使用数据排序的图像重建制造技术

提供了用于对与核医学成像技术相关联的数据进行处理的方法、系统和装置。在ＬＵＴ和存储器结构中对数据进行排序。为了使计算机实现本发明专利技术的多个方面，提供制造物品。根据空间标号次序将数据元素排序到多个有序数据组中，并且以该空间标号次序取回和处理这些数据元素。数据元素包括敏感矩阵元素、ＰＥＴ湮没事件数据、以及系统和图像矩阵元素，按照对应于对数据进行处理的次序对数据进行分组。一方面，在对数据进行排序和处理中使用ＰＥＴ扫描仪ＦＯＶ的几何对称。一方面，系统矩阵ＬＵＴ包含的系统矩阵元素的总数等于图像矩阵元素的总数除以可能的第三标号值的总数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及正电子成像领域，并且更具体地，涉及在对正电子发射断层显像(PET)所获得的湮没事件数据进行重建中使用数据排序。数据排序应 用包括查找表(LUT)的设计和实现、在非LUT重建方法中的动态重建计算、 列表形式数据排序、以及敏感矩阵计算。
技术介绍
正电子发射断层显像(PET)是核医学的分支，其中，将诸如18氟脱氧 葡萄糖(FDG)的正电子发射放射性药物引入病人体内。由于放射性药物衰 变，生成正电子。更具体地，在已知为正电子湮没事件中多个正电子中的 每一个可以与电子发生反应，从而生成511KeV伽马射线的重合对，该对 伽马射线沿着响应线(LOR)的相反方向传播。使用PET扫描仪对正电子湮没事件进行检测，并且从多个检测到的湮 没事件中生成至少病人某些部分的图像。在病人扫描期间，典型地，对数以亿计的事件进行检测和记录。可以关于多个投影射线中的每一个对所观 测的事件进行存储和组织，其中，将所有沿着每个投影射线发生的事件组 织到一个二维正弦图(sinogram)阵列中，典型地，将该阵列存储在计算机可 读存储器介质中。还可以将所观测到的事件存储为列表形式。使用湮没事件数据重建体数据，该体数据可以表示放射性核素在对象 中的分布。典型地，使用统计(迭代)重建算法或者分析重建算法进行重建。 迭代方法可以提供相对于分析重建方法更优的重建。然而，它们通常更复 杂、计算量更浩大，并且消耗相对更多的时间。迭代重建技术包括最大似然期望最大化(ML-EM)、有序子集期望最大化(OS-EM)、可调块迭代期望最 大化(RBI-EM)、以及行处理最大化似然(RAMLA)技术。在迭代重建中，将离散图像元素的三维(3D)图像矩阵定义在体图像空间 中。可以将该迭代重建的特征描述为涉及三个基本步骤首先，以三维图 像矩阵元素定义的初始对象估计开始，将对象估计向前投影到投影域内； 第二，将结果生成的投影与测量到的投影相比较，形成投影域的校正；第 三，然后将校正投影回图像域，并用于更新对象估计系统矩阵元素。这样， 通过额外的迭代重复三个基本步骤，直到估计收敛于一个解，或者以其他 方式终止了该迭代过程。在迭代重建技术的性能中重建时间是一个关键因素。系统矩阵的计算 是很耗费时间的工作，并且相应地优化系统矩阵计算可以提供重建时间效 率。提供了一种技术在迭代重建之前计算系统矩阵。可以将这种预计算的 矩阵保存为磁盘文件，通常可保存为査找表(LUT)，并且在重建期间将LUT 载入计算机系统存储器，以备需要时访问。正如计算机设计领域内所周知 的，通常LUT是包含要搜索项的数据阵列或矩阵。在一种技术中，可以将 LUT安排为键-值对，其中键是要被搜索虔找)的数据项，而值是实际数据 或定位数据的指针。在其它技术中，LUT仅包含数据项(只有值，没有键-值对)。虽然系统矩阵的预计算可以为动态系统矩阵确定提供时间效率，但存 储器大小和存储器访问带宽问题限制了 LUT在迭代重建中的应用。系统矩 阵通常较大，并且需要有相当大数量的存储器资源因此，LUT大小会受 限于可用的物理存储器大小。此外，即使在系统存储资源中可以安置下较 大的LUT，从存储器访问LUT也会需要相当多的时间在一个示例中，从 存储器中的LUT为一个操作取回一个系统矩阵元素可能会需要100个时钟 周期。因此，从存储器访问较大LUT和/或较大系统矩阵元素需要相应较大 的存储器访问时间。结果是，单就存储器访问时间就可能会超出动态系统矩阵确定所需的时间，由此，抵消了LUT预计算时间的优点。需要一种在迭代重建技术中提供有效率利用时间的LUT设计和应用的 方法和系统。
技术实现思路
一方面，提供了一种用于处理与核医学成像技术相关联的数据的方法。 根据空间标号次序将数据元素排序为多个有序数据组，其中，多个有序数 据组中的每个数据组具有多个数据元素，每个数据元素具有共同的第一和 第二标号值以及不同的第三标号值。将有序数据组取回到存储器设备中， 并以空间标号次序对其进行处理。另一方面，数据元素是敏感矩阵元素，对数据元素进行排序包括以对 称存储器访问模式对敏感矩阵元素进行排序。另一方面，用于处理数据的方法是用于将PET数据重建为体图像的方 法，并且对每个数据元素进行处理包括生成图像估计更新。 一方面，用于 重建PET数据的方法是一种列表形式技术，以与列表形式数据的迭代重建 处理次序相对应的次序来对并行湮没事件进行分组。另一方面，对数据组进行排序包括使用PET扫描仪FOV的几何对称。 一方面，根据PET扫描仪检测器晶体的轴向间隔维度对数据组进行排序。另一方面，从有序的LUT将系统矩阵元素取回到存储器设备中，有序 的LUT包括与空间标号次序相对应地排序的多个系统矩阵元素，其中数据 元素均是有序的图像矩阵元素，并且使用系统矩阵元素来更新每个图像矩 阵元素。 一方面，使用系统矩阵元素来更新具有与该系统矩阵元素共同的 第一和第二标号值的每个图像矩阵元素。另一方面，LUT包括的系统矩阵 元素的总数等于图像矩阵元素的总数除以可能的第三标号值的总数。另一方面，将有序的数据组取回到高速缓存中，并且以与高速缓存中 的图像矩阵元素在存储器中的次序相同的递增或递减轴向标号次序来利用12系统矩阵元素对该高速缓存中的图像矩阵元素进行更新。 一方面，图像估 计更新次序包括在系统矩阵元素标号和图像矩阵元素标号上的循环，其中， 以最内层的图像元素轴向标号的循环开始，通过将图像矩阵元素轴向标号与系统矩阵LOR轴向标号一起递增来选择与所指示的LOR方位角值交叉 的图像矩阵元素。 一方面，将具有第二LOR标号的第二个系统矩阵元素以 及与所定标的第二 LOR标号相对应选择的第二有序图像矩阵组取回到高速 缓存中，并且利用该第二个系统矩阵元素来更新第二有序图像矩阵组中的 每个图象矩阵元素。在另一方面，提供了一个系统，其包括存储器和处理器，存储器包含 有序的LUT，该LUT包含以空间标号次序相对于几何标号排序的多个数据 元素，其中将处理器配置用于从LUT取回多个数据元素中的每一个，并且 以该空间标号次序来处理该多个数据元素中的每一个。 一方面，多个数据 元素是多个系统矩阵元素，处理器是个重建器，并且将该重建器配置用于 从LUT取回多个系统矩阵元素中的每一个，并且通过以图像矩阵更新次序 利用系统矩阵元素对有序图像矩阵元素组中的每个图像矩阵元素进行处 理，生成体数据作为用于表示被检査对象中发射事件的数据的响应，该图 像矩阵更新次序与存储器中图像矩阵元素的存储次序相同。 一方面，LUT 包括总数个系统矩阵元素，该系统矩阵元素的总数等于图像矩阵元素的总 数除以可能的几何标号值的总数。另一方面，将重建器配置为对于系统矩 阵元素的所有方位角值标号进行顺序的循环。另一方面，该系统还包括沿 轴向PET扫描仪轴间隔排列的PET检测器装置阵列，其用于获得用于表示 被检查对象中发射事件的数据，其中，与轴向间隔的阵列相一致地对有序 系统元素矩阵LUT以及有序图像元素矩阵进行排序；该系统还包括用于生 成表示校正数据的人类可读图像的装置。另一方面，提供了一种LUT，该LUT包括以与沿着轴向轴间隔排列的 PET扫描仪检测器晶体对齐的方式排序的多个系统矩阵元素。 一方面，LUT13包括总数个系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对与核医学成像技术相关联的数据进行处理的方法，包括如下步骤：　根据空间标号次序将多个数据元素排序到多个有序数据组中，其中，所述多个有序数据组中的每个具有多个数据元素，所述多个数据元素中的每个具有相同的第一和第二标号值以及不同的 第三标号值；　将有序数据组取回到存储器设备中；以及　以所述空间标号次序对来自所述存储器设备的所述有序数据组中的每个数据元素进行处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z胡，W王，D加尼翁，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]