基于PET扫描的图像校正方法、装置和系统制造方法及图纸

本申请涉及一种基于PET扫描的图像校正方法、装置、系统、计算机设备和计算机可读存储介质，其中，该基于PET扫描的图像校正方法包括：获取基于PET扫描得到的实测符合计数弦图；基于蒙特卡罗模拟获取真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图及瞬发伽马射线事件模拟弦图；利用真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图；基于第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正。通过本申请，降低了瞬发伽马射线估计的复杂度，不仅提高计算效率，而且提高扫描图像的准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于PET扫描的图像校正方法、装置和系统
本申请涉及数据处理领域，特别是涉及基于PET扫描的图像校正方法、装置、系统、计算机设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
针对带有瞬发伽马(Promptgamma)射线核素的PET扫描，即对“脏核素”的扫描，往往受到其发出的瞬发伽马射线符合事件的影响而导致图像出现定量偏差及伪影，影响正常的临床诊断。目前已提出的一些瞬发伽马射线校正方法；如Tail-Fitting方法、蒙卡模拟瞬发伽马射线方法，虽然有一定效果，但往往运用起来效果不佳。简单的Tail-Fitting方法由于缺少合适的物理模拟描述，导致对瞬发伽马符合事件的估计不准确。而蒙卡模拟瞬发伽马射线方法虽然理论上可以准确的估计出瞬发伽马射线的符合事件分布，但在实际运用中，往往无法对瞬发伽马事件进行准确的估计，导致运行效果不佳。蒙特卡罗模拟瞬发伽马射线校正算法效果不佳的存在两个原因。一个原因是，在商业的PET扫描设备上考虑运算速度的问题，往往需要对模拟模型进行简化，例如对复杂核素衰变模型的简化，对核素发射的正电子湮灭自由程的简化，以及忽略对高能伽马射线在被测目标内及PET探测器内多重散射引起的符合等，上述原因均会导致蒙特卡罗模拟的结果与实际相比会出现一定偏差。另一个原因是，蒙特卡罗模拟的依据，即输入量为扫描视野内被测目标的放射性核素分布及衰减信息分布。而对于商业的PET扫描设备，其轴向视野一般较短，在扫描过程中，就会存在大量来自视野外的有瞬发伽马射线引起的符合事件。与传统的对“干净”核素(指只发射由正电子湮灭产生的对向511keV伽马射线的核素)的扫描，如F-18的扫描情况不同，由正电子湮灭所发射的511keV伽马射线，由于其具有一对射线呈背向发射的物理规律。当核素初始位置在轴向视野之外时，只能通过散射事件，才会造成PET扫描系统内存在符合事件，使得视野外核素对视野内探测到的符合事件影响较小。而瞬发伽马射线不遵循背向发射原理，符合事件有一定概率可以直接被PET探测器接收，则造成了视野外核素对视野内所测得符合事件的影响大大增强。而由于缺失视野外核素分布信息，很难通过蒙特卡罗模拟直接描绘出这部分事件带来的影响；导致扫描图像的准确度低。目前针对相关技术中商业PET扫描对瞬发伽马射线的校正算法复杂，运行效率低，且扫描图像的准确度低，尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种基于PET扫描的图像校正方法、装置、系统、计算机设备和计算机可读存储介质，以至少解决相关技术中商业PET扫描对瞬发伽马射线的校正算法复杂，运行效率低，且扫描图像的准确度低的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种基于PET扫描的图像校正方法，包括：获取基于PET扫描得到的实测符合计数弦图；基于蒙特卡罗模拟获取真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图及瞬发伽马射线事件模拟弦图；利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图；基于所述第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正。在其中一些实施例中，还包括：在基于所述第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正后，生成第二散射与瞬发伽马校正弦图，将所述第二散射与瞬发伽马校正弦图进行迭代，在达到预设迭代次数时，生成散射与瞬发伽马校正弦图。在其中一些实施例中，还包括：获取PET系统的几何数据、衰减图以及测量弦图，并对所述几何数据、衰减图以及测量弦图进行图像重建，生成放射图；并将所述放射图及衰减图输入蒙特卡罗模型进行模拟。在其中一些实施例中，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：利用第一拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。在其中一些实施例中，所述第一拟合公式表示为：PD＝a*T+b*S+c*PG；式中，PD表示实测符合计数弦图；T表示真符合事件模拟弦图；S表示散射符合事件模拟弦图；PG表示瞬发伽马射线事件模拟弦图；a表示真符合事件系数；b表示散射符合事件系数；c表示瞬发伽马射线事件系数。在其中一些实施例中，所述a、b、c均为常数；a≥0；b∈[a*(1-p),a*(1+p)],且10％≤p≤50％；c≥0。在其中一些实施例中，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：利用第二拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。在其中一些实施例中，所述第二拟合公式表示为：PD＝e*(T+S)+c*PG+d*D；式中，PD表示实测符合计数弦图；T表示真符合事件模拟弦图；S表示散射符合事件模拟弦图；PG表示瞬发伽马射线事件模拟弦图；D为延迟符合计数弦图；e表示真符合及散射符合事件系数；c表示瞬发伽马射线事件系数；d为延迟符合计数系数。在其中一些实施例中，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：利用第一拟合公式和第二相将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：利用第一拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一拟合图；利用第二拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第二拟合图；对所述第一拟合图和第二拟合图进行评估，根据评估结果生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。在其中一些实施例中，所述对所述第一拟合图和第二拟合图进行评估，根据评估结果生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：根据归一化均方根误差将所述第一拟合图和第二拟合图与实测符合计数弦图进行评估，根据评估结果生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。第二方面，本申请实施例提供了一种基于PET扫描的图像校正装置，包括第一获取模块、第二获取模块、拟合模块以及校正模块；所述第一获取模块，用于获取基于PET扫描得到的实测符合计数弦图；所述第二获取模块，用于基于蒙特卡罗模拟获取真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图及瞬发伽马射线事件模拟弦图；所述拟合模块，用于利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，包括：/n获取基于PET扫描得到的实测符合计数弦图；/n基于蒙特卡罗模拟获取真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图及瞬发伽马射线事件模拟弦图；/n利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图；/n基于所述第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，包括：
获取基于PET扫描得到的实测符合计数弦图；
基于蒙特卡罗模拟获取真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图及瞬发伽马射线事件模拟弦图；
利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图；
基于所述第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正。


2.根据权利要求1所述的基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，还包括：
在基于所述第一散射与瞬发伽马校正弦图对PET图像进行图像校正后，生成第二散射与瞬发伽马校正弦图，将所述第二散射与瞬发伽马校正弦图进行迭代，在达到预设迭代次数时，生成散射与瞬发伽马校正弦图。


3.根据权利要求1所述的基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，还包括：
获取PET系统的几何数据、衰减图以及测量弦图，并对所述几何数据、衰减图以及测量弦图进行图像重建，生成放射图；并将所述放射图及衰减图输入蒙特卡罗模型进行模拟。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：
利用第一拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：
利用第二拟合公式将所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行多元一次拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于PET扫描的图像校正方法，其特征在于，所述利用所述真符合事件模拟弦图、散射符合事件模拟弦图以及瞬发伽马射线事件模拟弦图对实测符合计数弦图进行拟合，生成第一散射与瞬发伽马校正弦图，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：何鎏春，
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