一种图像处理方法及装置、介质、设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种图像处理方法及装置、介质、设备，通过获取针对扫描对象的多个时间帧的PET扫描数据，采用静态PET重建方法对PET扫描数据进行静态PET图像重建，获得多张静态PET图像，将静态PET图像组合为动态PET图像序列，根据动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在预设时长内的时间变化特征进行图像区域划分，得到多个目标图像区域，获取各目标图像区域对应的放射性活度均值，作为该目标图像区域中每一体素点对应的放射性活度值，利用放射性活度值对扫描对象的PET扫描数据进行参数重建，得到用于表征扫描对象体内代谢率的参数图像。通过本发明专利技术，避免了噪声二次传播，获取质量更高、更符合实际代谢规律的参数图像，大大提高了参数图像成像效率。高了参数图像成像效率。高了参数图像成像效率。

【技术实现步骤摘要】
一种图像处理方法及装置、介质、设备


[0001]本专利技术涉及本公开涉及正电子发射计算机断层显像
，特别是一种图像处理方法及装置、介质、设备。

技术介绍

[0002]PET/CT(Positron Emission Tomography/Computed Tomography)即正电子发射断层成像/电子计算机断层扫描成像，是一种将PET和CT两种医学影像技术结合在一起的医学影像设备。
[0003]参数重建是一种新的PET图像重建方法，生成的图像是参数图像，是定量表示人体代谢率的指标(传统PET图像是SUV值，指局部组织示踪剂放射活度与全身平均注射活度的比值，是半定量指标)。参数重建以血浆中放射性活性浓度为输入函数，利用多次扫描数据计算药物关联的动态参数图像。现有的参数重建方法分为间接法和直接法两种，其中间接法先重建出每个床位、每次扫描的活度SUV图像，再利用活度图像结合药代动力学模型进行参数重建；直接法直接利用扫描的弦图数据与药代动力学模型进行出重建。
[0004]在PET/CT参数重建过程中，可能存在如下问题：方法选择不当，利用间接法进行参数重建容易造成噪声二次传播，从而影响图像质量；时空信息利用不充分，例如只考虑到空间滤波，没考虑时间信息影响；计算资源利用不充分，在完成所有扫描后才进行参数重建，扫描过程中重建机空闲，浪费时间资源等。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种图像处理方法及装置、介质、设备。本专利技术提供的图像处理方法通过静态PET重建与扫描异步执行、使用直接法、并引入时空先验信息进行参数重建，不仅避免了投影数据中的噪声对参数图像的二次传播干扰，还将时空先验信息加入生成参数图像的迭代求解过程，使得重建出的图像质量更高，是一种高速、高质量的参数图像生成方法。
[0006]依据本专利技术第一方面，提供了一种图像处理方法，包括：
[0007]获取针对扫描对象的多个时间帧的PET扫描数据，采用静态PET重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，获得多张静态PET图像，每张所述静态PET图像中的每一体素点对应有放射性活度；
[0008]将多个所述静态PET图像组合为动态PET图像序列，根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在预设时长内的时间变化特征对所述动态PET图像序列进行图像区域划分，得到多个目标图像区域；
[0009]获取各所述目标图像区域对应的静态PET图像的放射性活度均值，作为该所述目标图像区域中每一体素点对应的放射性活度值；
[0010]利用所述放射性活度值对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建，得到用于表征所述扫描对象体内代谢率的参数图像。
[0011]可选地，所述针对扫描对象进行PET扫描之前，所述方法还包括：
[0012]针对所述扫描对象的进行CT扫描，获取对应的扫描部位与所述PET图像序列对应的扫描部位相同的CT图像；
[0013]利用所述CT图像对所述静态PET图像重建进行衰减校正。
[0014]可选地，所述根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在预设时长内的时间变化特征对所述动态PET图像序列进行图像区域划分，得到目标图像区域，包括：
[0015]对所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行聚类，得到所述扫描对象的体素点类；
[0016]利用所述体素点类对所述动态PET图像序列进行图像区域划分；其中，同一所述体素点类对应同一图像区域；
[0017]根据所述CT图像的连通域信息对所述图像区域进行图像区域划分调整，得到所述目标图像区域。
[0018]可选地，所述利用所述放射性活度值对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建之前，还包括：
[0019]针对所述扫描对象的心脏区域，根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行聚类，得到用于表征所述扫描对象体内血浆的血浆体素点类；
[0020]根据所述血浆体素点类中每一体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行函数拟合，得到血浆输入函数。
[0021]可选地，所述对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建，包括；
[0022]基于所述放射性活度值及所述血浆输入函数利用迭代重建方法对所述PET扫描数据进行参数重建，具体包括：
[0023]利用时空先验参数对所述PET扫描数据进行迭代重建，所述时空先验参数利用以下公式进行计算：
[0024][0025]其中，所述R为时空先验参数；β
s
为空间先验参数；β
t
为时间先验参数；γ为扫描时长经验参数；N为图像体素点个数；N
i
为体素点i的邻域；w
ij
表示体素点i与体素点j距离的倒数；T表示扫描pass的数量；w
t
为体素点i时间先验的权重；为时间点t时，体素点i的放射性活度值；以及，
[0026]利用以下公式对参数图像中的K图像和V图像进行更新：
[0027][0028][0029]其中，用于表征人体中细胞所捕获或磷酸化的FDG值；用于表征人体中游离的FDG值；N为图像体素点个数；C
p
(n)为血浆输入函数在n的值；S
p
(n)为血浆输入函数从0到n的
积分值；为静态PET图像。
[0030]可选地，所述采用静态PET重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，包括：
[0031]利用迭代重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，并保存各静态PET图像重建时对应的多个校正因子；所述校正因子为调整在扫描过程中由于外界因素造成扫描数据偏差的校正数据；
[0032]利用所述放射性活度值对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建时，加载所述校正因子，利用所述校正因子对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建。
[0033]可选地，所述获取针对扫描对象的多个时间帧的PET扫描数据，采用静态PET重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，包括：
[0034]针对所述扫描对象进行多个时间帧的PET扫描，获取多条PET扫描数据；其中，所述PET扫描使用步进式扫描或连续进床式扫描；
[0035]采用静态PET重建方法对每条PET扫描数据进行静态PET图像重建，所述静态PET图像重建与所述PET扫描异步执行，包括：每获取到一条PET扫描数据，即对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建。
[0036]依据本专利技术第二方面，提出了一种图像处理装置，包括：
[0037]静态图像重建模块，用于获取针对扫描对象的多个时间帧的PET扫描数据，采用静态PET重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，获得多张静态PET图像，每张所述静态PET图像中的每一体素点对应有放射性活度；
[0038]动态图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：获取针对扫描对象的多个时间帧的PET扫描数据，采用静态PET重建方法对所述PET扫描数据进行静态PET图像重建，获得多张静态PET图像，每张所述静态PET图像中的每一体素点对应有放射性活度；将多个所述静态PET图像组合为动态PET图像序列，根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在预设时长内的时间变化特征对所述动态PET图像序列进行图像区域划分，得到多个目标图像区域；获取各所述目标图像区域对应的静态PET图像的放射性活度均值，作为该所述目标图像区域中每一体素点对应的放射性活度值；利用所述放射性活度值对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建，得到用于表征所述扫描对象体内代谢率的参数图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对扫描对象进行PET扫描前，所述方法还包括：针对所述扫描对象的进行CT扫描，获取对应的扫描部位与所述PET图像序列对应的扫描部位相同的CT图像；利用所述CT图像对所述静态PET图像重建进行衰减校正。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在预设时长内的时间变化特征对所述动态PET图像序列进行图像区域划分，得到目标图像区域，包括：对所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行聚类，得到所述扫描对象的体素点类；利用所述体素点类对所述动态PET图像序列进行图像区域划分；其中，同一所述体素点类对应同一图像区域；根据所述CT图像的连通域信息对所述图像区域进行图像区域划分调整，得到所述目标图像区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述放射性活度值对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建之前，还包括：针对所述扫描对象的心脏区域，根据所述动态PET图像序列中体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行聚类，得到用于表征所述扫描对象体内血浆的血浆体素点类；根据所述血浆体素点类中每一体素点对应的放射性活度在所述预设时长内的时间变化特征进行函数拟合，得到血浆输入函数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述扫描对象的PET扫描数据进行参数重建，包括；基于所述放射性活度值及所述血浆输入函数利用迭代重建方法对所述PET扫描数据进行参数重建，具体包括：利用时空先验参数对所述PET扫描数据进行迭代重建，得到所述时空先验参数利用以下公式进行计算：
其中，所述R为时空先验参数；β
s
为空间先验参数；β
t
为时间先验参数；γ为扫描时长经验参数；N为图像体素点个数；N
i
为体素点i的邻域；w
ij
表示体素点i与体素点j距离的倒数；T表示扫描pass的数量；w
t
为体素点i时间先验的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，刘勺连，李明，
申请(专利权)人：东软医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：