例中的图像重建方法获取的衰减图像；
[0057] 图5B是通过本发明实施例中的图像重建方法得到的PET重建图像；
[0058] 图6是本发明实施例中的一种图像重建装置的结构示意图；
[0059] 图7是本发明实施例中的一种第二获取单元的结构示意图；
[0060] 图8是本发明实施例中的另一种第二获取单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0061] 现有技术中，可以通过核磁共振（MagneticResonance,MR)图像获取对应的衰减 图像。但是，由于MR图像的视野场（FOV)可能是受限制的，使得在MR图像边缘处截断，特 别是对于体型较大的病人来说。另外，由于金属植入物或者端口的原因，使得MR图像失真， 因此，现有技术中的图像重建方法无法利用MR图像得到较为准确的用于PET图像重建的衰 减图像。
[0062] 为解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例采用的技术方案通过首先由MR 图像得到对应的CT图像，再利用所得到的CT图像得到对应的用于PET图像重建的衰减图 像，可以得到较为准确的衰减图像。
[0063] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0064] 图1示出了本发明实施例中的一种图像重建方法的流程图。如图1所示的PET图 像重建方法，可以包括：
[0065] 步骤SlOl:通过MR扫描获取扫描对象的MR图像。
[0066] 步骤S102 :获取所述MR图像对应的CT估值图像。
[0067] 步骤S103 :利用所述CT估值图像，生成对应的初始衰减图像。
[0068] 步骤S104 :通过PET扫描获取所述扫描对象的P