[发明专利]一种图像重建方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及图像处理领域，尤其是涉及一种图像重建方法及装置。

背景技术

正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，PET)是一种常用的医学影像技术。在PET技术中，将生物生命代谢中必须的物质标记上放射性核素(如F18，C11等)，放射性核素在衰变过程中释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭事件，从而产生方向大致相反的光子对(based on pair production)。因此，通过探测正电子湮灭产生的光子对，能够重建出放射性核素分布的三维图像(即PET图像)，从而得到放射性核素在生物生命代谢中聚集的位置，以反映生命代谢活动的情况。

然而，由于正电子的湮灭射程、光子对的非准直性、光子对在闪烁晶体中的透射及散射(探测过程中光子对会经过闪烁晶体)等原因，会导致点扩散问题，从而影响重建图像的分辨率和对比度。因此，需要在重建图像时考虑点扩散问题。

现有技术中一种重建方式是，在重建模型中，考虑一个像素点向其他像素点的扩散，然而由于一个像素点在其扩散范围内的像素点数量较多，从而使得重建图像时的计算复杂度较高，尤其是当像素点变小时，计算复杂度会成平方地增加。现有技术还提出了一种重建方式是在重建模型中考虑一条响应线向其他响应线的扩散。由于一条响应线在其扩散范围的响应线数量较少，从而这种重建方式在在重建图像时的计算复杂度较低，但是对点扩散的校正效果较差。因此，如何实现在重建PET图像时，在保证计算复杂度较低的前提下，提高点扩散的校正效果，是现有技术亟待解决的问题。

发明内容

本申请解决的技术问题在于提供一种图像重建方法及装置，以实现在重建PET图像时，在保证计算复杂度较低的前提下，提高了点扩散的校正效果。

为此，本申请解决技术问题的技术方案是：

本申请提供了一种图像重建方法，包括：

获取弦图径向PSF矩阵和图像轴向PSF矩阵；

将所述弦图径向PSF矩阵和所述图像轴向PSF矩阵作为点扩散函数矩阵，根据所述点扩散函数矩阵构建重建模型；

利用所述重建模型对探测到的符合计数进行重建，以获取PET重建图像；

其中，所述弦图径向PSF矩阵用于表示每条响应线沿弦图的径向方向扩散到其他响应线的扩散系数的集合；所述图像轴向PSF矩阵用于表示每个像素点沿探测区域的轴向方向扩散到其他像素点的扩散系数的集合。

可选的，所述重建模型为：

y＝P_{sino_radial}MP_{image_axial}x；

其中，x为所述PET重建图像，y为所述探测到的符合计数，M为光子对被探测器对所检测到的概率构成的矩阵，P_{sino_radial}为所述弦图径向PSF矩阵，P_{image_axial}为所述图像轴向PSF矩阵。

可选的，获取弦图径向PSF矩阵包括：

通过扫描点源或者线源，在每个环差以及每个投影方向上，获取多条响应线沿弦图的径向方向扩散到其他响应线的扩散函数；

对获取到的所述多条响应线沿弦图的径向方向扩散到其他响应线的扩散函数的特征参数进行多项式拟合，根据拟合结果获得所述弦图径向PSF矩阵。

可选的，获取图像轴向PSF矩阵包括：

通过扫描点源，重建得到点源图像；

根据所述点源图像获取多个像素点沿探测区域的轴向方向扩散到其他像素点的扩散函数；

对获取到的所述多个像素点沿探测区域的轴向方向扩散到其他像素点的扩散函数的特征参数进行多项式拟合，根据拟合结果获得所述图像轴向PSF矩阵。

可选的，在所述弦图径向PSF矩阵中，相关的各个矩阵元素的总和为固定值；所述相关的各个矩阵元素用于表示任一条响应线分别向其他响应线的扩散系数。

本申请还提供了一种图像重建装置，包括：

第一获取模块，用于获取弦图径向PSF矩阵；

第二获取模块，用于获取图像轴向PSF矩阵；

构建模块，用于将所述弦图径向PSF矩阵和所述图像轴向PSF矩阵作为点扩散函数矩阵，根据所述点扩散函数矩阵构建重建模型；

重建模块，用于利用所述重建模型对探测到的符合计数进行重建，以获取PET重建图像；