重建心脏相位图像的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种重建心脏相位图像的方法和装置。该方法包括：直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据；以及根据所述周期投影数据和所述综合时间窗数据重建所述心脏相位图像。该方法和装置利用图像自身的性质，不需要诸如心电图仪等外接设备即可重建出心脏相位图像，避免了应用外接设备的过程中的检测困难和检测结果不准确等一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
重建心脏相位图像的方法和装置
本专利技术涉及的是一种医学图像处理方法，具体地，涉及一种重建心脏相位图像的方法和装置。
技术介绍
心脏核医学成像中，被成像对象摄入放射性同位素药物。放射性同位素药物会随代谢分布于心脏等器官，同时放射性同位素衰变发出伽马射线。在体外利用扫描仪检测伽马射线，然后利用计算机通过重建算法重建出药物在体内分布的图像用于疾病的诊断。核医学成像包括心脏单光子发射计算机断层成像(SPECT)以及正电子发射断层成像(PET)等各种模态成像。获取心跳周期不同相位的核医学图像对于心脏疾病的诊断有着重要作用，与传统不考虑心脏跳动的核医学成像所获得图像相比，可以消除心脏搏动造成的伪影，提高图像分辨率。心脏舒张期和收缩期图像的心腔大小和室壁厚薄均不同，其能提供心脏的不同功能指标，如左心室舒张末期容积(EDV)，收缩末期容积(ESV)，射血分数(EF)等。获取心脏不同相位的核医学图像能够提高心脏疾病诊断的灵敏度和准确率，同时可以提高小范围心肌灌注异常的检出率。这对急性心肌缺血、慢性心肌缺血和心力衰竭的诊断、预后判断及危险度分层、疗效评价方面有很大的价值。目前临床获取心脏不同相位的核医学图像的方法包括利用门控心肌核医学显像。例如，通过利用心电图仪获取被检查者的心电图，根据心电图上所指示的心脏相位来采集当前心脏所处相位的各个角度的投影数据，然后利用图像重建算法，独立重建出每个相位的心脏相位图像。然而对于某些病人心脏信号过弱，或者某些动物心电监测比较困难的情况，就无法利用门控核医学成像来获取不同心脏相位的图像。而且利用人体表面贴合电极的方式进行心电检测，检测结果不准确。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种重建心脏相位图像的方法，包括：直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据；以及根据所述周期投影数据和所述综合时间窗数据重建所述心脏相位图像，并且所述重建所述心脏相位图像包括：利用所述不同时间窗内的综合时间窗数据重建静态图像；分割所述静态图像，并利用分割结果构建分类稀疏矩阵；以及利用所述周期投影数据和所述分类稀疏矩阵重建所述心脏相位图像；其中所述心脏相位图像是指心脏在心跳周期的不同相位所呈现的核医学图像。根据本专利技术一个实施例，所述计算不同时间窗内的综合时间窗数据进一步包括：根据所述周期投影数据计算周期总投影数据；以及根据所述周期总投影数据中每个元素对应的放射线被检测到的时间，将所述周期总投影数据划分成所述综合时间窗数据。根据本专利技术一个实施例，所述计算不同时间窗内的综合时间窗数据进一步包括：直接利用所述放射线被检测到的时间，将所述采集投影数据划分为不同周期的不同时间窗的时间窗数据；以及将不同周期的同一时间窗的时间窗数据累加，以获得所述综合时间窗数据。根据本专利技术一个实施例，所述重建静态图像进一步包括：将所述不同时间窗内的综合时间窗数据累加以获得静态投影数据，并且构建三维系统矩阵；以及利用所述静态投影数据和三维系统矩阵重建所述静态图像。根据本专利技术一个实施例，所述利用所述周期投影数据和所述分类稀疏矩阵重建所述心脏相位图像进一步包括：利用所述三维系统矩阵和所述分类稀疏矩阵构建四维系统矩阵；利用所述周期投影数据和所述四维系统矩阵重建与不同相位的心脏相位图像相对应的系数向量；以及利用所述与不同相位的心脏相位图像相对应的系数向量获得所述心脏相位图像。根据本专利技术另一方面，还提供了一种重建心脏相位图像的装置，包括计算模块和重建模块。计算模块用于直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据。重建模块用于根据所述周期投影数据和所述综合时间窗数据重建所述心脏相位图像，所述重建模块包括静态图像重建模块、分类稀疏矩阵构建模块和心脏相位图像重建模块。静态图像重建模块用于利用所述不同时间窗内的综合时间窗数据重建静态图像。分类稀疏矩阵构建模块用于分割所述静态图像，并利用分割结果构建分类稀疏矩阵。心脏相位图像重建模块用于利用所述周期投影数据和所述分类稀疏矩阵重建所述心脏相位图像。所述心脏相位图像是指心脏在心跳周期的不同相位所呈现的核医学图像。本专利技术提供的上述方法和装置利用图像自身的性质，不需要诸如心电图仪等外接设备即可重建出心脏相位图像，避免了使用外接设备的过程繁琐和特定情况下应用外接设备过程中的检测困难和检测结果不准确等一系列问题。在
技术实现思路
中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。以下结合附图，详细说明本专利技术的优点和特征。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施方式及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1是根据本专利技术一个具体实施例的重建心脏相位图像的方法的流程图；图2是根据本专利技术一个具体实施例的根据周期投影数据和综合时间窗数据重建心脏相位图像的流程图；以及图3是根据本专利技术一个具体实施例的重建心脏相位图像的装置的示意性框图。具体实施方式在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本专利技术。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本专利技术的较佳实施例，本专利技术可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。本专利技术提供了如图1的流程图所示的重建心脏相位图像的方法100。该方法100以SPECT成像系统来说明。本领域普通技术人员可以理解，SPECT成像仅为示例并非限制。本专利技术的重建心脏相位图像的方法可以普适于各种模态的核医学成像系统。该方法100直接利用常规核医学成像获得心脏相位图像。其中，心脏相位图像是指心脏在心跳周期的不同相位所呈现的核医学图像。例如，将大约0.8秒的心跳周期划分为10个相位，则心脏相位图像显示了每0.08秒心脏所呈现的核医学图像。如图1所示，该方法100包括步骤S110，直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据。当进行医学成像时，将带放射性的示踪剂静脉注射进入人体，然后探测器围绕人体采集从人体放射出来的放射线，例如：伽马射线。下面以SPECT系统为例来详细说明医学成像系统。在SPECT系统中，探测器是一种平板结构，包括准直器，晶体，光电倍增管和模拟定位电子电路四部分。准直器由单孔或多孔的铅或铅合金块构成，用于让一定视野范围内的、一定角度方向上的伽马射线通过准直器进入晶体。晶体用于将检测到的伽马射线转换成荧光光子。光电倍增管将荧光光子按比例转换成电子并倍增放大成易于测量的电脉冲信号。模拟定位电子电路通过将光电倍增管输出的电脉冲信号转换成用于确定晶体闪烁点位置的X,Y信号和用于确定伽马射线的能量信号。每条被检测到的射线都有与之一一对应的X,Y信号和能量信号。该能量信号用于确定该X,Y信号对应位置的采集投影数据。一般而言，心脏以一定心跳周期进行运动。每个心跳周期可以分成多个相位。在每个相位中，探测器可能旋转一个或多个采集角度。探测器旋转上述采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重建心脏相位图像的方法，包括：直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据；以及根据所述周期投影数据和所述综合时间窗数据重建所述心脏相位图像。

【技术特征摘要】
1.一种重建心脏相位图像的方法，包括：直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数据计算周期投影数据和不同时间窗内的综合时间窗数据；以及根据所述周期投影数据和所述综合时间窗数据重建所述心脏相位图像，并且所述重建所述心脏相位图像包括：利用所述不同时间窗内的综合时间窗数据重建静态图像；分割所述静态图像，并利用分割结果构建分类稀疏矩阵；以及利用所述周期投影数据和所述分类稀疏矩阵重建所述心脏相位图像；其中所述心脏相位图像是指心脏在心跳周期的不同相位所呈现的核医学图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算不同时间窗内的综合时间窗数据进一步包括：根据所述周期投影数据计算周期总投影数据；以及根据所述周期总投影数据中每个元素对应的放射线被检测到的时间，将所述周期总投影数据划分成所述综合时间窗数据。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算不同时间窗内的综合时间窗数据进一步包括：直接利用所述放射线被检测到的时间，将所述采集投影数据划分为不同周期的不同时间窗的时间窗数据；以及将不同周期的同一时间窗的时间窗数据累加，以获得所述综合时间窗数据。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重建静态图像进一步包括：将所述不同时间窗内的综合时间窗数据累加以获得静态投影数据，并且构建三维系统矩阵；以及利用所述静态投影数据和所述三维系统矩阵重建所述静态图像。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述周期投影数据和所述分类稀疏矩阵重建所述心脏相位图像进一步包括：利用所述三维系统矩阵和所述分类稀疏矩阵构建四维系统矩阵；利用所述周期投影数据和所述四维系统矩阵重建与不同相位的心脏相位图像相对应的系数向量；以及利用所述与不同相位的心脏相位图像相对应的系数向量获得所述心脏相位图像。6.一种重建心脏相位图像的装置，包括：计算模块，用于直接利用放射线被检测到的时间，根据所述放射线所形成的采集投影数...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝云龙，黄秋，彭旗宇，许剑锋，闫泽武，
申请(专利权)人：东莞南方医大松山湖科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44