[发明专利]一种利用偏心旋转提高锥形束SPECT成像分辨率的方法

说明书

本发明涉及一种利用偏心旋转提高锥形束SPECT成像分辨率的方法，包括如下步骤：步骤一，获得N个旋转角度下的低分辨率投影图像，在每个旋转角度下获得若干幅低分辨率投影图像，所述低分辨率投影图像的采集要保证检测器焦点始终为同一点，所述低分辨率投影图像与该旋转角度下高分辨率投影图像之间存在几何关系；步骤二，对单个旋转角度下的若干低分辨率投影图像进行处理，得到该旋转角度下对应高分辨率投影图像；步骤三，重复步骤二操作，得到N个旋转角度下的高分辨率投影图像，最终得到真实高分辨率图像。本发明在不改变检测器硬件的前提下，能够提高锥形束SPECT图像的分辨率。

技术领域

本发明涉及一种SPECT成像方式，特别涉及一种利用偏心旋转提高锥形束 SPECT成像分辨率的方法，属于医学图像重建领域。

背景技术

单光子发射计算机断层成像(single photon emission computed tomography,SPECT)是核医学成像中的一项重要技术，放射性示踪剂通过辐射γ光子，穿过人体后被检测器检测，最终重建得到断层图像，在肿瘤诊断、心血管疾病诊断和脑神经科学研究等领域得到广泛应用。与其他医学成像方式(如X射线计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI))相比，SPECT具有分辨率较低的局限性。在SPECT中，限制图像空间分辨率和灵敏度的关键因素为检测器的准直孔径的大小，准直器孔径过大或过小都会影响成像质量的好坏。

超分辨率重建是利用同一场景的一幅或多幅低分辨率图像的附加信息重建出一幅或多幅高分辨率图像的技术，作为一种有效的提高图像分辨率的方法，广泛应用于遥感卫星，医学图像等领域。近年来超分辨率重建被应用到CT、PET、 SPECT、磁共振成像领域，以提高图像分辨率，这些方法主要应用在图像域或平行及扇形检测器投影重建领域。

锥形投影SPECT系统与平行束、扇形束SPECT相比，具有高分辨率的特点，有利于对小目标进行检测及重建，利用检测器的旋转移动等操作，将锥形束投影重建和超分辨率重建相结合，将会极大提高SPECT的成像分辨率。

发明内容

本发明提供一种利用偏心旋转提高锥形束SPECT成像分辨率的方法。该方法在不改变检测器中准直器孔径大小、且保证每个旋转角度下检测器焦点始终为同一点的前提下，利用低分辨率检测器的偏心旋转，提高SPECT图像的分辨率。

本发明在每个角度下采集的低分辨率投影图像个数为M，与实际低分辨率投影图像大小，目标高分辨率投影图像大小有关；若低分辨率检测器大小为S_l×S_l个像素，目标高分辨率投影图像大小为S_h×S_h个像素，R为高分辨率图像大小与低分辨率图像大小像素之比，则M、N、R、S_h、S_l可由公式(1)、(2)、(3)给出。

N≥S_h (1)

M≥R×R (3)

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种利用偏心旋转提高锥形束SPECT成像分辨率的方法，包括如下步骤：

步骤一，获得N个旋转角度下的低分辨率投影图像，在每个旋转角度下获得若干幅低分辨率投影图像，所述每个旋转角度下低分辨率投影图像的采集要保证检测器焦点始终为同一点，所述低分辨率图像与该旋转角度下高分辨率图像之间存在几何关系；

低分辨率投影图像采集，通过如下方法实现；

低分辨率检测器绕物体中心进行旋转，每次旋转角度，N为检测器绕物体旋转的次数；在每个旋转角度下，保证检测器焦点始终为同一点的前提下，对检测器进行M次偏心旋转；

采集得到N次旋转的每个位置处的M个低分辨率投影图像；记录每次偏心旋转的距离与角度；