图像重建方法、装置、存储介质、生成方法以及成像系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像重建方法、装置、存储介质、生成方法以及成像系统。该方法包括；获取成像目标的扫描数据；判断扫描数据中是否存在DOI信息，若存在DOI信息，则将DOI信息应用至图像重建；若不存在DOI信息，则利用系统响应矩阵进行图像重建。通过对DOI信息的利用，以构建面向不同需求场景的图像重建算法支撑，从而得到满足不同需求的重建图像，解决图像重建时内缩的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
图像重建方法、装置、存储介质、生成方法以及成像系统


[0001]本专利技术涉及图像重建领域，特别涉及一种图像重建方法、装置、存储介质、生成方法以及成像系统。

技术介绍

[0002]在高能光子探测系统中，比如PET(positron emission tomography)系统中，由于反应深度(Depth of Interaction，简称DOI)的影响，会导致重建图像向视野(Field of View，简称FOV)中心方向偏移，原因如下：射源发射出的正电子与负电子发生湮灭，产生一对方向相反、能量相等的伽马光子，然后入射到包含晶体阵列的探测器中。由于每一个伽马光子与晶体发生光电效应、康普顿散射等物理效应的概率不同、产生的能量损失不同，光子可能沉积在晶体的不同深度处。由于探测器中晶体排列紧密，且尺寸较小，容易发生晶体间透射现象，即伽马光子穿透了最开始打入的那个晶体，最终沉积在周围的晶体中。如图1所示，伽马光子本应沉积在晶体1中，但是在晶体1中发生的物理效应并没有将它的能量完全消耗，故其穿出了晶体1，最终沉积在晶体2中的A位置。
[0003]当两个伽马光子是在一定的时间范围(时间窗)内、能量范围(能量窗)内时，我们就认为这两个伽马光子是由同一个正电子湮灭产生的。由于探测器只会记录伽马光子最终的沉积位置，所以就会以两个伽马光子当前沉积的上述晶体的表面中心连线A
’
B
’
为响应线(Line of Response，简称LOR)，即认为正电子发生湮灭的位置在LOR上的某个位置处。但实际上，正电子是在线AB上发生湮灭的，如果不校正，就会产生偏差，产生视差效应。
[0004]本申请旨在建立一种系统性解决视差效应的方法及实施系统。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的第一目的是提供图像重建方法，包括如下步骤：获取成像目标的扫描数据；判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息用以定位光子在晶体中的沉积位置；若存在DOI信息，则将所述DOI信息应用至图像重建；若不存在DOI信息，则利用系统响应矩阵进行图像重建。
[0006]优选地，将所述DOI信息应用至图像重建包括以下步骤：利用Gate仿真对晶体进行分层；利用Gate仿真获取当前一对光子在晶体中的准确沉积位置的空间坐标；利用所述空间坐标得到晶体分层表面中心坐标的连线并得到所述连线与晶体阵列表面的交点所在的两晶体，并由所在两晶体确定其所在LOR编号，即获得当前一对光子所在的LOR；将当前一对光子在晶体中的准确沉积位置的空间坐标替换所述LOR中的光子坐标，以重建图像。
[0007]优选地，将所述DOI信息应用至图像重建还包括步骤：利用Gate仿真在同一组仿真数据下对晶体进行不同DOI精度的分层，得到不同精度的若干组DOI处理后的数据，再将若干组DOI处理后的数据利用有序子集最大期望算法进行图像重建。
[0008]优选地，还包括步骤：判断图像重建的结果质量是否符合预期，若不符合预期，则减小若干组的平均DOI精度，并增加组数，得到优化后的若干组DOI处理后的数据，再利用有
序子集最大期望算法进行图像重建。
[0009]优选地，所述系统响应矩阵通过利用Gate仿真生成，包括利用蒙特卡洛仿真采集整个图像视野内所有位置的响应函数，并根据所有位置的响应函数得到系统响应矩阵。
[0010]本专利技术的第二目的是提供一种图像重建装置，包括：获取单元，其被配置为获取成像目标的扫描数据；判断单元，其被配置为判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息用以定位光子在晶体中的沉积位置；处理单元，其被配置为若存在DOI信息，则将所述DOI信息应用至图像重建；若不存在DOI信息，则利用系统响应矩阵进行图像重建。
[0011]本专利技术的第三目的是提供一种图像重建装置，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现本申请所述的图像重建方法。
[0012]本专利技术的第四目的是提供一种图像重建方法，包括如下步骤：获取成像目标的扫描数据；判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息至少包含定位光子在晶体中的沉积位置，其用以在仿真过程中配置生成DOI精度重建模型；若存在DOI信息，则激活图像重建模型库中的DOI精度重建模型；其中，图像重建模型库中至少配置有DOI精度重建模型、蒙特卡洛仿真重建模型；等待并响应图像重建模型库中所调用重建模型的类型；利用仿真系统构建所述类型的重建模型，再利用重建模型执行图像重建。
[0013]优选地，将所述DOI精度重建模型的生成步骤包括：利用Gate仿真对晶体进行分层；利用Gate仿真获取当前一对光子在晶体中的准确沉积位置的空间坐标；利用所述空间坐标得到晶体分层表面中心坐标的连线并得到所述连线与晶体阵列表面的交点所在的两晶体，并由所在两晶体确定其所在LOR编号，即获得当前一对光子所在的LOR；将当前一对光子在探测器中的准确沉积位置的空间坐标替换所述LOR中的光子坐标，以重建图像。
[0014]优选地，所述DOI精度重建模型的生成步骤还包括：利用Gate仿真在同一组仿真数据下对晶体进行不同DOI精度的分层，得到不同精度的若干组DOI处理后的数据，再将若干组DOI处理后的数据利用有序子集最大期望算法进行图像重建。
[0015]优选地，所述DOI精度重建模型的生成步骤还包括：判断图像重建的结果质量是否符合预期，若不符合预期，则提高若干组的平均DOI精度，并增加组数，得到优化后的若干组DOI处理后的数据，再利用有序子集最大期望算法进行图像重建。
[0016]优选地，所述蒙特卡洛仿真重建模型的生成步骤包括：通过利用Gate进行蒙特卡洛仿真重建，采集整个图像视野内所有位置的响应函数，并根据所有位置的响应函数得到系统响应矩阵。
[0017]本专利技术的第五目的是提供一种图像重建装置，包括：获取单元，获取成像目标的扫描数据；判断单元，其被配置为判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息至少包含定位光子在晶体中的沉积位置，其用以在仿真过程中配置生成DOI精度重建模型；处理单元，其被配置为若存在DOI信息，则激活图像重建模型库中的DOI精度重建模型；等待并响应图像重建模型库中所调用重建模型的类型；利用仿真系统构建所述类型的重建模型，再利用重建模型执行图像重建；其中，图像重建模型库中至少配置有DOI精度重建模型、蒙特卡洛仿真重建模型。
[0018]本专利技术的第六目的是提供一种图像重建装置，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现本申请
所述的图像重建方法。
[0019]本专利技术的第七目的是提供一种图像生成方法，包括所述的图像重建方法。
[0020]本专利技术的第八目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现本申请所述的图像生成方法。
[0021]本专利技术的第九目的是提供一种成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像重建方法，其特征在于，包括如下步骤：获取成像目标的扫描数据；判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息用以定位光子在晶体中的沉积位置；若存在DOI信息，则将所述DOI信息应用至图像重建；若不存在DOI信息，则利用系统响应矩阵进行图像重建。2.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，将所述DOI信息应用至图像重建包括以下步骤：利用Gate仿真对晶体进行分层；利用Gate仿真获取当前一对光子在晶体中的准确沉积位置的空间坐标；利用所述空间坐标得到晶体分层表面中心坐标的连线并得到所述连线与晶体阵列表面的交点所在的两晶体，并由所在两晶体确定所在LOR编号，获得当前一对光子所在的LOR；将当前一对光子在晶体中的准确沉积位置的空间坐标替换所述LOR中的光子坐标，以重建图像。3.根据权利要求2所述的图像重建方法，其特征在于，将所述DOI信息应用至图像重建还包括步骤：利用Gate仿真在同一组仿真数据下对晶体进行不同DOI精度的分层，得到不同精度的若干组DOI处理后的数据，再将若干组DOI处理后的数据利用有序子集最大期望算法进行图像重建。4.根据权利要求3所述的图像重建方法，其特征在于，还包括步骤：判断图像重建的结果质量是否符合预期，若不符合预期，则减小若干组的平均DOI精度，并增加组数，得到优化后的若干组DOI处理后的数据，再利用有序子集最大期望算法进行图像重建。5.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，所述系统响应矩阵通过利用Gate仿真生成，包括利用蒙特卡洛仿真采集整个图像视野内所有位置的响应函数，并根据所有位置的响应函数得到系统响应矩阵。6.一种图像重建装置，其特征在于，包括：获取单元，其被配置为获取成像目标的扫描数据；判断单元，其被配置为判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息用以定位光子在晶体中的沉积位置；处理单元，其被配置为若存在DOI信息，则将所述DOI信息应用至图像重建；若不存在DOI信息，则利用系统响应矩阵进行图像重建。7.一种图像重建装置，其特征在于，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现权利要求1至5中任一项所述的方法。8.一种图像重建方法，其特征在于，包括如下步骤：获取成像目标的扫描数据；判断扫描数据中是否存在DOI信息；其中，DOI信息至少包含定位光子在晶体中的沉积位置，其用以在仿真过程中配置生成DOI精度重建模型；若存在DOI信息，则激活图像重建模型库中的DOI精度重建模型；其中，图像重建模型库
中至少配置有DOI精度重建模型、蒙特卡洛仿真重建模型；等待并响应图像重建模型库中所调用重建模型的类型；利用仿真系统构建所述类型的重建模型，再利用重建模型执行图像重建。9.根据权利要求8所述的图像重建方法，其特征在于，将所述DOI精度重建模型的生成步骤包括：利用Gat...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫宇，李昂，母登云，黄晶，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：