一种衰减校正的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种衰减校正的方法和系统：采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据；对标准时相下的标准PET数据和各个非标准时相下的非标准PET数据进行图像重建，得到标准PET图像和各个非标准时相下的非标准PET图像；分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息；根据各个所述运动信息对标准CT图像进行运动补偿，获得各个非标准时相下的非标准CT图像；利用标准CT图像对标准PET数据进行衰减校正，以及利用各个非标准时相下的非标准CT图像对处于相同时相下的非标准PET数据进行衰减校正，无需多次CT扫描即可获得不同时相区间的CT图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，特别是涉及一种衰减校正的方法和系统。
技术介绍
正电子发射型断层显像-计算机断层扫描技术(Positron EmissionTomography-Computed Tomography, PET-CT)将 PET 技术与 CT 技术融为一体。正电子发射型断层显像技术(Positron Emission Tomography, PET)是将生物生命代谢中必须的某种物质，如葡萄糖、蛋白质、核酸和脂肪酸等，标记上短寿命的放射性源(如氟18，碳11等)，注入人体后，通过对该物质在代谢中的聚集，反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。计算机断层扫描技术(Computed Tomography, CT)是将单一轴面的射线穿透被测物体，根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同，由计算机采集透过射线，对被测物体的断层扫描图像进行重建，获得三维断层重构图像，一次显像可获得全身各方位的断层图像。PET-CT技术是采用CT 数据对PET数据进行衰减校正，具有灵敏、准确以及定位精确等特点，可了解全身生命代谢活动状况，达到早期发现病灶和诊断疾病的目的。在PET-CT扫描过程中，由于呼吸运动的存在，PET扫描图像会存在一定的伪影，这部分伪影主要来自两个方面(I)PET数据与CT数据位置信息不匹配PET数据采集过程一般需要经历多个呼吸周期，是多个呼吸周期下的平均数据，具有较低的时间分辨率；而(^数据扫描时间很短，一般可以认为在一个呼吸周期中的某一个时刻的数据，具有较高的时间分辨率。由于呼吸运动会带动器官、组织或病变等运动，PET数据与CT数据采集时间的差异会造成部分器官无法匹配。利用CT数据对PET数据进行衰减校正时，会对标准摄取值(Standardized Uptake Value，SUV)产生一定影响，SUV的偏移量可达24% 30%，校正后的PET图像可能产生一定伪影，影响临床诊断。(2) PET数据采集过程中呼吸运动造成的运动模糊PET数据为采集几十个呼吸周期的平均数据，在几十个呼吸周期中患者的呼吸引起心、肺、肝、胰等器官不同程度的运动，使注入到其中的放射性辐射源也跟随器官运动，造成对PET数据的涂抹，组织、器官或病变会产生一定形变，不易检查出微小病变。目前，主要采用以下两种方式解决上述两种PET-CT方式造成的PET图像存在伪影的问题( I)第一种方式，高时间分辨率向低时间分辨率转变将CT数据向PET数据的时间分辨率转换，采用平均CT法(CineAverage CT,CACT)，通过对整个呼吸周期进行电影(Cine)扫描，获得一个呼吸周期下的平均CT数据，使得CT数据与PET数据具有相同的时间分辨率，解决用CT数据进行衰减校正PET图像出现伪影的问题。(2)第二种方式，低时间分辨率向高时间分辨率转变将PET数据向CT数据的时间分辨率转换，采用呼吸门控技术，将呼吸周期分为不同的时相区间(一般为61个)，同时获得PET数据以及PET数据采集的时刻信息，根据时刻信息所属的时相区间不同，将该时刻信息所对应的PET数据分配到呼吸周期对应的时相区间中，这样就形成了不同时相下的PET数据，在呼吸周期中的不同时相区间进行CT扫描，获得不同时相区间内的CT数据，用相同时相区间所获得的CT数据对PET数据进行衰减校正，解决用CT数据进行衰减校正PET图像出现伪影的问题，实现与CT数据时间分辨率上近似的统一。但是，在本领域技术人员采用上述方法解决用CT数据进行衰减校正PET图像出现伪影的问题时，发现有如下缺点采用第一种方式解决用CT数据进行衰减校正PET图像出现伪影的问题时，只能解决PET数据与CT数据信息不匹配产生的伪影，对于由于呼吸运动造成的运动模糊问题无法解决；采用第二种方式解决用CT数据进行衰减校正PET图像出现伪影的问题时，需要在呼吸周期中的不同时相区间对患者进行多次CT扫描，由于CT扫描具有大量的辐射，会对患者的身体产生很大危害。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种衰减校正的方法和系统，无需进行多次CT扫描即可获得不同时相区间的CT图像，对不同时相区间的PET数据进行衰减校正。一种衰减校正的方法，`所述方法包括采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据；对标准时相下的标准PET数据和各个非标准时相下的非标准PET数据进行图像重建，得到标准PET图像和各个非标准时相下的非标准PET图像；分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息；根据各个所述运动信息对标准CT图像进行运动补偿，获得各个非标准时相下的非标准CT图像；利用标准CT图像对标准PET数据进行衰减校正，以及利用各个非标准时相下的非标准CT图像对处于相同时相下的非标准PET数据进行衰减校正。优选的，所述采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据具体为采集呼吸信号周期，将所述呼吸信号周期根据呼吸信息分割成一个标准时相区间和至少一个非标准时相区间；当处于标准时相区间时，触发采集标准CT图像；采集PET数据和PET呼吸信息，根据PET呼吸信息所属的时相区间将采集的PET数据分配到标准时相区间和各个非标准时相区间。优选的，所述呼吸信息包括时刻信息或振幅信息。优选的，所述分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息具体为输入标准PET图像和一个非标准PET图像；将标准PET图像和非标准PET图像归一化；初始化参数u°，Vc^Pwci作为光流值；根据非标准PET图像Is11和光流值得到校正后的非标准PET图像Isn+1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衰减校正的方法，其特征在于，所述方法包括：采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据；对标准时相下的标准PET数据和各个非标准时相下的非标准PET数据进行图像重建，得到标准PET图像和各个非标准时相下的非标准PET图像；分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息；根据各个所述运动信息对标准CT图像进行运动补偿，获得各个非标准时相下的非标准CT图像；利用标准CT图像对标准PET数据进行衰减校正，以及利用各个非标准时相下的非标准CT图像对处于相同时相下的非标准PET数据进行衰减校正。

【技术特征摘要】
1.一种衰减校正的方法，其特征在于，所述方法包括 采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据； 对标准时相下的标准PET数据和各个非标准时相下的非标准PET数据进行图像重建，得到标准PET图像和各个非标准时相下的非标准PET图像； 分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息； 根据各个所述运动信息对标准CT图像进行运动补偿，获得各个非标准时相下的非标准CT图像； 利用标准CT图像对标准PET数据进行衰减校正，以及利用各个非标准时相下的非标准CT图像对处于相同时相下的非标准PET数据进行衰减校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集标准时相下的标准PET数据和标准CT图像，以及各个非标准时相下的非标准PET数据具体为 采集呼吸信号周期，将所述呼吸信号周期根据呼吸信息分割成一个标准时相区间和至少一个非标准时相区间； 当处于标准时相区间时，触发采集标准CT图像； 采集PET数据和PET呼吸信息，根据PET呼吸信息所属的时相区间将采集的PET数据分配到标准时相区间和各个非标准时相区间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述呼吸信息包括 时刻信息或振幅信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取各个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息具体为 输入标准PET图像和一个非标准PET图像； 将标准PET图像和非标准PET图像归一化； 初始化参数u°，V0和w°作为光流值； 根据非标准PET图像Is1^P光流值得到校正后的非标准PET图像Isn+1 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始化u°，V0和w°作为光流值后进一步包括 初始化参数^为 a=(cxmm+Il+Ii + fz)ya； 则将标准PET图像If和校正后的非标准PET图像Isn+1带入泛函表达式f得 当泛函表达式f取最小值时，得到估计光流值Un+1，vn+1和wn+1 :6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始化u°，V0和w°作为光流值后进一步包括 初始化高斯函数方差； 对标准PET图像和一个非标准PET图像进行平滑滤波； 贝U，当迭代次数n大于第一预设阈值时，降低高斯函数方差； 判断迭代次数m是否大于第二预设阈值，如果是，输出光流值un+1，vn+1和wn+1作为一个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息，获取下一个非标准时相下的非标准PET图像相对于标准PET图像的运动信息，返回步骤输入标准PET图像和一个非标准PET图像；如果否，返回步骤对标准PE...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩震，刘月，李明，
申请(专利权)人：沈阳东软医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：