基于非衰减校正PET图像生成合成PET-CT图像的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于非衰减校正PET图像生成合成PET‑CT图像的方法和系统。该方法包括：构建第一生成对抗网络和第二生成对抗网络；通过训练第一生成对抗网络获得未经衰减校正的PET图像与经衰减校正的PET图像之间的映射关系；通过训练第二生成对抗网络获得经衰减校正的PET图像与CT图像的映射关系；利用得到的映射关系生成合成PET/CT图像。利用本发明专利技术能够直接从非衰减校正PET图像合成高质量的PET/CT图像，并且能够降低病人的医疗花销，且最大程度减少了病人检查过程中接受的辐射剂量。

A method and system for generating synthetic PET-CT image based on non attenuation correction PET image

【技术实现步骤摘要】
基于非衰减校正PET图像生成合成PET-CT图像的方法和系统
本专利技术涉及医疗图像处理
，更具体地，涉及一种基于非衰减校正PET图像生成合成PET-CT图像的方法和系统。
技术介绍
正电子断层成像(PET)是一种非侵入式的成像技术，它通过注射特定的造影剂如18F-fluorodeoxyglucose(FDG)之后，借助PET扫描仪采集数据并经过一系列的后期数据处理之后，重建出来的PET影像可以清晰地反映病人组织或者器官的代谢水平，从而在临床上可用于肿瘤的早期筛查以及病人术后的分期诊断。但是，PET成像仅仅反映了组织或者器官的功能信息，它还需要额外的计算机断层成像(CT)来执行PET成像的衰减校正以提供额外的人体解剖信息来定位病灶位置，这不可避免地给病人带来了额外的电离辐射，潜在地增加了病人的患癌几率。因此研究和开发出一种能够从其他模态(例如核磁共振图像(MRI))的医学图像生成伪CT，从而取代PET扫描时附加的额外解剖成像的有效方法，对于降低病人遭受的辐射剂量以及降低PET/CT检查的高额费用而言具有重要的科学意义与应用前景。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非衰减校正PET图像生成合成PET-CT图像的方法，包括以下步骤：/n构建包含第一生成器和第一鉴别器的第一生成对抗网络并构建包含第二生成器和第二鉴别器的第二生成对抗网络；/n以非衰减校正PET图像作为所述第一生成器的输入进行特征提取,获得合成的衰减校正PET图像，并以该合成的衰减校正PET图像作为所述第一鉴别器的输入，以经衰减校正的PET图像作为所述第一鉴别器的参考图像进行训练，获得未经衰减校正的PET图像与经衰减校正的PET图像之间的映射关系G

【技术特征摘要】
1.一种基于非衰减校正PET图像生成合成PET-CT图像的方法，包括以下步骤：
构建包含第一生成器和第一鉴别器的第一生成对抗网络并构建包含第二生成器和第二鉴别器的第二生成对抗网络；
以非衰减校正PET图像作为所述第一生成器的输入进行特征提取,获得合成的衰减校正PET图像，并以该合成的衰减校正PET图像作为所述第一鉴别器的输入，以经衰减校正的PET图像作为所述第一鉴别器的参考图像进行训练，获得未经衰减校正的PET图像与经衰减校正的PET图像之间的映射关系G1；
以所述经衰减校正的PET图像作为所述第二生成器的输入进行特征提取，获得合成的CT图像，并以该合成的CT图像作为所述第二鉴别器的输入，以经训练的CT图像作为所述第二鉴别器的参考图像进行训练，获得经衰减校正的PET图像与CT图像之间的映射关系G2；
利用映射关系G1和映射关系G2从未经衰减校正PET图像生成合成PET/CT图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一生成对抗网络和所述第二生成对抗网络具有相同或不同的网络结构。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一生成器和所述第二生成器具有相同的网络结构，依次包括多个卷积层和池化层、多个残差块、与所述多个卷积层对应的多个解卷积层，卷积层与对应的解卷积层采用跳连接。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一鉴别器和所述第二鉴别器采用全连接神经网络来判断输入图像来自对应生成器的输出或是来自参考图像。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一鉴别器和所述第二鉴别器基于距离比较来自对应生成器的输出图像和参考图像之间的分布相似度。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一生成对抗网络和所述第二生成对抗网络基于沃瑟斯坦生成对抗网络，对抗损失定义为：



其中，λ表示一个超参数，x表示输入图像，G(x)表示生成器的输出，E...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡战利，梁栋，李永昌，郑海荣，杨永峰，刘新，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44