ECT运动门控信号获取方法及ECT图像重建方法技术

本发明专利技术公开了ECT运动门控信号获取方法ECT图像重建方法，包括以下步骤：S1.获取原始ECT数据；S2.将原始ECT数据划分为数个数据段；S3.构建一个参数化的VOI；S4.计算参数在不同取值时的VOI内的ECT数据与坐标方向的加权信号；S5.对加权信号进行傅里叶频谱分析，获得其信噪比；S6.重复执行步骤S3～S5若干次，获取由数种参数定义的VOI内包含的加权信号的信噪比，以信噪比最大者所对应的VOI为最优VOIopt；S7.对最优VOIopt所包含的加权信号进行滤波处理，获取最优VOIopt内的运动波形的时间曲线；S8.按照运动波形的幅值或相位，对原始的ECT数据进行分箱处理。

【技术实现步骤摘要】
ECT运动门控信号获取方法及ECT图像重建方法
本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种ECT运动门控信号获取方法及ECT图像重建方法。
技术介绍
ECT(EmissionComputedTomography)，又称为发射型计算机断层扫描，是一种利用放射性核素的检查方法。ECT成像的基本原理：放射性药物引入人体，经代谢后在脏器内ECT外或病变部位和正常组织之间形成放射性浓度差异，将探测到这些差异，通过计算机处理再成像，ECT包括SPECT、PET。SPECT(Single-PhotonEmissionComputedTomography，SPECT)，即单光子发射计算机断层扫描。它利用发射单光子的核素药物如99mTc、133I、67Ga、153Sm等进行检查。SPECT除显示肿瘤病灶外，尚可显示局部脏器功能的变化，如：化疗后左心功能、肾功能的改变等。PET(PositronEmissionComputedTomography)，即正电子发射断层计算机断层扫描是继电子计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)之后迅速发展起来的一种神经影学检查仪器。目前，在肿瘤、冠心病和脑部疾病这三大类疾病的诊疗中突显出重要的价值，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。它可以在不改变生理状态的情况下，向生物活体注入放射性示踪剂，参与生物活体的生理代谢。示踪剂标记物发生衰变产生的正电子，正电子发生湮没效应，产生逆向发射的511keVγ光子对。使用符合探测技术探测成对出现的光子对，确定符合响应线(LineofResponse，LOR)，通过采集得到数量较多的LOR，并经过校正处理后，进行图像断层重建，即可观测所述生物活体的代谢功能。在获取被扫描部位扫描数据时，由于被检查对象的呼吸、心跳等原因，导致肺部、胸部处的器官或组织会发生周期性运动。在数据采集期间的这种运动会造成图像伪影，降低了图像质量。在ECT扫描中，可利用门控采集的方式获得被检查对象的数据。一种方法为基于外部硬件设备，例如精准的摄像机定位系统，甚至同步的PET/MR，来获取呼吸或者心跳波形，然后基于相应的波形，对采集的数据进行分箱处理。然而，此种方法中，通常需要大幅度增加扫描的操作步骤，例如需要在扫描前让病人配搭额外的设备，或者需要昂贵的硬件设备，增加了设备的成本，及其可能给技师在操作时带来额外的辐射剂量，不利于临床应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ECT运动门控信号获取方法及ECT图像重建方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种ECT运动门控信号获取方法，包括以下步骤：S1.对被扫描部位进行ECT扫描，获取原始ECT数据，所述原始ECT数据包括事件的时间信息和空间信息；S2.将原始ECT数据划分为属于数个相同时间间隔的数据段；S3.构建一个参数化的感兴趣区域VOI，所述VOI由N个参数X1、X2、X3…XN定义；S4.选取至少一个参数，设为可变参数，计算所述可变参数在不同取值时所对应的VOI内包含的原始ECT数据与坐标方向的加权信号；S5.对所述加权信号进行傅里叶频谱分析，获得对应的信噪比；S6.重复执行步骤S3～S5若干次，获取由数种可变参数分别定义的VOI内包含的加权信号的信噪比，并以加权信号的信噪比最大者所对应的VOI为最优VOIopt；S7.对最优VOIopt所包含的加权信号进行滤波处理，获取最优VOIopt内的运动波形的时间曲线；S8.按照运动波形的幅值或相位，对原始的ECT数据进行分箱处理。优选的，所述原始ECT数据为列表模式数据或者包含时间信息的弦图数据。优选的，所述感兴趣区域VOI小于扫描范围FOV。优选的，VOI包括N个参数，N＝VOI的总像素数，每个参数取值为0或1，表示是否包含此像素点。优选的，所述步骤S3中的VOI为球体，所述球体包括4个参数X1、X2、X3、X4，分别为球心坐标(i、j、k)，以及球半径r；或者所述步骤S3中的VOI为方体，包括6个参数X1、X2、X3、X4、X5、X6，分别为中心坐标(i、j、k)，以及各个边长u，v，w。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种ECT图像重建方法，包括以下步骤：S1.对被扫描部位进行ECT扫描，获取原始ECT数据，所述原始ECT数据包括事件的时间信息和空间信息；S2.将原始ECT数据划分为属于数个相同时间间隔的数据段；S3.构建一个参数化的感兴趣区域VOI，所述VOI由N个参数X1、X2、X3…XN定义；S4.选取至少一个参数，设为可变参数，计算所述可变参数在不同取值时所对应的VOI内包含的原始ECT数据与坐标方向的加权信号；S5.对所述加权信号进行傅里叶频谱分析，获得对应的信噪比；S6.重复执行步骤S3～S5若干次，获取由数种可变参数分别定义的VOI内包含的加权信号的信噪比，并以加权信号的信噪比最大者所对应的VOI为最优VOIopt；S7.对最优VOIopt所包含的加权信号进行滤波处理，获取最优VOIopt内的运动波形的时间曲线；S8.按照运动波形的幅值或相位，对原始的ECT数据进行分箱处理，产生若干个新的ECT数据文件；对所述若干个新的ECT数据文件进行图像重建，获取分箱后的重建图像。优选的，对所述若干幅ECT图像进行合并，获得最终的ECT图像。优选的，所述图像重建利用有序子集最大期望法。优选的，所述时间间隔为50ms～1000ms。优选的，所述感兴趣区域VOI为球体、柱体或方体。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术的方法是从获取的原始Listmode数据或带有时间信息的弦图数据中，自动获取最优的数据区间(VOI)，进一步获取可信的呼吸运动或者心跳运动的信息。最终产生呼吸或者心跳运动的门控图像，降低运动模糊、提高SUV、小病灶的早期发现以及与CT衰减图像之间的不匹配。附图说明图1是本专利技术实施例的被扫描对象沿Z方向进入PET扫描腔的示意图；图2是一个符合事件在坐标系中的示意图；图3为对感兴趣区域中获取呼吸/心跳运动信号傅里叶分析后的结果；图4示出了对固定感兴趣区域中呼吸/心跳运动信号傅里叶分析后的结果；图5示出了自动获取的固定感兴趣区域中呼吸/心跳运动信号傅里叶分析后的结果；图6为在时间域中本专利技术的方法与传统方法所获得的呼吸信号对比图；图7为传统算法所获得的门控图像；图8为专利技术的方法分离出的门控图像；图9为专利技术的一种ECT运动门控信号的获取方法的流程图；图10为专利技术的一种ECT图像重建方法的流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的ECT图像获取方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术通过将被扫描对象1置于ECT探测器2的检查腔中进行扫描，从获取的原始Listmode数据或带有时间信息的弦图数据中，自动获取最优的数据区间(VOI)，进一步获取可信的呼吸运动或者心跳运动的信息。最终产生呼吸或者心跳运动的门控图像，降低运动模糊以及与CT衰减图像之间的不匹配。也就是说，本专利技术呼吸运动或者心跳运动的信息的获取，不需要增加额外的硬件设备。请参考图9，其为本专利技术实施例的ECT运动门控信号的获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对被扫描部位进行ECT扫描，获取原始ECT数据，所述原始ECT数据包括事件的时间信息和空间信息；S2.将原始ECT数据划分为属于数个相同时间间隔的数据段；S3.构建一个参数化的感兴趣区域VOI，所述VOI由N个参数X1、X2、X3…XN定义；S4.选取至少一个参数，设为可变参数，计算所述可变参数在不同取值时所对应的VOI内包含的原始ECT数据与坐标方向的加权信号；S5.对所述加权信号进行傅里叶频谱分析，获得对应的信噪比；S6.重复执行步骤S3～S5若干次，获取由数种可变参数分别定义的VOI内包含的加权信号的信噪比，并以加权信号的信噪比最大者所对应的VOI为最优VOIopt；S7.对最优VOIopt所包含的加权信号进行滤波处理，获取最优VOIopt内的运动波形的时间曲线；S8.按照运动波形的幅值或相位，对原始的ECT数据进行分箱处理。

【技术特征摘要】
1.一种ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对被扫描部位进行ECT扫描，获取原始ECT数据，所述原始ECT数据包括事件的时间信息和空间信息；S2.将原始ECT数据划分为属于数个相同时间间隔的数据段；S3.构建一个参数化的感兴趣区域VOI，所述VOI由N个参数X1、X2、X3…XN定义；S4.选取至少一个参数，设为可变参数，计算所述可变参数在不同取值时所对应的VOI内包含的原始ECT数据与坐标方向的加权信号；S5.对所述加权信号进行傅里叶频谱分析，获得对应的信噪比；S6.重复执行步骤S3～S5若干次，获取由数种可变参数分别定义的VOI内包含的加权信号的信噪比，并以加权信号的信噪比最大者所对应的VOI为最优VOIopt；S7.对最优VOIopt所包含的加权信号进行滤波处理，获取最优VOIopt内的运动波形的时间曲线；S8.按照运动波形的幅值或相位，对原始的ECT数据进行分箱处理。2.如权利要求1所述的ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，所述原始ECT数据为列表模式数据或者包含时间信息的弦图数据。3.如权利要求1所述的ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，所述感兴趣区域VOI小于扫描范围FOV。4.如权利要求1所述的ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，VOI包括N个参数，N＝VOI的总像素数，每个参数取值为0或1，表示是否包含此像素点。5.如权利要求1所述的ECT运动门控信号获取方法，其特征在于，所述步骤S3中的VOI为球体，所述球体包括4个参数X1、X2、X3、X4，分别为球心坐标i、j、k，以及球半径r；或者所述步骤S3中的VOI为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，朱文韬，李弘棣，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31