本申請(qǐng)涉及一種圖像重建的方法及系統(tǒng)，特別地，涉及一種具有多分辨率醫(yī)學(xué)圖像的重建。

背景技術(shù)：

經(jīng)過多年的發(fā)展，正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography，PET)技術(shù)已在臨床檢查和疾病診斷等方面取得廣泛應(yīng)用。其中，超長(zhǎng)軸向PET系統(tǒng)(可由若干個(gè)短軸PET構(gòu)成)具有超長(zhǎng)軸向視野，可在單床掃描時(shí)得到多個(gè)部位乃至全身圖像。圖像重建是PET技術(shù)研究中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，雖然現(xiàn)已有比較成熟的PET圖像重建方法，如空間分布函數(shù)的區(qū)域重建等，但對(duì)超長(zhǎng)軸向PET系統(tǒng)進(jìn)行圖像重建過程中，仍存在如何對(duì)不同部位不同重建參數(shù)進(jìn)行一次性重建、如何降低重建過程中計(jì)算量的問題。因此，需要一種新的圖像重建方法和系統(tǒng)用于解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種圖像重建方法及系統(tǒng)，以降低重建過程的計(jì)算量，提高重建速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的圖像重建方法，包括：確定對(duì)象的第一區(qū)域；設(shè)定所述第一區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第一體素的大??；確定所述對(duì)象的第二區(qū)域；設(shè)定所述第二區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第二體素的大小；獲取所述對(duì)象的掃描數(shù)據(jù)；根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，重建第一區(qū)域圖像，包括對(duì)第一體素和第二體素的正投影，以及對(duì)第一體素的反投影。

優(yōu)選地，上述方法還包括：根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，重建第二區(qū)域圖像，包括對(duì)第一體素和第二體素的正投影，以及對(duì)第二體素的反投影。

優(yōu)選的，上述第二區(qū)域與所述第一區(qū)域在空間上是連續(xù)的。

優(yōu)選的，上述第二區(qū)域與所述第一區(qū)域在空間上是不連續(xù)的。

優(yōu)選的，上述方法還包含對(duì)第一區(qū)域圖像進(jìn)行第一種濾波處理，及對(duì)第二區(qū)域圖像進(jìn)行第二種濾波處理。

優(yōu)選的，上述重建第一區(qū)域圖像包括：根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，迭代地重建所述第一區(qū)域圖像；所述重建第二區(qū)域圖像包括：根據(jù)所述掃描數(shù)據(jù)，迭代地重建所述第二區(qū)域圖像。

優(yōu)選的，上述重建第一區(qū)域圖像的迭代次數(shù)與所述重建第二區(qū)域圖像的迭代次數(shù)不同。

優(yōu)選的，上述迭代地重建第一區(qū)域圖像或所述迭代地重建第二區(qū)域圖像是基于有序子集最大期望值法。

優(yōu)選的，上述對(duì)第一體素和第二體素的正投影包括沿著一條響應(yīng)線對(duì)所述第一體素和所述第二體素進(jìn)行正投影。

優(yōu)選的，上述方法，包括：對(duì)所述第一區(qū)域圖像和第二區(qū)域圖像進(jìn)行校正。

優(yōu)選的，上述方法，包括：獲取所述對(duì)象的結(jié)構(gòu)信息；根據(jù)所述結(jié)構(gòu)信息，確定所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域。

優(yōu)選的，上述方法，包括：確定第一圖像矩陣，所述第一體素存儲(chǔ)在所述第一圖像矩陣中，所述重建第一區(qū)域圖像包括重建所述第一圖像矩陣；確定第二圖像矩陣，所述第二體素存儲(chǔ)在所述第二圖像矩陣中，所述重建第二區(qū)域圖像包括重建所述第二圖像矩陣。

優(yōu)選的，上述方法，包括：生成查找表，所述查找表記錄所述第一圖像矩陣和所述第一體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，或所述第二圖像矩陣和所述第二體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選的，上述第一圖像矩陣和所述第一體素的所述對(duì)應(yīng)關(guān)系包括將所述第一體素重排后存儲(chǔ)在所述第一圖像矩陣中。

優(yōu)選的，上述第一圖像矩陣和所述第一體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括將所述第一體素壓縮和重排后存儲(chǔ)在所述第一圖像矩陣中。

優(yōu)選的，上述方法，包括：生成一合并矩陣，所述合并矩陣對(duì)應(yīng)的體素大小為所述第一體素和所述第二體素中的較小者；將所述第一圖像矩陣和所述第二圖像矩陣分別填充在所述合并矩陣中，生成與所述最終圖像對(duì)應(yīng)的最終圖像矩陣。

本發(fā)明還提供了一種圖像重建系統(tǒng)，包括：成像設(shè)備，被配置為生成對(duì)象的掃描數(shù)據(jù)；及圖像處理器包括：接收模塊，被配置為獲取所述對(duì)象的第一區(qū)域及所述第一區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第一體素的大??；獲取所述對(duì)象的第二區(qū)域及所述第二區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第二體素的大?。患爸亟K，被配置為重建第一區(qū)域圖像，包括對(duì)第一體素和第二體素的正投影，以及對(duì)第一體素的反投影。

優(yōu)選地，上述重建模塊進(jìn)一步被配置為重建第二區(qū)域圖像，包括對(duì)第一體素和第二體素的正投影，以及對(duì)第二體素的反投影。

優(yōu)選的，上述系統(tǒng)，包括后處理模塊，被配置為通過后處理獲得所述第一區(qū)域圖像和所述第二區(qū)域圖像，所述后處理包括濾波處理、降噪處理、合并處理或劃分處理。

優(yōu)選的，上述重建模塊進(jìn)一步包括圖像矩陣生成單元，所述圖像矩陣生成單元被配置為：確定第一圖像矩陣，所述第一體素存儲(chǔ)在所述第一圖像矩陣中，所述重建第一區(qū)域圖像包括重建所述第一圖像矩陣；確定第二圖像矩陣，所述第二體素存儲(chǔ)在所述第二圖像矩陣中，所述重建第二區(qū)域圖像包括重建所述第二圖像矩陣。

優(yōu)選的，上述圖像矩陣處理單元進(jìn)一步包括查找表生成單元，所述查找表生成單元被配置為生成查找表，所述查找表記錄所述第一圖像矩陣和所述第一體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及所述第二圖像矩陣和所述第二體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選的，上述后處理模塊包含：合并單元，被配置為生成一個(gè)合并矩陣，將所述第一圖像矩陣和所述第二圖像矩陣分別填充在所述合并矩陣中，生成與所述最終圖像對(duì)應(yīng)的最終圖像矩陣；所述合并矩陣對(duì)應(yīng)的體素大小為所述第一體素和所述第二體素中的較小者。

本發(fā)明提供的重建圖像方法及系統(tǒng)，可以在一次重建中獲得不同部位不同重建參數(shù)(分辨率，迭代次數(shù)，后濾波方法)的多個(gè)圖像，這些圖像可以單獨(dú)顯示也可以融合后顯示。降低重建過程的計(jì)算量，提高重建速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖將本發(fā)明應(yīng)用于其它類似情景。除非從語言環(huán)境中顯而易見或另做說明，圖中相同標(biāo)號(hào)代表相同結(jié)構(gòu)和操作。

圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的多分辨率圖像重建與存儲(chǔ)系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的處理器的示意圖；

圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的重建模塊的示意圖；

圖4是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的多分辨率圖像重建的流程圖；

圖5是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的后處理模塊的示意圖；

圖6-A和圖6-B是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的后處理的流程圖；

圖7是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的體素對(duì)應(yīng)矩陣的示意圖；

圖8是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的模塊配對(duì)的示意圖；

圖9是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理單元的示意圖；

圖10是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理的示意圖；

圖11是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣重建的流程圖；以及

圖12是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本申請(qǐng)的實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些示例或?qū)嵤├瑢?duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖將本申請(qǐng)應(yīng)用于其他類似情景。除非從語言環(huán)境中顯而易見或另做說明，圖中相同標(biāo)號(hào)代表相同結(jié)構(gòu)或操作。

如本申請(qǐng)和權(quán)利要求書中所示，除非上下文明確提示例外情形，“一”、“一個(gè)”、“一種”和/或“該”等詞并非特指單數(shù)，也可包括復(fù)數(shù)。一般說來，術(shù)語“包括”與“包含”僅提示包括已明確標(biāo)識(shí)的步驟和元素，而這些步驟和元素不構(gòu)成一個(gè)排它性的羅列，方法或者設(shè)備也可能包含其他的步驟或元素。

雖然本申請(qǐng)對(duì)根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的系統(tǒng)中的某些模塊做出了各種引用，然而，任何數(shù)量的不同模塊可以被使用并運(yùn)行在客戶端和/或服務(wù)器上。所述模塊僅是說明性的，并且所述系統(tǒng)和方法的不同方面可以使用不同模塊。

本申請(qǐng)中使用了流程圖用來說明根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的系統(tǒng)所執(zhí)行的操作。應(yīng)當(dāng)理解的是，前面或下面操作不一定按照順序來精確地執(zhí)行。相反，可以按照倒序或同時(shí)處理各種步驟。同時(shí)，也可以將其他操作添加到這些過程中，或從這些過程移除某一步或數(shù)步操作。

“掃描區(qū)域”代表了進(jìn)行掃描的實(shí)際區(qū)域，與圖像矩陣相對(duì)應(yīng)，“重建區(qū)域”代表了與圖像矩陣的重建相對(duì)應(yīng)的實(shí)際區(qū)域。除非上下文明確提示例外情形，在本申請(qǐng)中“掃描區(qū)域”、“重建區(qū)域”、“實(shí)際區(qū)域”可以表示相同的意思并可以進(jìn)行替換。

“元素”代表了圖像矩陣中的最小的成分，“體素”代表了實(shí)際區(qū)域中最小的成分。除非上下文明確提示例外情形，在本申請(qǐng)中圖像矩陣中的“元素”和與圖像矩陣相對(duì)應(yīng)的實(shí)際區(qū)域中的“體素”可以表示相同的意思并可以進(jìn)行替換。

本申請(qǐng)中使用了流程圖用來說明根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的系統(tǒng)所執(zhí)行的操作。應(yīng)當(dāng)理解的是，前面或下面操作不一定按照順序來精確地執(zhí)行。相反，可以按照倒序或同時(shí)處理各種步驟。同時(shí)，也可以將其他操作添加到這些過程中，或從這些過程移除某一步或數(shù)步操作。

本申請(qǐng)所述的多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存方法包括在物體中的不同區(qū)域采用不同分辨率(即不同的體素大小)對(duì)物體圖像進(jìn)行重建與儲(chǔ)存。在一些實(shí)施例中，本申請(qǐng)一方面涉及一種多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存系統(tǒng)。該多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存系統(tǒng)可以包括接收模塊、存儲(chǔ)模塊、重建模塊、后處理模塊和顯示模塊。本申請(qǐng)另一方面涉及一種可以被應(yīng)用在所述多分辨率圖像重建與存儲(chǔ)系統(tǒng)中的圖像矩陣處理方法。所述圖像矩陣處理方法可以包括對(duì)圖像矩陣進(jìn)行壓縮與解壓縮、重排與逆重排等。

本申請(qǐng)的實(shí)施例可以應(yīng)用于不同的圖像處理系統(tǒng)。不同的圖像處理系統(tǒng)可以包括正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像系統(tǒng)(PET系統(tǒng))、計(jì)算機(jī)斷層掃描-正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像混合系統(tǒng)(CT-PET系統(tǒng))、核磁共振-正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像混合系統(tǒng)(MR-PET系統(tǒng))等。

圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的多分辨率圖像重建與存儲(chǔ)系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)100可以包含一個(gè)圖像處理器120(簡(jiǎn)稱為處理器120)、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)130和一個(gè)成像設(shè)備110。處理器120對(duì)收集到的信息(例如數(shù)據(jù)等)進(jìn)行多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存的系統(tǒng)。處理器120可以是一個(gè)實(shí)體的電子設(shè)備，也可以是一個(gè)服務(wù)器。所述電子設(shè)備可以包括便攜式計(jì)算機(jī)、平板、手機(jī)、智能終端設(shè)備等。處理器120可以是集中式的，例如數(shù)據(jù)中心；也可以是分布式的，例如一個(gè)分布式系統(tǒng)。處理器120可以是本地的，也可以是遠(yuǎn)程的。在一些實(shí)施例中，所述信息可以是通過掃描或其他方式獲得的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的圖像信息。

在一些實(shí)施例中，處理器120可以包括中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、專門應(yīng)用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、專用指令處理器(Application Specific Instruction Set Processor，ASIP)、物理處理器(Physics Processing Unit，PPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Processing Processor，DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)、可編程邏輯器件(Programmable Logic Device，PLD)、處理器、微處理器、控制器、微控制器等中的一種或幾種的組合。

網(wǎng)絡(luò)130可以是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也可以是多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的組合。例如，網(wǎng)絡(luò)130可能是一個(gè)局域網(wǎng)(Local Area Network，LAN)、廣域網(wǎng)(Wide Area Network，WAN)、公用網(wǎng)絡(luò)、私人網(wǎng)絡(luò)、專有網(wǎng)絡(luò)、公共交換電話網(wǎng)(Public Switched Telephone Network，PSTN)、互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、虛擬網(wǎng)絡(luò)、或者上述網(wǎng)絡(luò)的任何組合。網(wǎng)絡(luò)130也可以包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。有線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用金屬電纜、混合電纜、一個(gè)或多個(gè)接口等一種或多種組合的方式。無線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用藍(lán)牙、區(qū)域局域網(wǎng)(LAN)、廣域局域網(wǎng)(WAN)、無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、近源場(chǎng)通信(Near Field Communication，NFC)等一種或多種組合的方式。網(wǎng)絡(luò)130可以適用于本申請(qǐng)所描述的范圍內(nèi)，但并不局限于所述描述。

成像設(shè)備110可以包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行掃描的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，進(jìn)一步地，所述用于掃描的設(shè)備可以被用在但不僅限于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，例如醫(yī)學(xué)檢測(cè)等。在一些實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)檢測(cè)可以包括磁共振成像(MRI)、X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(X-ray-CT)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(SPECT)或者上述一種或多種醫(yī)學(xué)檢測(cè)的組合。在一些實(shí)施例中，所述目標(biāo)可以是器官、機(jī)體、物體、機(jī)能障礙、腫瘤等一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中，所述目標(biāo)可以是頭部、胸腔、器官、骨骼、血管等一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備110可以由一個(gè)或多個(gè)成像模塊拼接而成。進(jìn)一步地，所述一個(gè)或多個(gè)成像模塊的探測(cè)器可以連續(xù)地放置在所述目標(biāo)的周圍。

在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備110和處理器120可以是一體的。在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備110可以通過網(wǎng)絡(luò)130發(fā)送信息到處理器120。在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備110也可以直接發(fā)送信息到處理器120。在一些實(shí)施例中，處理器120也可以包含處理本身存儲(chǔ)的信息。

圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的處理器的示意圖。處理器120可以包含一個(gè)或多個(gè)接收模塊210,、一個(gè)或多個(gè)重建模塊220、一個(gè)或多個(gè)后處理模塊230、一個(gè)或多個(gè)顯示模塊240和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)模塊250。

接收模塊210可以以一種或多種方式收集所需要的信息。所述收集信息的方式可以包括掃描一個(gè)對(duì)象(例如通過成像設(shè)備110獲取一個(gè)對(duì)象的信息)，通過收集預(yù)先存儲(chǔ)的信息(例如通過收集存儲(chǔ)模塊250中的信息或通過網(wǎng)絡(luò)130獲得的遠(yuǎn)程信息)等。信息的種類可以包括體素?cái)?shù)據(jù)、計(jì)數(shù)、矩陣、圖像、向量、向量庫等。

重建模塊220可以對(duì)接收模塊210中所收集到的信息進(jìn)行重建。信息的重建可以包括根據(jù)收集到的信息生成被掃描對(duì)象整體或者被掃描對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)部分所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，所述信息的重建可以包括確定一個(gè)或多個(gè)被掃描區(qū)域以及所述一個(gè)或多個(gè)被掃描區(qū)域所分別對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)體素。所述一個(gè)或多個(gè)體素可以對(duì)應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣中的一個(gè)或多個(gè)元素。所述一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣可以根據(jù)收集到的信息進(jìn)行迭代的重建。在一些實(shí)施例中，所述迭代的重建可以包括對(duì)所述圖像矩陣進(jìn)行一次或多次正投影處理和反投影處理。在一些實(shí)施例中，信息的重建還可以包括去除信息中的部分內(nèi)容從而提高系統(tǒng)的運(yùn)算與存儲(chǔ)效率。在一些實(shí)施例中，信息可以被轉(zhuǎn)化成圖像矩陣的形式，所述提高運(yùn)算和儲(chǔ)存效率的方式可以包括對(duì)所述圖像矩陣進(jìn)行壓縮和/或重排。

后處理模塊230可以對(duì)重建模塊所產(chǎn)生的重建后的信息進(jìn)行后處理操作。在一些實(shí)施例中，后處理操作可以包括根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)體素對(duì)所述迭代的重建后的矩陣進(jìn)行后處理從而產(chǎn)生被掃描物體整體或者被掃描物體的一個(gè)或多個(gè)部分的圖像或圖像所對(duì)應(yīng)的矩陣。所述后處理可以包括對(duì)迭代重建后的矩陣進(jìn)行濾波處理、降噪處理、合并處理、劃分處理等。

顯示模塊240可以顯示后處理模塊產(chǎn)生的圖像。在一些實(shí)施例中，顯示模塊240可以包括一個(gè)顯示設(shè)備，如顯示屏等。在一些實(shí)施例中，顯示模塊240可以在顯示最終圖像之前根據(jù)需求對(duì)圖像進(jìn)行渲染、縮放、旋轉(zhuǎn)、最大密度投影等操作。在一些實(shí)施例中，顯示模塊240可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備，如鍵盤、觸屏、觸板、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程控制等一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，用戶可以通過所述一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備輸入一些原始參數(shù)和/或設(shè)置對(duì)應(yīng)圖像顯示和/或處理的初始化條件。在一些實(shí)施例中，用戶可以根據(jù)顯示模塊240所顯示的圖像進(jìn)行設(shè)置和/或操作，如設(shè)置為二維圖像的顯示、設(shè)置為三維圖像的顯示、顯示掃描數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖像、顯示控制界面、顯示輸入界面、顯示不同區(qū)域的圖像、顯示圖像重建的過程、顯示圖像重建的結(jié)果，接受到用戶的輸入后對(duì)顯示圖像進(jìn)行放大處理、縮小處理、設(shè)置多個(gè)圖像同時(shí)顯示等一種或幾種設(shè)置和/或操作的組合。

存儲(chǔ)模塊250可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以來自成像設(shè)備110，網(wǎng)絡(luò)130，和/或處理器120中的其他模塊/單元(接收模塊210、重建模塊220、后處理模塊230、顯示模塊240或其他相關(guān)模塊(未示出))。存儲(chǔ)模塊250可以是利用電能方式存儲(chǔ)信息的設(shè)備，例如各種存儲(chǔ)器，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory(RAM))、只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory(ROM))等。其中隨機(jī)存儲(chǔ)器可以包括十進(jìn)計(jì)數(shù)管、選數(shù)管、延遲線存儲(chǔ)器、威廉姆斯管、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)、晶閘管隨機(jī)存儲(chǔ)器(T-RAM)、零電容隨機(jī)存儲(chǔ)器(Z-RAM)等中的一種或幾種的組合。只讀存儲(chǔ)器可以包括磁泡存儲(chǔ)器、磁鈕線存儲(chǔ)器、薄膜存儲(chǔ)器、磁鍍線存儲(chǔ)器、磁芯內(nèi)存、磁鼓存儲(chǔ)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤、磁帶、早期非易失存儲(chǔ)器(NVRAM)、相變化內(nèi)存、磁阻式隨機(jī)存儲(chǔ)式內(nèi)存、鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)內(nèi)存、非易失SRAM、閃存、電子抹除式可復(fù)寫只讀存儲(chǔ)器、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、可編程只讀存儲(chǔ)器、屏蔽式堆讀內(nèi)存、浮動(dòng)連接門隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、納米隨機(jī)存儲(chǔ)器、賽道內(nèi)存、可變電阻式內(nèi)存、可編程金屬化單元等中的一種或幾種的組合。存儲(chǔ)模塊250可以是利用磁能方式存儲(chǔ)信息的設(shè)備，例如硬盤、軟盤、磁帶、磁芯存儲(chǔ)器、磁泡存儲(chǔ)器、U盤、閃存等。存儲(chǔ)模塊250可以是利用光學(xué)方式存儲(chǔ)信息的設(shè)備，例如CD或DVD等。存儲(chǔ)模塊250可以是利用磁光方式存儲(chǔ)信息的設(shè)備，例如磁光盤等。存儲(chǔ)模塊250的存取方式可以是隨機(jī)存儲(chǔ)、串行訪問存儲(chǔ)、只讀存儲(chǔ)等中的一種或幾種的組合。存儲(chǔ)模塊250可以是非永久記憶存儲(chǔ)器，或永久記憶存儲(chǔ)器。

存儲(chǔ)模塊250可以與一個(gè)或多個(gè)接收模塊210，重建模塊220，后處理模塊230、顯示模塊240或其他相關(guān)模塊(未示出)關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)模塊250可以通過網(wǎng)絡(luò)130選擇性地關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)虛擬存儲(chǔ)資源，例如云盤存儲(chǔ)(cloud storage)、虛擬私人網(wǎng)絡(luò)(a virtual private network)和/或其他虛擬存儲(chǔ)資源。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以是各種形式的數(shù)據(jù)，例如數(shù)值、信號(hào)、圖像、既定目標(biāo)的相關(guān)信息、命令、算法、程序等一種或多種組合。

對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存系統(tǒng)及方法的原理后，可能在不背離這一原理的情況下，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行任意組合，或者構(gòu)成子系統(tǒng)與其他模塊連接，對(duì)實(shí)施上述方法和系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些修正和改變?nèi)栽谝陨厦枋龅姆秶畠?nèi)。例如，上述模塊可以是體現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)中的不同模塊，也可以是一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)上述的兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊的功能。比如，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)模塊250可以被包含在任何一個(gè)或多個(gè)所述模塊中。在一些實(shí)施例中，接收模塊210和顯示模塊240可以合并成一個(gè)輸入/輸出模塊。在一些實(shí)施例中，重建模塊220和后處理模塊230可以合并成一個(gè)圖像生成模塊。

圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的重建模塊的示意圖。重建模塊220可以包括一個(gè)或多個(gè)參數(shù)設(shè)置單元310、一個(gè)或多個(gè)區(qū)域選擇單元320、一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣生成單元340、一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣處理單元350、一個(gè)或多個(gè)計(jì)算單元360、一個(gè)或多個(gè)分配單元370。

參數(shù)設(shè)置單元310可以在重建的過程進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。所述參數(shù)可以包括重建區(qū)域的大小、重建區(qū)域的位置、重建區(qū)域中體素的大小、迭代的算法、迭代的次數(shù)或終止條件等一種或兩種以上的組合。在一些實(shí)施例中，所述參數(shù)可以從存儲(chǔ)模塊250中獲得。在一些實(shí)施例中，用戶可以通過接收模塊210或者顯示模塊240進(jìn)行所述參數(shù)的設(shè)置。在一些實(shí)施例中，參數(shù)設(shè)置單元310可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的默認(rèn)值，所述默認(rèn)值可以在無法獲得參數(shù)的設(shè)置時(shí)使用。

區(qū)域選擇單元320可以選擇進(jìn)行重建的區(qū)域。所述重建區(qū)域的選擇可以包括對(duì)所述重建區(qū)域的大小和位置進(jìn)行選擇。在一些實(shí)施例中，區(qū)域選擇單元320可以從參數(shù)設(shè)置單元310獲得所述重建區(qū)域大小和位置的設(shè)置。在一些實(shí)施例中，區(qū)域選擇單元320可以存儲(chǔ)多個(gè)掃描部位如頭腔、胸腔、腹腔等部位的默認(rèn)區(qū)域設(shè)置，所述默認(rèn)區(qū)域設(shè)置可以隨時(shí)調(diào)用或者調(diào)整。在一些實(shí)施例中，區(qū)域選擇單元320可以與顯示模塊240相結(jié)合。進(jìn)一步地，用戶可以在顯示模塊240所顯示的圖像中選擇一個(gè)或多個(gè)區(qū)域用于掃描和/或重建的區(qū)域，區(qū)域選擇單元320可以在收到用戶選擇后對(duì)對(duì)應(yīng)區(qū)域進(jìn)行掃描和/或重建。

圖像矩陣生成單元340可以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣。所述一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣可以對(duì)應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)掃描區(qū)域中。在一些實(shí)施例中，所述圖像矩陣和所述掃描區(qū)域可以是一一對(duì)應(yīng)的。在一些實(shí)施例中，圖像矩陣中的每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)掃描區(qū)域中的每一個(gè)體素的數(shù)值。所述數(shù)值包括X射線衰減系數(shù)、γ射線衰減系數(shù)、氫原子密度、體素的密度等一種或多種數(shù)值。在一些實(shí)施例中，圖像矩陣中的元素所對(duì)應(yīng)的體素的數(shù)值可以在所述迭代的重建中被修改和/或更新。在一些實(shí)施例中，圖像矩陣中的元素所對(duì)應(yīng)的體素的數(shù)值可以被轉(zhuǎn)化成圖像的灰度或RGB色度。進(jìn)一步地，圖像矩陣可以對(duì)應(yīng)一個(gè)圖像和/或轉(zhuǎn)化成一個(gè)圖像。

圖像矩陣處理單元350可以對(duì)產(chǎn)生的圖像矩陣進(jìn)行處理。所述處理可以包括將一個(gè)圖像矩陣劃分為多個(gè)子圖像矩陣，或者對(duì)一個(gè)圖像矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、壓縮與解壓縮、重排與逆重排、填充、分解、合并等一種或多種組合的操作。在一些實(shí)施例中，所述圖像矩陣的旋轉(zhuǎn)可以包括將圖像矩陣進(jìn)行順時(shí)針或者逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)。所述圖像矩陣的壓縮可以包括將圖像矩陣中一部分元素去除。在一些實(shí)施例中，所述去除的元素所對(duì)應(yīng)的體素沒有被一條或多條射線(例如，PET系統(tǒng)中的響應(yīng)線，或者CT系統(tǒng)中的x射線等)穿透，在圖像重建的過程中,可以將所述去除的元素的表示值設(shè)定為是零或者其它固定數(shù)值。在一些實(shí)施例中，所述去除的元素可以是符合一定條件的，比如數(shù)值小于一個(gè)閾值或處于某個(gè)矩陣中的某些位置等。相應(yīng)的，矩陣的解壓縮可以包括將一些元素加入到圖像矩陣中的一些部分。在一些實(shí)施例中，矩陣的解壓縮可以包括將在圖像矩陣壓縮時(shí)被去除的元素添加回所述元素原始的位置。在一些實(shí)施例中，這些在矩陣中被去除又重新添加回圖像矩陣的元素的數(shù)值在壓縮和解壓縮的過程中保持不變。在一些實(shí)施例中，矩陣的重排可以包括將矩陣中的一部分元素或全部元素從第一位置平移到圖像矩陣中的第二位置。在一些實(shí)施例中，矩陣的重排可以將某一類別或特點(diǎn)的元素平移到某一特定的位置。相應(yīng)地，所述圖像矩陣的逆重排可以包括將部分或所有平移后的元素從第二位置平移回所述第一位置。在一些實(shí)施例中，在圖像矩陣中被重排或逆重排的元素的數(shù)值保持不變。

所述圖像矩陣的填充可以包括根據(jù)某些規(guī)則或者算法對(duì)圖像矩陣中某些空的圖像矩陣中填入對(duì)應(yīng)數(shù)值。在一些實(shí)施例中，在與PET有關(guān)的系統(tǒng)中，填充可以包括根據(jù)響應(yīng)線(Line of Response，LOR)穿過的體素的位置，對(duì)所述響應(yīng)線穿過的體素所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣中的元素進(jìn)行填充。在一些實(shí)施例中，所述填充可以基于響應(yīng)線所對(duì)應(yīng)探測(cè)器的計(jì)數(shù)以及響應(yīng)線所穿過的體素對(duì)計(jì)數(shù)的影響(亦可稱作靈敏度)。所述圖像矩陣的分解可以包括將圖像矩陣分解成多個(gè)子圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，子圖像矩陣可以各自覆蓋一部分的原始圖像矩陣的元素。在一些實(shí)施例中，子圖像矩陣可以由一條或多條響應(yīng)線所穿過的掃描區(qū)域構(gòu)成。類似的，一條響應(yīng)線可以穿過一個(gè)或多個(gè)子圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的區(qū)域。所述圖像矩陣的合并可以包括將多個(gè)子圖像矩陣合并成一個(gè)圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，一個(gè)圖像矩陣分解后的多個(gè)子圖像矩陣可以被合并回所述圖像矩陣。

計(jì)算單元360可以對(duì)圖像矩陣中元素的數(shù)值以及其他數(shù)值的計(jì)算。在一些實(shí)施例中，計(jì)算單元360可以根據(jù)一條或多條響應(yīng)線所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的示數(shù)計(jì)算出所述一條或多條響應(yīng)線所穿過的掃描對(duì)象所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣中元素的數(shù)值。在一些實(shí)施例中，計(jì)算單元360可以包括一個(gè)主計(jì)算節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)分別計(jì)算一個(gè)子圖像矩陣，所述子圖像矩陣可以對(duì)應(yīng)一個(gè)子掃描區(qū)域。在一些實(shí)施例中，子掃描區(qū)域可以由一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器掃描形成。在一些實(shí)施例中，副計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的計(jì)數(shù)計(jì)算出所述子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的子圖像矩陣中體素的數(shù)值。在一些實(shí)施例中，主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以包括將副計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的子圖像矩陣中所對(duì)應(yīng)的體素的數(shù)值進(jìn)行合并與疊加。例如，如果一個(gè)體素處在多個(gè)子圖像矩陣中，主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以將所述多個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)所計(jì)算出的該體素所處在的子圖像矩陣的對(duì)應(yīng)數(shù)值相加。

分配單元370可以將所述計(jì)算任務(wù)分配到計(jì)算單元不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)里面，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以包括一個(gè)或多個(gè)主計(jì)算節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，分配單元370可以將探測(cè)器進(jìn)行配對(duì)或分組，并確定配對(duì)或分組后的探測(cè)器所對(duì)應(yīng)的子掃描區(qū)域的大小與位置。在一些實(shí)施例中，分配單元370可以將所述子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的子圖像矩陣的重建和計(jì)算任務(wù)分配到副計(jì)算節(jié)點(diǎn)中。

對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解多分辨率圖像重建與儲(chǔ)存系統(tǒng)及方法的原理后，可能在不背離這一原理的情況下，對(duì)上述重建模塊220進(jìn)行形式上和/或細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些修正和改變?nèi)栽诒旧暾?qǐng)所披露的范圍之內(nèi)。例如，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，圖像矩陣生成單元340和圖像矩陣處理單元350可以合并成一個(gè)圖像矩陣單元。在一些實(shí)施例中，重建模塊220中可以沒有計(jì)算單元360，計(jì)算單元360的功能可以在其他單元中實(shí)現(xiàn)。

圖4是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的多分辨率圖像重建的流程圖。在一些實(shí)施例中，所述多分辨率圖像重建可以由處理器120實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，處理器120可以首先在步驟402中獲得一個(gè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)信息。在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)信息指的是對(duì)象的輪廓信息或外表信息。在一些實(shí)施例中，步驟402可以通過接收模塊210實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)信息可以通過掃描所述對(duì)象所獲得。進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)信息可以通過CT、MRI、PET等掃描獲得?？蛇x地，所述結(jié)構(gòu)信息也可以通過其他方式獲得。

步驟404可以包括根據(jù)所述掃描對(duì)象的結(jié)構(gòu)信息確定第一區(qū)域以及其所對(duì)應(yīng)的第一體素的大小。在一些實(shí)施例中，步驟404可以通過接收模塊210實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域可以對(duì)應(yīng)掃描對(duì)象的整體。在一些實(shí)施例中，所述第一體素的數(shù)值可以被存儲(chǔ)在第一圖像矩陣M₀中，形成第一元素。

如步驟406所示，接收模塊210可以根據(jù)所述掃描對(duì)象的結(jié)構(gòu)信息確定第二區(qū)域以及其所對(duì)應(yīng)的第二體素大小。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域可以對(duì)應(yīng)掃描對(duì)象的一部分。在一些實(shí)施例中，所述第二體素的數(shù)值可以被存儲(chǔ)在第二圖像矩陣M₁中，形成第二元素。在一些實(shí)施例中，第二體素比第一體素小。在一些實(shí)施例中，體素越小，所對(duì)應(yīng)的圖像分辨率越高。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域?qū)?yīng)需要被高分辨率成像的區(qū)域。

如步驟408所示，處理器120可以獲取一個(gè)對(duì)象的掃描信息。在一些實(shí)施例中，處理器120可以通過成像設(shè)備110獲取所述掃描信息。進(jìn)一步地，所述成像設(shè)備110可以包括PET成像設(shè)備。在一些實(shí)施例中，所述掃描信息可以從存儲(chǔ)模塊250中獲得。在一些實(shí)施例中，所述掃描信息也可以通過網(wǎng)絡(luò)130從遠(yuǎn)程存儲(chǔ)模塊(如云盤)中獲得。

在獲得了對(duì)象的掃描信息之后，處理器120可以在步驟410和步驟412中分別對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第一圖像矩陣M₀和第二圖像矩陣M₁進(jìn)行重建，分別得到第一區(qū)域圖像和第二區(qū)域圖像。在一些實(shí)施例中，對(duì)所述第一圖像矩陣M₀和第二圖像矩陣M₁的重建可以通過一個(gè)迭代的重建算法。

僅僅作為例子，所述第一圖像矩陣M₀和第二圖像矩陣M₁的重建可以通過有序子集最大期望值法(Ordered Subset Expectation Maximization，OSEM)實(shí)現(xiàn)：

$f_{jm}^{(n+1)}=f_{jm}^{\left(n\right)}.B(y_i,F),---\left(1\right)$

其中i是響應(yīng)線(探測(cè)器對(duì))的編號(hào)，m是重建的圖像矩陣編號(hào)，j是矩陣m中元素的編號(hào)，是重建的圖像矩陣m中元素j在第n迭代的值，y_i是響應(yīng)線i上測(cè)量到的實(shí)際計(jì)數(shù)，F(xiàn)是正投影算子，以及B(y_i，F(xiàn))是反投影算子。

其中所述有序子集最大期望值法需要進(jìn)行諸如對(duì)圖像矩陣進(jìn)行正投影(即對(duì)圖像矩陣中元素所對(duì)應(yīng)的體素進(jìn)行正投影)、計(jì)算校正系數(shù)、對(duì)圖像矩陣進(jìn)行反投影(即對(duì)圖像矩陣中元素所對(duì)應(yīng)的體素進(jìn)行反投影)、更新圖像矩陣等步驟，具體見下文的描述。

在一些實(shí)施例中，重建第一圖像矩陣M₀得到第一區(qū)域圖像，所述對(duì)第一圖像矩陣M₀的重建可以包括對(duì)第一體素和第二體素進(jìn)行正投影，再對(duì)第一體素進(jìn)行反投影等處理；重建第二圖像矩陣M₁得到第二區(qū)域圖像，所述對(duì)第二圖像矩陣M₁的重建可以包括對(duì)第一體素和第二體素進(jìn)行正投影，以及對(duì)第二體素進(jìn)行反投影等處理。在一些實(shí)施例中，所述第一體素和第二體素的大小可以不相同。

對(duì)圖像矩陣進(jìn)行正投影從而獲得探測(cè)器結(jié)果，其中正投影算子可表示為：

$F={\Σ}_m{\Σ}_k{c}_{ikm}{f}_{km}^{\left(n\right)},---\left(2\right)$

其中k是響應(yīng)線i與圖像矩陣m相關(guān)的所有元素的編號(hào)，以及c_ikm是響應(yīng)線i對(duì)于圖像矩陣m中的元素j的靈敏度。在一些實(shí)施例中，不同圖像矩陣對(duì)應(yīng)不同大小的體素。例如，一條響應(yīng)線可以穿過第一區(qū)域(對(duì)應(yīng)于第一體素)和第二區(qū)域(對(duì)應(yīng)于第二體素)，根據(jù)公式(2)，對(duì)圖像矩陣進(jìn)行正投影包括對(duì)第一體素和第二體素的正投影。

計(jì)算校正系數(shù)：

所述校正系數(shù)為某一響應(yīng)線上測(cè)量得到的計(jì)數(shù)與對(duì)重建圖像沿著該響應(yīng)線進(jìn)行的正投影的比值，即

對(duì)校正系數(shù)進(jìn)行反投影從而更新圖像矩陣：

$B_m(y_i,F)=\frac{1}{{\Σ}_i{\Σ}_k{c}_{ikm}}{\Σ}_i{\Σ}_k{c}_{ikm}\frac{y_i}{F},---\left(3\right)$

在一些實(shí)施例中，對(duì)于不同的圖像矩陣，其對(duì)應(yīng)的圖像需要的迭代次數(shù)不同。例如對(duì)于體部的圖像矩陣，可能需要迭代兩次；對(duì)于腦部的圖像，可能需要迭代四次。

不同圖像矩陣的預(yù)設(shè)迭代次數(shù)可以記為d(m)，其中，m為圖像矩陣的編號(hào)，m＝0，1，2...。則公式(3)可以記為：

$B(y_i,F)=\frac{1}{{\Σ}_i{\Σ}_{d\left(m\right)\≥n}{\Σ}_k{c}_{ikm}}{\Σ}_i{\Σ}_{d\left(m\right)\≥n}{\Σ}_k{c}_{ikm}\frac{y_i}{F},---\left(4\right)$

而公式(1)可以記為：

$f_{jm}^{(n+1)}=f_{jm}^{\left(n\right)}.B(y_i,F),d\left(m\right)\≥n,---\left(5\right)$

其中，n為當(dāng)前迭代的序號(hào)。若圖像矩陣的預(yù)設(shè)迭代次數(shù)d(m)大于當(dāng)前迭代的序號(hào)n，則對(duì)圖像矩陣?yán)^續(xù)進(jìn)行迭代處理，更新圖像；若圖像矩陣的預(yù)設(shè)迭代次數(shù)d(m)小于或等于當(dāng)前迭代的序號(hào)n，則停止對(duì)圖像矩陣的迭代，獲得當(dāng)前圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的圖像。

在獲得第一圖像矩陣Mx和第二圖像矩陣M₁之后，處理器120可以根據(jù)所述圖像矩陣中元素的數(shù)值將所述圖像矩陣分別轉(zhuǎn)化為第一區(qū)域圖像和第二區(qū)域圖像。所述圖像矩陣中元素的數(shù)值可以被表示成所述圖像中體素的灰度或RGB色度。在獲得第一圖像矩陣M₀和第二圖像矩陣M₁以及其所對(duì)應(yīng)的第一區(qū)域圖像和第二區(qū)域圖像之后，處理器120可以對(duì)所述第一區(qū)域圖像和第二區(qū)域圖像，根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例中提到的方法，進(jìn)行后處理操作。

圖5是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的后處理模塊的示意圖。后處理模塊230可以包括一個(gè)或多個(gè)濾波處理單元510、一個(gè)或多個(gè)劃分單元520、一個(gè)或多個(gè)合并單元530。

濾波處理單元510可以對(duì)圖像矩陣或者圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或圖像進(jìn)行濾波處理。所述濾波處理可以包括Gaussian濾波、Metz濾波、Butterworth濾波、Hamming濾波、Hanning濾波、Parzen濾波、Ramp濾波、Shepp-logan濾波、Wiener濾波的一種或幾種的組合。在一些實(shí)施例中，不同掃描區(qū)域或掃描對(duì)象的不同部位可以使用不同的濾波處理。比如，對(duì)于腦部掃描可以采用Metz濾波，而對(duì)于體部掃描可以采用Gaussian濾波。

劃分單元520可以根據(jù)濾波后的一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣各自對(duì)應(yīng)的體素的大小將所述的一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣分別存放到不同的矩陣?yán)铩Ｔ谝恍?shí)施例中，所述被放置在不同矩陣?yán)锏臑V波后的圖像矩陣擁有相同或相似的體素大小。

合并單元530可以將不同體素大小的實(shí)際區(qū)域所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣進(jìn)行合并。在一些實(shí)施例中，合并包括創(chuàng)建一個(gè)合并矩陣，所述合并矩陣對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)榇喜D像矩陣所對(duì)應(yīng)的最大區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述合并矩陣所對(duì)應(yīng)的體素大小為待合并圖像矩陣中所對(duì)應(yīng)最小體素大小。在一些實(shí)施例中，體素越小意味著分辨率越高。在一些實(shí)施例中，所述合并包括對(duì)待合并圖像矩陣進(jìn)行插值處理。所述插值處理可以指在低分辨率圖像轉(zhuǎn)化為高分辨率過程中通過特定算法或處理預(yù)測(cè)高分辨率圖像中一部分沒有數(shù)值的體素。在一些實(shí)施例中，所述算法和處理可以包括雙線性插值處理、雙三次插值處理、分形插值處理、自然鄰點(diǎn)插值法、最近鄰點(diǎn)插值法、最小曲率法、局部多項(xiàng)式法等一種或幾種的組合。

圖6-A和圖6-B是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的后處理的流程圖。在一些實(shí)施例中，所述后處理可以由后處理模塊230實(shí)現(xiàn)。如圖6-A所示，在圖像矩陣被重建之后可以首先在步驟602中進(jìn)行濾波處理，所述濾波處理可以包括Gaussian濾波、Metz濾波、Butterworth濾波、Hamming濾波、Hanning濾波、Parzen濾波、Ramp濾波、Shepp-logan濾波、Wiener濾波等一種或幾種的組合。在一些實(shí)施例中，不同掃描區(qū)域或掃描對(duì)象的不同部位可以使用不同的濾波處理。比如，對(duì)于腦部掃描可以采用Metz濾波，而對(duì)于體部掃描可以采用Gaussian濾波。

如步驟604所示，在圖像矩陣或圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或圖像經(jīng)過濾波處理之后，可以將圖像劃分為不同層級(jí)。例如，可以按照?qǐng)D像矩陣所對(duì)應(yīng)的體素大小對(duì)圖像進(jìn)行劃分。在一些實(shí)施例中，圖像矩陣在劃分為不同層級(jí)后可以被寫入一個(gè)Dicom文件中。所述Dicom文件可以記錄圖像的層級(jí)信息，以及圖像矩陣和它們對(duì)應(yīng)的體素大小信息。在一些實(shí)施例中，所示體素大小信息也可以指層級(jí)信息，其中體素越大代表層級(jí)越低。

如步驟606所示，合并不同圖像層級(jí)對(duì)應(yīng)的圖像矩陣。所述不同圖像的層級(jí)信息可以是包含在以上提到的一個(gè)Dicom文件中。所述合并包括將不同層級(jí)的圖像分別存放在不同的矩陣中，并根據(jù)圖像的層級(jí)將圖像填充到一個(gè)最終的圖像矩陣中。在一些實(shí)施例中，合并的步驟可以如圖6-B所示。

如步驟608所示，后處理模塊230可以根據(jù)層級(jí)信息將不同體素大小的圖像存放在不同的待合并的矩陣內(nèi)。在一些實(shí)施例中，某一實(shí)際區(qū)域可能對(duì)應(yīng)多個(gè)待合并的矩陣，其中多個(gè)待合并的矩陣所對(duì)應(yīng)的體素大小不同。所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的待合并的矩陣所對(duì)應(yīng)的圖像可以存在重疊區(qū)域，也可以互不重疊。

如步驟610所示，后處理模塊230可以建立一個(gè)合并矩陣M。所述合并矩陣M對(duì)應(yīng)的實(shí)際區(qū)域?yàn)榇喜⒕仃囁鶎?duì)應(yīng)的最大實(shí)際區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述合并矩陣M所對(duì)應(yīng)的體素大小為待合并的矩陣所對(duì)應(yīng)最小體素大小。在一些實(shí)施例中，體素越小意味著分辨率越高。

如步驟612所示，在建立好合并矩陣M并確定好合并矩陣M的實(shí)際區(qū)域和所對(duì)應(yīng)的體素大小后，后處理模塊230可以對(duì)實(shí)際區(qū)域小于最大實(shí)際區(qū)域的待合并的矩陣進(jìn)行填零處理，生成最終圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，后處理模塊230可以對(duì)體素大小大于最小體素大小的待合并的矩陣進(jìn)行插值處理。所述插值處理可以指在低分辨率圖像轉(zhuǎn)化為高分辨率過程中通過某些算法或處理預(yù)測(cè)高分辨率圖像中一部分沒有數(shù)值的體素。在一些實(shí)施例中，所述算法和處理可以包括雙線性插值處理、雙三次插值處理、分形插值處理、自然鄰點(diǎn)插值法、最近鄰點(diǎn)插值法、最小曲率法、局部多項(xiàng)式法等的一種或幾種的組合應(yīng)用。后處理模塊230可以將所述經(jīng)過填零處理和插值處理的待合并圖像矩陣合并成最終矩陣M。在一些實(shí)施例中，可以依次將不同層級(jí)的圖像矩陣填充到合并矩陣M中。例如，可以先填充層級(jí)較低(例如體素較大)的圖像矩陣，再填入層級(jí)較高(例如體素較小)的圖像矩陣。在較高層級(jí)圖像矩陣和較低層級(jí)圖像不存在重疊的區(qū)域，可以分別將層級(jí)較低的圖像矩陣的元素值和層級(jí)較高的圖像矩陣的元素值對(duì)應(yīng)填入最終矩陣中。在較高層級(jí)圖像矩陣和較低層級(jí)圖像矩陣存在重疊的區(qū)域，較高層級(jí)的圖像矩陣的元素值覆蓋較低層級(jí)的圖像矩陣的元素值，即存在重疊的圖像區(qū)域中的體素值按照層級(jí)較高層級(jí)的圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的體素值填入。

圖7是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的體素對(duì)應(yīng)矩陣的示意圖。在一些實(shí)施例中，查找表可以記錄圖像矩陣及體素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖7所示，M₀和M₁分別代表兩個(gè)圖像矩陣，M₁對(duì)應(yīng)的體素小于M₀對(duì)應(yīng)的體素。在一些實(shí)施例中，區(qū)域730可以同時(shí)被M₀和M₁所對(duì)應(yīng)的區(qū)域覆蓋。當(dāng)計(jì)算M₀中對(duì)應(yīng)的體素740對(duì)響應(yīng)線i上計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)時(shí)，可以通過一個(gè)查找表(Lookup Table，LUT)得知體素740在M₁中所對(duì)應(yīng)的8個(gè)體素720。所述M₀中對(duì)應(yīng)的體素740對(duì)響應(yīng)線i上計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)可以通過計(jì)算M₁中所對(duì)應(yīng)的8個(gè)體素720分別對(duì)響應(yīng)線i上計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)來獲得。在一些實(shí)施例中，所述查找表包含了一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣的與體素之間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。比如查找表可以包含矩陣M₀中對(duì)應(yīng)的體素740M₀(X，Y，Z)對(duì)應(yīng)M₁中對(duì)應(yīng)的8個(gè)體素720M₁(X₁，Y₁，Z₁)、M₁(X₁，Y₂，Z₁)、M₁(X₂，Y₁，Z₁)、M₁(X₂，Y₂，Z₁)、M₁(X₁，Y₁，Z₂)、M₁(X₁，Y₂，Z₂)、M₁(X₂，Y₁，Z₂)、M₁(X₂，Y₂，Z₂)的信息。在一些實(shí)施例中，不同層級(jí)圖像矩陣在查找表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系由各自圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的位置關(guān)系所決定。在一些實(shí)施例中，所述查找表，根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例的內(nèi)容，也可以包含圖像矩陣重排時(shí)需要平移的位置和方向等。例如，查找表中可以記錄壓縮、和/或重排后的體素與圖像矩陣M₀中元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖8是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的模塊配對(duì)的示意圖。根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例的描述，成像設(shè)備110可以包括一個(gè)或多個(gè)成像模塊。進(jìn)一步地，所述一個(gè)或多個(gè)成像模塊的探測(cè)器連續(xù)的放置在所述目標(biāo)的周圍。僅僅作為例子，這里所說的一個(gè)成像模塊可以對(duì)應(yīng)一個(gè)PET探測(cè)器，探測(cè)器間的位置關(guān)系參看圖10中的描述。如圖8所示，成像設(shè)備110可以由6個(gè)成像模塊構(gòu)成。所示6個(gè)成像模塊可以兩兩配對(duì)從而形成21個(gè)模塊配對(duì)(如圖8所示，包括配對(duì)模塊810、配對(duì)模塊820及配對(duì)模塊830)。例如，所述模塊配對(duì)810可以表示第6成像模塊與第6成像模塊的配對(duì)，即響應(yīng)線只被第6成像模塊左右兩邊的探測(cè)器接收；所述模塊配對(duì)820可以表示第1成像模塊與第6成像模塊的配對(duì)，即響應(yīng)線可被第1成像模塊和第6成像模塊所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收；所述模塊配對(duì)830可以表示第1成像模塊與第4成像模塊的配對(duì)，即響應(yīng)線可被第1成像模塊和第4成像模塊所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收。在一些實(shí)施例中，每個(gè)模塊配對(duì)的計(jì)算可以由其他實(shí)施例中所述的副計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算；所述的主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以整合與統(tǒng)計(jì)所有副計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。在一些實(shí)施例中，圖中黑線部分(矩形框內(nèi)類似于“x”形狀或者-”形狀的部分)表示在相應(yīng)模塊配對(duì)計(jì)算中需要被修改的圖像矩陣的元素，具體內(nèi)容將在圖10中描述到。在一些實(shí)施例中，每個(gè)模塊配對(duì)可以根據(jù)需要被修改的圖像矩陣的元素進(jìn)行矩陣壓縮和重排從而減少儲(chǔ)存量和運(yùn)算量。例如，模塊配對(duì)810可以通過將黑線部分下方的元素去除。又例如，模塊820可以通過先將黑線部分平移和聚集到一起，再將黑線部分以外的元素去除從而實(shí)現(xiàn)矩陣的壓縮。

圖9是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理單元的示意圖。圖像矩陣處理單元350可以包括一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣壓縮子單元910、一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣重排子單元920、一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣逆重排子單元930、一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣解壓縮子單元940、一個(gè)或多個(gè)查找表生成單元950。

圖像矩陣壓縮子單元910可以對(duì)圖像矩陣進(jìn)行壓縮。在一些實(shí)施例中，所述圖像矩陣的壓縮可以包括將圖像矩陣中一部分元素去除，在一些實(shí)施例中，所述去除的元素可以是空的。在與PET系統(tǒng)中，這里所說的空的元素可以對(duì)應(yīng)于沒有被響應(yīng)線穿過的體素，或者在圖像重建(例如正投影，反投影等)過程或部分過程中，沒有對(duì)探測(cè)器上的計(jì)數(shù)產(chǎn)生貢獻(xiàn)的體素。在一些實(shí)施例中，所述去除的元素可以是符合一定條件的，比如小于一個(gè)閾值或處于某個(gè)矩陣中的某些位置，如不會(huì)對(duì)圖像重建以及后續(xù)步驟有影響的位置等。

圖像矩陣重排子單元920可以將圖像矩陣中的一部分元素或全部元素從第一位置平移到圖像矩陣中的第二位置。在一些實(shí)施例中，平移之前處于第二位置的元素在平移之后會(huì)被去除?？蛇x地，所述平移可以包括將所述處于第一位置和第二位置的部分或全部元素位置對(duì)調(diào)。在一些實(shí)施例中，矩陣的重排可以包括將某一類別或特點(diǎn)的元素平移到某一特定的位置。在一些實(shí)施例中，矩陣的重排可以包括將矩陣中非零的元素平移并集合在一起。

圖像矩陣逆重排子單元930可以將部分或所有平移后的元素從第二位置平移回所述第一位置。在一些實(shí)施例中，在圖像矩陣中被重排或逆重排的元素的數(shù)值可以保持不變。

圖像矩陣解壓縮子單元940可以將一些元素加入到圖像矩陣中的一些部分。在一些實(shí)施例中，矩陣的解壓縮可以包括將在圖像矩陣壓縮時(shí)被去除的元素添加回所述元素原始的位置。在一些實(shí)施例中，在矩陣中被去除又重新添加回圖像矩陣的元素的數(shù)值在壓縮和解壓縮的過程中可以不發(fā)生改變。

查找表生成單元950可以生成一個(gè)查找表。在一些實(shí)施例中，所述查找表可以包括圖像矩陣重排時(shí)需要平移的位置和方向等。在一些實(shí)施例中，所述查找表可以包括一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣的元素之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。例如，查找表中可以包括如圖7中所述的不同層級(jí)的圖像矩陣，以及不同層級(jí)的圖像矩陣所包含的元素所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的位置關(guān)系。

以上的描述僅僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例，不應(yīng)被視為是唯一的實(shí)施例。顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，查找表生成單元950可以與圖像矩陣重排子單元920合并成一個(gè)子單元，所述子單元可以實(shí)現(xiàn)上述查找表生成單元950與與圖像矩陣重排子單元920的功能。

圖10是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理的示意圖。如圖10所示，圖像矩陣1010對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描區(qū)域，所述掃描區(qū)域由第一成像模塊1011，第二成像模塊1012，第三成像模塊1013和第四成像模塊1014共同確定。第一成像模塊1011可以與第四成像模塊1014進(jìn)行配對(duì)。所述第一成像模塊1011和第四成像模塊1014分別對(duì)應(yīng)第一探測(cè)器和第四探測(cè)器。根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例的描述，為第一成像模塊和第四成像模塊分配一個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)，該副計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算處在第一成像模塊和第四成像模塊的探測(cè)器所能接收到的響應(yīng)線。如圖10所示，圖像矩陣1010中的陰影部分是第一成像模塊1011和第四成像模塊1014配對(duì)后在重建中所需要更新和計(jì)算的元素。圖像矩陣1010的其他部分所對(duì)應(yīng)的元素在重建過程中的數(shù)值可以不發(fā)生改變。

在一些實(shí)施例中，圖像矩陣1010可以被壓縮成圖像矩陣1020，即可以將處于圖像矩陣1010上部和下部的一些重建中不發(fā)生改變的元素去除。例如，坐標(biāo)位于Z1、Z2、Z3、Z18、Z19、Z20的圖像矩陣1010中的元素可以被去除從而壓縮成圖像矩陣1020。進(jìn)一步地，圖像矩陣1020可以被重排和壓縮成圖像矩陣1030。即可以將圖像矩陣1020中在重建中數(shù)值可能會(huì)發(fā)生變化的元素進(jìn)行平移和集合。更具體的，可以將圖像矩陣1020中每一個(gè)T維度進(jìn)行平移，比如將T1坐標(biāo)下的元素Z9、Z10、Z11、Z12去除，而將其余同處于T1坐標(biāo)下的元素進(jìn)行平移。在一些實(shí)施例中，所述去除的元素的位置以及元素平移的位置和方向可以通過查詢查找表獲得。

如圖10所示，圖像矩陣1010(20x10)在對(duì)重建沒有影響的情況下被壓縮和重排成了圖像矩陣1030(10x10)，從而降低了存儲(chǔ)空間和計(jì)算量。在一些實(shí)施例中，所述壓縮和重排后的圖像矩陣被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊250中。所述查找表可以記錄對(duì)圖像矩陣進(jìn)行壓縮和重排的信息，所述信息也可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊250中。圖11是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣重建的流程圖。在一些實(shí)施例中，所述圖像矩陣處理可以由重建模塊220實(shí)現(xiàn)。如圖11所示，重建模塊可以首先在步驟1102中確定主計(jì)算節(jié)點(diǎn)和副計(jì)算節(jié)點(diǎn)。根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例中的描述，副計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以計(jì)算一個(gè)子圖像矩陣。所述子圖像矩陣對(duì)應(yīng)一個(gè)子掃描區(qū)域。在一些實(shí)施例中，子掃描區(qū)域由一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器形成。在一些實(shí)施例中，副計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的計(jì)數(shù)計(jì)算出所述子掃描區(qū)域所對(duì)應(yīng)的子圖像矩陣中元素的數(shù)值。在一些實(shí)施例中，副計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一組配對(duì)的成像模塊所對(duì)應(yīng)圖像矩陣的計(jì)算。在一些實(shí)施例中，主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以包括將副計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行合并與整合。

如步驟1104所示，可以分配圖像矩陣到副計(jì)算節(jié)點(diǎn)中。在一些實(shí)施例中，每一個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一組配對(duì)的成像模塊所對(duì)應(yīng)圖像矩陣的計(jì)算。

在步驟1106和步驟1108中對(duì)所述配對(duì)的成像模塊所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣進(jìn)行壓縮與重排。壓縮與重排的方法可以參見本申請(qǐng)其他實(shí)施例中的說明。值得注意的是，不同副計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的配對(duì)的成像模塊可能不一樣，所需的壓縮與重排的方法可能有所區(qū)別。例如，圖10中的副計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算第一成像模塊1011和第四成像模塊1014所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣，需要對(duì)該圖像矩陣進(jìn)行壓縮與重排，并且壓縮與重排的方法由第一成像模塊1011和第四成像模塊1014之間的陰影部分所決定。在一些實(shí)施例中，一個(gè)副計(jì)算節(jié)點(diǎn)可能計(jì)算第一成像模塊1011所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣(即第一探測(cè)器所限定的區(qū)域，表現(xiàn)為一個(gè)矩形，在圖10中未標(biāo)出)，所述副計(jì)算節(jié)點(diǎn)只需要對(duì)圖像矩陣進(jìn)行壓縮，即只計(jì)算第一成像模塊1011之間的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的體素的值。

在步驟1110中計(jì)算單個(gè)子集下的正投影/反投影結(jié)果。在一些實(shí)施例中，所述正投影結(jié)果指的是根據(jù)重建的圖像矩陣計(jì)算出響應(yīng)線所對(duì)應(yīng)的一組配對(duì)的成像模塊的探測(cè)器的計(jì)數(shù)。在一些實(shí)施例中，所述反投影結(jié)果指的是根據(jù)響應(yīng)線所對(duì)應(yīng)的所述一組配對(duì)的成像模塊的探測(cè)器的計(jì)數(shù)，計(jì)算并重建圖像矩陣所包含的元素的值。在正投影/反投影過程中，可以通過查找表對(duì)經(jīng)過重排后的圖像矩陣進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施例中，可以將全部投影數(shù)據(jù)劃分成多個(gè)組，一個(gè)或多個(gè)組可以構(gòu)成一個(gè)子集。例如，可以根據(jù)投影方向?qū)ν队皵?shù)據(jù)進(jìn)行分組。在一些實(shí)施例中，所需重建的圖像中包含不同層級(jí)的圖像矩陣，如圖4所描述的，不同層級(jí)的圖像矩陣對(duì)應(yīng)不同體素的大小。由于一條響應(yīng)線可以穿過一個(gè)或多個(gè)層級(jí)的圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的區(qū)域，則在進(jìn)行正投影/反投影的過程中，可以根據(jù)一個(gè)查找表所標(biāo)注的不同層級(jí)的圖像矩陣的信息，分別計(jì)算一種或多種元素大小對(duì)該響應(yīng)線的貢獻(xiàn)。在一些實(shí)施例中，所述查找表包含了一個(gè)或多個(gè)圖像矩陣的元素之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在重建完圖像矩陣，即計(jì)算出圖像矩陣的元素的值以后，重建模塊220可以在步驟1112中對(duì)圖像矩陣進(jìn)行逆重排。所述逆重排是指將重排后的圖像矩陣還原成與實(shí)際圖像區(qū)域?qū)?yīng)的圖像矩陣。

在步驟1114中判斷是否在單個(gè)子集下所有角度的反投影結(jié)果已經(jīng)累加完成，即是否已經(jīng)計(jì)算了滿足所述配對(duì)的成像模塊間所有角度的反投影結(jié)果的計(jì)算和累加。如果未完成，則需要對(duì)矩陣根據(jù)角度的不同進(jìn)行重新的壓縮、重排、反投影結(jié)果計(jì)算和逆重排等步驟(即步驟1106-1112)。如果已完成，重建模塊可以在步驟1116中對(duì)所述圖像矩陣進(jìn)行解壓縮。所述經(jīng)過解壓縮的圖像矩陣大小與壓縮前的大小一致。

在步驟1118中主計(jì)算節(jié)點(diǎn)累加所有副計(jì)算節(jié)點(diǎn)的反投影結(jié)果。在一些實(shí)施例中，經(jīng)步驟1116解壓縮后得到的不同角度下解壓縮后的圖像矩陣的大小可能相同，主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以將所述不同角度下解壓縮后的圖像矩陣相同位置的每一個(gè)元素的值分別進(jìn)行相加，得到累加后的圖像矩陣。

在累加完成后，在步驟1120，主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)累加結(jié)果對(duì)圖像矩陣進(jìn)行更新，并對(duì)下一個(gè)子集進(jìn)行處理。所述更新完成后視為對(duì)圖像矩陣進(jìn)行了一個(gè)子集的重建。在一些實(shí)施例中，重建模塊220可以對(duì)圖像矩陣進(jìn)行下一個(gè)子集的重建并根據(jù)重建結(jié)果更新圖像矩陣，直到所有子集均已遍歷為止。如果已遍歷所有子集，則實(shí)施后續(xù)步驟。如果還存在其它子集，則返回步驟1110，重新計(jì)算副節(jié)點(diǎn)在單個(gè)子集下的正投影/反投影結(jié)果。根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例的描述，可以通過有序子集最大期望值法(Ordered Subset Expectation Maximization，OSEM)對(duì)圖像矩陣進(jìn)行重建。在遍歷上述所有子集后，獲得一個(gè)重建圖像矩陣，完成一個(gè)迭代過程。

在步驟1124中判斷是否滿足迭代停止條件，如果滿足停止條件，則重建過程結(jié)束。如果不滿足，則返回步驟1104，進(jìn)入下一個(gè)迭代過程，重新將圖像矩陣分配到副計(jì)算節(jié)點(diǎn)。迭代停止條件可以與本次迭代重建的圖像矩陣有關(guān)，也可以依據(jù)人為設(shè)定。在一些實(shí)施例中，滿足的迭代停止條件可以是本次迭代重建的圖像矩陣與上一次迭代的圖像矩陣之間的差值小于一定的閾值，也可以直接是本次迭代重建的圖像矩陣滿足一定的條件。在另外一些實(shí)施例中，滿足的迭代停止條件可以是完成一定數(shù)量的迭代次數(shù)。

以上的描述僅僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例，不應(yīng)被視為是唯一的實(shí)施例。顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，可選的，在重排圖像矩陣前，可以引入正向點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型，在矩陣逆重排前引入反向點(diǎn)擴(kuò)散模型，對(duì)圖像的重構(gòu)過程進(jìn)行修正。

圖12是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的圖像矩陣處理的流程圖。在一些實(shí)施例中，所述圖像矩陣處理可以由圖像矩陣處理單元350實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，流程1200可以對(duì)應(yīng)圖11所示的步驟1106至步驟1114。根據(jù)本申請(qǐng)其他實(shí)施例中的描述，成像設(shè)備可以由一個(gè)或多個(gè)成像模塊拼接而成。例如，所述一個(gè)或多個(gè)成像模塊的探測(cè)器連續(xù)的放置在所述目標(biāo)的周圍。在一些實(shí)施例中，每個(gè)模塊配對(duì)的計(jì)算可以由其他實(shí)施例中所述的副計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算；所述的主計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以整合與統(tǒng)計(jì)所有副計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。在一些實(shí)施例中，配對(duì)的成像模塊可以分別對(duì)應(yīng)一個(gè)圖像矩陣。在步驟1202中，可以通過圖像矩陣處理單元350對(duì)模塊配對(duì)所對(duì)應(yīng)的圖像矩陣進(jìn)行模塊壓縮從而形成一個(gè)第三圖像矩陣。

第三圖像矩陣可以在步驟1204中被正向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)第三圖像矩陣所對(duì)應(yīng)的配對(duì)的成像模塊的信息，圖像矩陣處理單元350可以計(jì)算一個(gè)基準(zhǔn)層位置和一個(gè)有效矩陣范圍。所述基準(zhǔn)層范圍和所述有效矩陣范圍可以表示第三圖像矩陣在后續(xù)的重排步驟中各個(gè)元素需要平移的位置和方向。在一些實(shí)施例中，圖像矩陣處理單元350可以將所述各個(gè)元素在后續(xù)重排步驟中需要平移的位置和方向儲(chǔ)存在一個(gè)查找表中。

如步驟1210所示，圖像矩陣處理單元350可以根據(jù)所述查找表和第三圖像矩陣，生成一個(gè)第四圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，第三圖像矩陣可以通過本申請(qǐng)其他實(shí)施例中所述的矩陣重排的方法獲得所述第四圖像矩陣。

在步驟1212中對(duì)第四圖像矩陣進(jìn)行正投影處理并生成一個(gè)投影矩陣。根據(jù)所述正投影處理的結(jié)果，圖像矩陣處理單元350可以計(jì)算出一個(gè)校正系數(shù)。所述校正系數(shù)可以是某一響應(yīng)線上測(cè)量得到的計(jì)數(shù)與對(duì)重建圖像沿著該響應(yīng)線進(jìn)行的正投影的比值。如步驟1216所示，可以對(duì)投影矩陣進(jìn)行反投影處理從而產(chǎn)生一個(gè)第五圖像矩陣。在一些實(shí)施例中，第五圖像矩陣的產(chǎn)生可以基于所述校正系數(shù)。

圖像矩陣處理單元350可以在步驟1218中對(duì)第五圖像矩陣進(jìn)行逆重排從而生成一個(gè)第六圖像矩陣。進(jìn)一步地，可以在步驟1220中對(duì)所述第六圖像矩陣進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，所述第三圖像矩陣的方向與大小和所述第六圖像矩陣保持一致。

上文已對(duì)基本概念做了描述，顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，上述發(fā)明披露僅僅作為示例，而并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的限定。雖然此處并沒有明確說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可能會(huì)對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行各種修改、改進(jìn)和修正。該類修改、改進(jìn)和修正在本申請(qǐng)中被建議，所以該類修改、改進(jìn)、修正仍屬于本申請(qǐng)示范實(shí)施例的精神和范圍。

同時(shí)，本申請(qǐng)使用了特定詞語來描述本申請(qǐng)的實(shí)施例。如“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”、和/或“一些實(shí)施例”意指與本申請(qǐng)至少一個(gè)實(shí)施例相關(guān)的某一特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)。因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)并注意的是，本說明書中在不同位置兩次或多次提及的“一實(shí)施例”或“一個(gè)實(shí)施例”或“一替代性實(shí)施例”并不一定是指同一實(shí)施例。此外，本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中的某些特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。

此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本申請(qǐng)的各方面可以通過若干具有可專利性的種類或情況進(jìn)行說明和描述，包括任何新的和有用的工序、機(jī)器、產(chǎn)品或物質(zhì)的組合，或?qū)λ麄兊娜魏涡碌暮陀杏玫母倪M(jìn)。相應(yīng)地，本申請(qǐng)的各個(gè)方面可以完全由硬件執(zhí)行、可以完全由軟件(包括固件、常駐軟件、微碼等)執(zhí)行、也可以由硬件和軟件組合執(zhí)行。以上硬件或軟件均可被稱為“數(shù)據(jù)塊”、“模塊”、“引擎”、“單元”、“組件”或“系統(tǒng)”。此外，本申請(qǐng)的各方面可能表現(xiàn)為位于一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀程序編碼。

計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可能包含一個(gè)內(nèi)含有計(jì)算機(jī)程序編碼的傳播數(shù)據(jù)信號(hào)，例如在基帶上或作為載波的一部分。該傳播信號(hào)可能有多種表現(xiàn)形式，包括電磁形式、光形式等等、或合適的組合形式。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以是除計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)之外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該介質(zhì)可以通過連接至一個(gè)指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備以實(shí)現(xiàn)通訊、傳播或傳輸供使用的程序。位于計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)上的程序編碼可以通過任何合適的介質(zhì)進(jìn)行傳播，包括無線電、電纜、光纖電纜、RF、或類似介質(zhì)、或任何上述介質(zhì)的組合。

本申請(qǐng)各部分操作所需的計(jì)算機(jī)程序編碼可以用任意一種或多種程序語言編寫，包括面向?qū)ο缶幊陶Z言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常規(guī)程序化編程語言如C語言、Visual Basic、Fortran2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，動(dòng)態(tài)編程語言如Python、Ruby和Groovy，或其他編程語言等。該程序編碼可以完全在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行、或作為獨(dú)立的軟件包在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行、或部分在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)運(yùn)行、或完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上運(yùn)行。在后種情況下，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任何網(wǎng)絡(luò)形式與用戶計(jì)算機(jī)連接，比如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，或連接至外部計(jì)算機(jī)(例如通過因特網(wǎng))，或在云計(jì)算環(huán)境中，或作為服務(wù)使用如軟件即服務(wù)(SaaS)。

此外，除非權(quán)利要求中明確說明，本申請(qǐng)所述處理元素和序列的順序、數(shù)字字母的使用、或其他名稱的使用，并非用于限定本申請(qǐng)流程和方法的順序。盡管上述披露中通過各種示例討論了一些目前認(rèn)為有用的發(fā)明實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，該類細(xì)節(jié)僅起到說明的目的，附加的權(quán)利要求并不僅限于披露的實(shí)施例，相反，權(quán)利要求旨在覆蓋所有符合本申請(qǐng)實(shí)施例實(shí)質(zhì)和范圍的修正和等價(jià)組合。例如，雖然以上所描述的系統(tǒng)組件可以通過硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但是也可以只通過軟件的解決方案得以實(shí)現(xiàn)，如在現(xiàn)有的服務(wù)器或移動(dòng)設(shè)備上安裝所描述的系統(tǒng)。

同理，應(yīng)當(dāng)注意的是，為了簡(jiǎn)化本申請(qǐng)披露的表述，從而幫助對(duì)一個(gè)或多個(gè)發(fā)明實(shí)施例的理解，前文對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的描述中，有時(shí)會(huì)將多種特征歸并至一個(gè)實(shí)施例、附圖或?qū)ζ涞拿枋鲋?。但是，這種披露方法并不意味著本申請(qǐng)對(duì)象所需要的特征比權(quán)利要求中提及的特征多。實(shí)際上，實(shí)施例的特征要少于上述披露的單個(gè)實(shí)施例的全部特征。

一些實(shí)施例中使用了描述成分、屬性數(shù)量的數(shù)字，應(yīng)當(dāng)理解的是，此類用于實(shí)施例描述的數(shù)字，在一些示例中使用了修飾詞“大約”、“近似”或“大體上”來修飾。除非另外說明，“大約”、“近似”或“大體上”表明所述數(shù)字允許有±20％的變化。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，說明書和權(quán)利要求中使用的數(shù)值參數(shù)均為近似值，該近似值根據(jù)個(gè)別實(shí)施例所需特點(diǎn)可以發(fā)生改變。在一些實(shí)施例中，數(shù)值參數(shù)應(yīng)考慮規(guī)定的有效數(shù)位并采用一般位數(shù)保留的方法。盡管本申請(qǐng)一些實(shí)施例中用于確認(rèn)其范圍廣度的數(shù)值域和參數(shù)為近似值，在具體實(shí)施例中，此類數(shù)值的設(shè)定在可行范圍內(nèi)盡可能精確。

針對(duì)本申請(qǐng)引用的每個(gè)專利、專利申請(qǐng)、專利申請(qǐng)公開物和其他材料，如文章、書籍、說明書、出版物、文檔、物件等，特此將其全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)作為參考。與本申請(qǐng)內(nèi)容不一致或產(chǎn)生沖突的申請(qǐng)歷史文件除外，對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利要求最廣范圍有限制的文件(當(dāng)前或之后附加于本申請(qǐng)中的)也除外。需要說明的是，如果本申請(qǐng)附屬材料中的描述、定義、和/或術(shù)語的使用與本申請(qǐng)所述內(nèi)容有不一致或沖突的地方，以本申請(qǐng)的描述、定義和/或術(shù)語的使用為準(zhǔn)。

最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)中所述實(shí)施例僅用以說明本申請(qǐng)實(shí)施例的原則。其他的變形也可能屬于本申請(qǐng)的范圍。因此，作為示例而非限制，本申請(qǐng)實(shí)施例的替代配置可視為與本申請(qǐng)的教導(dǎo)一致。相應(yīng)地，本申請(qǐng)的實(shí)施例不僅限于本申請(qǐng)明確介紹和描述的實(shí)施例。