[发明专利]一种图像的生成方法

说明书

本发明提供了一种基于点扩展函数的图像生成方法。上述图像的生成方法，上述生成方法包括：基于探测晶体空间位置及几何形状信息确定一个探测晶体对A和B探测到每一伽马光子对的概率，上述伽马光子对由在指定位置释放的正电子发生湮灭后产生；基于上述探测晶体对A和B探测到每一伽马光子对的概率确定上述点扩展函数。本发明能够简化晶体衰减和穿透效应的物理过程，仅以少量的仿真或者测量优化物理过程参数，即可获取相应的点扩展函数并基于该点扩展函数生成图像。

技术领域

本发明涉及一种图像的生成方法，尤其涉及一种基于点扩展函数的图像生成方法。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)技术是临床上广泛应用的一种无创核医学影像诊断技术。该技术以正电子核素为示踪剂，通过重建或创建被扫描对象的图像，了解病灶部位对示踪剂的摄取情况，从而提供活体的新陈代谢等功能信息，在临床诊断、疗效评价、基础医学研究，以及新药研发中发挥着重要作用。

高清图像重建技术是正电子发射断层成像中的关键技术，该技术能够显著提升图像分辨率、恢复系数和信噪比等关键指标。而正电子发射断层成像系统的点扩展函数的正确获得和使用是高清图像重建技术的重要前提。

上述点扩展函数描述从单个正电子出射、发生湮灭至一对伽马光子被正电子发射断层成像探测器探测到的物理过程，具体包括：正电子自由程、一对伽马(γ)光子的非共线性效应、γ光子的飞行轨迹，以及γ光子穿透闪烁晶体过程中的吸收、衰减和散射效应等。

现有的点扩展函数的生成方法包括：解析计算、Monte Carlo仿真方法、实际测量或者其组合。上述解析计算只需获得所有探测晶体的空间位置及几何形状信息即可进行，过程简单，但是一般只能用于较为简单的物理过程，如γ光子的飞行轨迹，以及γ光子穿透闪烁晶体过程中的吸收、衰减效应等。而较复杂的物理效应一般需要通过Monte Carlo仿真方法或者实际测量获得。

由于系统响应线及重建体素的数目巨大，Monte Carlo仿真方法和实际测量都需要巨大的数据量，即需要大量的仿真计算资源或者大量的实际系统机时和复杂的实验装置(如可编程的三维移动装置)，以获得噪音较低的优质数据。而且在完成数据采集后，仍需要进行复杂的数据处理，以获得所需的物理效应模型。

通过上述Monte Carlo仿真方法和上述实际测量所获得的物理模型，仅适用于当前的系统结构。一旦在其他产品型号中稍许调整其系统结构，就需重新进行上述全部仿真和实际测量，效率低下且可重复性低。

因此，现有的正电子发射断层成像技术的点扩展函数生成方法效率低下，而且可重复性低。本领域亟需一种效率高的点扩展函数以用于生成图像，以解决现有技术存在的上述缺陷。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种图像的生成方法，简化晶体衰减和穿透效应的物理过程，以去除现有技术对于大量Monte Carlo仿真方法和实际测量的依赖，从而仅以少量的仿真或者测量优化物理过程参数，即可获取相应的点扩展函数，进而生成图像。

根据本发明的一方面所提供的上述图像的生成方法，用于获取上述图像的点扩展函数，上述生成方法包括：

步骤1：基于所有探测晶体的空间位置及几何形状信息确定一个探测晶体对A和B探测到每一伽马(γ)光子对的概率，上述伽马光子对由在指定位置释放的正电子发生湮灭后产生；

步骤2：基于上述探测晶体对A和B探测到每一伽马光子对的概率确定上述点扩展函数，并基于所述点扩展函数生成图像。