PET/CT几何配准方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种PET/CT几何配准方法和系统，该方法包括：通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建，以获得CT重建图像；通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建，以获得镥本底符合图像；分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个几何体的重心；根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据；根据重心映射数据获取镥本底符合图像到CT重建图像的旋转矩阵和平移向量，并将旋转矩阵和平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。该方法可对PET/CT进行几何配准，可用于机器定期的标定，不需要制备多点或多线正电子源，几何体模型价格便宜、可重复使用，且对操作人员几乎无辐射剂量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PET/CT成像
，尤其涉及一种PET/CT几何配准方法和系统。
技术介绍
PET/CT双模式成像（PET表示正电子发射计算机断层扫描，CT表示电子计算机断 层扫描）可以获得具有功能信息的PET图像和具有精细解剖结构信息的CT图像，两种图像 融合可以精确定位病灶位置，提高疾病诊断精确度。2001第一台商业化临床人体PET/CT问 世，目前PET/CT已经广泛应用于临床疾病诊断，已经基本替代了独立的PET系统。PET/CT 技术也广发应用于小动物成像研宄。通常PET探测器和CT探测器安装在同一机架上，并共 用同一扫描床，病人快速的进行CT扫描后，进行PET扫描。区别于独立的PET和CT系统， 一体机的设计减小了病人在不同机器上位置、状态的变化。一体机PET/CT通常只需对PET 和CT进行刚性的几何配准。传统的几何配准方法是使用正电子源特别制作的膜体进行PET 和CT成像，对两种重建图像进行刚性匹配，得到配准的旋转矩阵和平移向量。但是传统方 法需要制作含放射源的膜体，制作费时、费力、费钱，不适合于作为每日的临床检查。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的 一个目的在于提出一种PET/CT几何配准方法，该方法可以对PET/CT进行几何配准，用于机 器定期的标定，该方法不需要制备复杂的多点或多线正电子源，而且所设计的几何体模型 价格便宜、可重复使用、精度高，而且对操作人员几乎无辐射剂量。 本专利技术的第二个目的在于提出一种PET/CT几何配准系统。 为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的PET/CT几何配准方法，包括以下步 骤：通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建，以获得CT重建图像，其中，所述几何 体模型由N个不含放射源的几何体制备而成，且N多3 ;通过PET仪对所述几何体模型进行 镥本底符合事件的扫描和重建，以获得镥本底符合图像；分别提取所述CT重建图像和所述 镥本底符合图像中每个所述几何体的重心；根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像 和所述镥本底符合图像的重心映射数据；根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像 到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量，并将所述旋转矩阵和所述平移向量作为PET图 像到CT图像的配准参数。 根据本专利技术实施例的PET/CT几何配准方法，可以对PET/CT进行几何配准，用于机 器定期的标定，该方法不需要制备复杂的多点或多线正电子源，而且所设计的几何体模型 价格便宜、可重复使用、精度高，而且对操作人员几乎无辐射剂量。 为了实现上述目的，本专利技术第二方面实施例的PET/CT几何配准系统，包括：几何 体模型，其中，所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成，且N多3 ;CT机，用于 对所述几何体模型进行常规成像扫描和重建，以获得CT重建图像；PET仪，用于对所述几何 体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建，以获得镥本底符合图像；数据处理装置，所述数 据处理装置包括：重心提取模块，用于分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中 每个所述几何体的重心；映射模块，用于根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所 述镥本底符合图像的重心映射数据；配准参数获取模块，用于根据所述重心映射数据获取 所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量。 根据本专利技术实施例的PET/CT几何配准系统，可以对PET/CT进行几何配准，用于机 器定期的标定，该系统不需要制备复杂的多点或多线正电子源，而且所设计的几何体模型 价格便宜、可重复使用、精度高，而且对操作人员几乎无辐射剂量。【附图说明】 图1是根据本专利技术一个实施例的PET/CT几何配准方法的流程图； 图2是根据本专利技术一个实施例的CT重建图像的示意图； 图3是根据本专利技术一个实施例的PET/CT系统的结构示意图； 图4是根据本专利技术一个实施例的通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的 扫描和重建，以获得镥本底符合图像的流程图； 图5是根据本专利技术一个实施例的镥176的衰变纲图； 图6是根据本专利技术一个实施例的分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个 几何体的重心的流程图； 图7是根据本专利技术一个实施例的根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符 合图像的重心映射数据的流程图； 图8是根据本专利技术一个具体实施例的CT重建图像的横断面、冠状面和矢状面图； 图9是根据本专利技术一个具体实施例的根据旋转矩阵和平移向量将镥本底符合重 建图像进行旋转和平移后的图像的横断面、冠状面和矢状面图； 图10是根据本专利技术一个具体实施例的将旋转、平移后的镥本底符合重建图像与 CT重建图像进行融合后的图像的横断面、冠状面和矢状面图； 图11是根据本专利技术一个实施例的PET/CT几何配准系统的结构示意图。【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 目前，大部分的PET系统采用LSO、LYSO、LGSO等含镥晶体，天然镥中含有2. 6%的 176Lu同位素，具有天然本底辐射，主要包括一个平均能量596kev的β辐射和级联的三个 γ辐射，能量分别为307keV，202keV和89keV。镥本底辐射可以在PET探测器上形成符合 事件。本专利技术就是利用该辐射提出了一种PET/CT几何配准方法和系统。下面结合附图说 明本专利技术实施例的PET/CT几何配准方法和系统。 图1是根据本专利技术一个实施例的PET/CT几何配准方法的流程图。如图1所示，本 专利技术实施例的PET/CT几何配准方法，包括以下步骤： SlOl，通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建，以获得CT重建图像，其 中，几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成，且N多3。 在本专利技术的一个实施例中，几何体的材料为高密度材料，几何体的形状为球形或 三角形或多边形。 其中，下文对本专利技术实施例的PET/CT几何配准方法进行具体说明时，均以几何体 模型为金属球模型为例进行举例说明。 具体地，首先使用高密度的N个金属球制备金属球模型，金属球模型还包括由低 密度物质（例如，塑料、泡沫、有机玻璃等）制作而成的固定支架，用于固定支撑金属球，其 中，为了后续计算的需要，金属球的个数为N多3。其中，金属球的尺寸和固定支架的尺寸可 依据PET/CT系统的空间分辨率和系统几何尺寸进行选择。 在本专利技术的一个实施例中，金属球的材料可以是纯金属的或者是合金的。例如铁、 铅、鹤、钢、鹤合金等。 更具体地，在本专利技术的一个具体实施例中，采用5个钨合金球，密度14. 95g/cm3, 一 个直径l〇mm，4个直径8mm。 进一步地，将金属球模型置于扫描床中在CT机中进行常规成像扫描和重建，例 如，在CT机中进行螺旋轨道扫描，采用FDK重建算法进行重建，以获得CT重建图像，如图2 所示。其中，PET/CT系统的结构示意图如图3所示。 S102,通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建，以获得镥本 底符合图像。 在本专利技术的一个实施例中，如图4所示，S102具体包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PET/CT几何配准方法，其特征在于，包括以下步骤：通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建，以获得CT重建图像，其中，所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成，且N≥3；通过PET仪对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建，以获得镥本底符合图像；分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心；根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据；以及根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量，并将所述旋转矩阵和所述平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏清阳，马天予，江年铭，黄晓明，刘亚强，王石，刘迈，
申请(专利权)人：北京永新医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11