[发明专利]一种去除锥形束SPECT准直器模糊效应的方法

说明书

本发明公开的一种去除SPECT准直器模糊效应的方法，涉及一种针对去除锥形束SPECT准直器模糊效应的方法，属于医学图像处理领域。本发明公开的一种去除SPECT准直器模糊效应的方法，包括如下步骤：对锥形束投影直接根据推导的公式进行处理，获得重建物体每一层平行投影的二维傅里叶变换；使用Lewitt提出的算法对得到的每一层平行投影的二维傅里叶变换进行准直器去模糊校正；对去模糊后的投影进行重建，得到准直器去模糊后的物体，即实现去除锥形束SPECT准直器模糊效应。本发明要解决的技术问题为降低锥形束准直器去模糊方法的繁琐度，并提高去模糊方法的精度。

技术领域

本发明涉及一种去除SPECT准直器模糊效应的方法，特别涉及一种针对去除锥形束SPECT准直器模糊效应的方法，属于医学图像处理领域。

背景技术

单光子发射计算机断层成像(single photon emission computed tomography,SPECT)是核医学的一项重要技术，目前在临床上有广泛的应用。它需要向体内注射放射性示踪剂。注入体内的放射性示踪剂可以参与人体的生理活动，并辐射γ光子。计算机通过位于体外的检测器接收到的γ光子数量和适当的算法可以重建出体内放射性示踪剂的分布。该分布能够直观反映出人体器官新陈代谢水平的高低，从而实现功能成像的目的，对疾病的早期诊断具有重要意义。

在SPECT的准直器类型中，常见的有平行束准直器、扇形束准直器和锥形束准直器。检测器的准直器孔径是限制图像空间分辨率和灵敏度的关键因素。同时，准直器分辨率和准直器灵敏度之间存在折衷。为了获得足够好的空间分辨率只能降低准直器的灵敏度。与平行束准直器相比，扇形束准直器和锥形束准直器会在其会聚范围内具有更高的空间分辨率和灵敏度，但检测到的视野也会变得更小。

在SPECT中，有限的准直器孔径是模糊的一个来源，并随着检测器面与物体距离的增加，其空间分辨率也会降低。准直器模糊的点扩展函数近似为高斯函数。

对于平行束准直器模糊效应的校正方法，最早由lewitt等提出了随距离可变的解卷积算法，随后又不断完善。

本发明涉及到的一项重要已有技术是Lewitt等人在文献《Novel properties ofthe Fourier decomposition of the sinogram》(Edholm P R,Lewitt R M,LindholmB.Physics and Engineering of Computerized Multidimensional Imaging andProcessing.International Society for Optics and Photonics,1986:8-18.)中提出的平行束准直器去模糊算法，具体为：

假定用f(x,y)表示在x-y坐标系中待重建物体的辐射强度,用(x_r,t)代表(x,y)绕坐标原点逆时针旋转θ角度后重新建立的检测器坐标系。用f^θ(x_r,t)代表旋转了角度θ后检测器坐标系中各个位置的辐射强度。那么根据坐标转换公式可得：

f^θ(x_r,t)＝f(x_rcosθ-t sinθ,x_rsinθ+t cosθ) (1)

在旋转后的检测器坐标系中，某一特定准直孔中线所在直线可由一对参数(x_r,θ)唯一确定。用p(x_r,θ)表示该准直孔所对应的检测器像素点所接收到的信号值,也即在该方向的投影。在理想情况下，即不存在准直器模糊效应的情况下，这一值应为线积分：

p(x_r,θ)＝∫f^θ(x_r,t)dt (2)