基于pet的圖像重建的投影方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于PET的圖像重建的投影方法和裝置，所述方法包括：在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元，以及在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保證圖像投影準(zhǔn)確度的前提下，降低投影的計(jì)算量，從而提高圖像投影的計(jì)算效率。
【專利說(shuō)明】 基于PET的圖像重建的投影方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于PET的圖像重建的投影方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(Positron Emission Tomograph,PET)是當(dāng)今醫(yī)療領(lǐng)域中的一種先進(jìn)的分子影像學(xué)診斷設(shè)備，其更是現(xiàn)代重要的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)手段之一。如圖1，圖1為PET的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，基于PET進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像時(shí)，PET可以獲取當(dāng)前被掃描對(duì)象的重建數(shù)據(jù)，在完成對(duì)象的PET掃描后，可以通過(guò)PET獲取的重建數(shù)據(jù)完成圖像重建，具體的，圖像重建可以分為解析重建和迭代重建，其中，迭代重建應(yīng)用廣泛，但是迭代重建需要反復(fù)多次完成投影和反投影的過(guò)程。投影過(guò)程是指，通過(guò)積分的方式，按照一定的規(guī)則計(jì)算待投影圖像像素對(duì)任意兩個(gè)探測(cè)器晶體間的投影區(qū)域的貢獻(xiàn)來(lái)模擬真實(shí)的探測(cè)結(jié)果的過(guò)程。反投影則是投影的逆運(yùn)算，是利用投影的結(jié)果來(lái)得到圖像任意像素的值的過(guò)程。其中，投影區(qū)域可以指兩個(gè)探測(cè)器晶體對(duì)應(yīng)位置連線所圍成的三維空間，同時(shí)兩個(gè)探測(cè)器晶體對(duì)應(yīng)位置連線為該投影區(qū)域的投影方向。由于在迭代重建過(guò)程中需要反復(fù)多次進(jìn)行投影和反投影計(jì)算，這使得整個(gè)重建過(guò)程中投影和反投影成為時(shí)間消耗最大的部分。所以，提高投影和反投影過(guò)程的計(jì)算速率對(duì)減少迭代重建時(shí)間起著關(guān)鍵的作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常見(jiàn)的投影方法線驅(qū)動(dòng)(ray-driven)和像素驅(qū)動(dòng)(pixel-driven)兩類，對(duì)于線驅(qū)動(dòng):可以通過(guò)計(jì)算兩探測(cè)器晶體間中心連線與某一像素相交的線段長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算該像素對(duì)這一投影區(qū)域的貢獻(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中可以將一個(gè)像素劃分為幾個(gè)像素來(lái)提高計(jì)算精度，但同時(shí)會(huì)加大計(jì)算量從而降低計(jì)算速率；對(duì)于像素驅(qū)動(dòng):可以通過(guò)判斷某一像素是否在投影區(qū)域范圍之內(nèi)來(lái)判定這一像素對(duì)投影是否有貢獻(xiàn)，也可以將像素分割為多個(gè)子像素來(lái)提高計(jì)算精度，但是同樣會(huì)加大計(jì)算量。
[0004]綜之，現(xiàn)有的投影方法在實(shí)現(xiàn)圖像重建的過(guò)程中不可避免的會(huì)消耗大量的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于PET的圖像重建的投影方法和裝置，在保證圖像投影準(zhǔn)確度的前提下，降低投影的計(jì)算量，從而提高圖像投影的計(jì)算速率。
[0006]本發(fā)明提供了一種基于PET的圖像重建的投影方法，所述方法包括:
[0007]在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；
[0008]對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；
[0009]將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元，以及在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；[0010]根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。
[0011]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值，包括:
[0012]分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值；
[0013]將各個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0014]優(yōu)選地，所述分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值，包括:
[0015]獲取所述所有投影區(qū)域的軸向投影圖與任一像素單元的相交區(qū)域，執(zhí)行投影流程:獲取所述相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、所述像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值，獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值，將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值，獲取所述軸向投影圖與任一未執(zhí)行所述投影流程的像素單元的相交區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述投影流程，直到所有像素單元均完成執(zhí)行所述投影流程。
[0016]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值，包括:
[0017]分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投
影值；
[0018]將各個(gè)投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0019]優(yōu)選地，所述分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值，包括:
[0020]分別獲取所述像素軸向投影圖與各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域；
[0021]并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作。
[0022]優(yōu)選地，所述對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬，包括:
[0023]對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行插值重采樣，得到重采樣后像素分布圖，所述重采樣后像素分布圖的所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬。
[0024]本發(fā)明還提供一種基于PET的圖像重建的投影裝置，所述裝置包括:
[0025]第一確定模塊，用于在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；
[0026]重采樣模塊，用于對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；
[0027]第一獲取模塊，用于將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元；
[0028]第二獲取模塊，用于在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；
[0029]第三獲取模塊，用于根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。
[0030]優(yōu)選地，所述第三獲取模塊，包括:
[0031]第一獲取子模塊，用于分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值；
[0032]第二獲取子模塊，用于將各個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0033]優(yōu)選地，所述第一獲取子模塊，包括:
[0034]第二獲取子模塊，用于獲取所述所有投影區(qū)域的軸向投影圖與任一像素單元的相交區(qū)域；
[0035]第三獲取子模塊，用于獲取所述相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、所述像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值；
[0036]第四獲取子模塊，用于獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值；
[0037]確定子模塊，用于將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值；
[0038]第五獲取子模塊，用于獲取所述軸向投影圖與任一未觸發(fā)所述第三獲取子模塊的像素單元的相交區(qū)域，繼續(xù)觸發(fā)所述第三獲取子模塊，直到所有像素單元均完成觸發(fā)所述第三獲取子模塊。
[0039]優(yōu)選地，所述第三獲取模塊，包括:
[0040]第六獲取子模塊，用于分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值；
[0041]第七獲取子模塊，用于將各個(gè)投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0042]優(yōu)選地，所述第六獲取子模塊，包括:
[0043]第八獲取子模塊，用于分別獲取所述像素軸向投影圖與各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域；
[0044]第九獲取子模塊，用于并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作。
[0045]優(yōu)選地，所述重采樣模塊，包括:
[0046]重采樣子模塊，用于對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行插值重采樣，得到重采樣后像素分布圖，所述重采樣后像素分布圖的所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬。
[0047]本發(fā)明首先在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；其次，對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；再次，將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元，以及在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；最后，根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保證圖像投影準(zhǔn)確度的前提下，降低投影的計(jì)算量，從而提高圖像投影的計(jì)算速率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(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)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0049]圖1為PET的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2為實(shí)施例一提供的基于PET的圖像重建的投影方法流程圖；
[0051]圖3為探測(cè)器間的投影區(qū)域與待投影圖像的部分像素相交的示意圖；
[0052]圖4為探測(cè)器間的投影區(qū)域與待投影圖像的部分像素相交在x_y坐標(biāo)平面內(nèi)的剖面圖；
[0053]圖5為探測(cè)器間的投影區(qū)域與待投影圖像的部分像素相交在y-ζ坐標(biāo)平面內(nèi)的剖面圖；
[0054]圖6為待投影圖像與部分投影區(qū)域相交時(shí)，在χ-y坐標(biāo)平面內(nèi)的平面圖；
[0055]圖7為待投影圖像與部分投影區(qū)域相交時(shí)，在X’ _y’坐標(biāo)平面內(nèi)的平面圖；
[0056]圖8為調(diào)整位置后的待投影圖像與投影區(qū)域相交時(shí)，在X’ _y’坐標(biāo)平面內(nèi)的平面圖；
[0057]圖9為經(jīng)過(guò)重采樣的待投影圖像與投影區(qū)域相交時(shí)，在y’ -Z坐標(biāo)平面內(nèi)的平面圖；
[0058]圖10為探測(cè)器間的部分投影區(qū)域與調(diào)整位置并完成重采樣后的待投影圖像相交時(shí)，在y’-z坐標(biāo)平面內(nèi)的平面圖；
[0059]圖11為實(shí)施例三提供的基于PET的圖像重建的投影裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0061]現(xiàn)有技術(shù)中PET的圖像重建的投影方法較多，而基于體素計(jì)算的投影方法具有更高的精確性。但由于計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，基于體素的投影方法存在計(jì)算效率較低的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明采用了對(duì)待投影圖像進(jìn)行預(yù)處理的方法，在保持計(jì)算精度的同時(shí)，提高了基于體素的投影方法的計(jì)算效率。
[0062]實(shí)施例一
[0063]參考圖2，圖2為本實(shí)施例提供的基于PET的圖像重建的投影方法流程圖，具體可以包括:
[0064]步驟201S:在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；
[0065]本實(shí)施例中，在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，其中，該像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述沿投影區(qū)域即為使該像素列與所述投影區(qū)域平行。
[0066]本實(shí)施例中可以使用任意一種圖像旋轉(zhuǎn)算法確定該待投影圖像的像素分布圖，使PET環(huán)向平面上的待投影圖像的像素列與投影方向平行。其中，投影區(qū)域可以指兩個(gè)PET探測(cè)器晶體對(duì)應(yīng)位置連線所圍成的三維空間，同時(shí)兩個(gè)PET探測(cè)器晶體對(duì)應(yīng)位置連線為該投影區(qū)域的投影方向。參考圖1，PET環(huán)向平面是指與PET探測(cè)器環(huán)所在平面平行的平面。[0067]本實(shí)施例中，不再以待投影圖像為參考坐標(biāo)，而是把每個(gè)投影區(qū)域作為參照系。對(duì)應(yīng)不同方向的投影區(qū)域，都要重新確定待投影圖像的像素分布圖，使確定后的待投影圖像的像素列的方向與投影方向平行。因?yàn)橐?jì)算三維的投影區(qū)域與待投影圖像的體元相交的體積大小，如果體元與任意角度的投影區(qū)域相交，那么得到的相交部分的形狀沒(méi)有可循的規(guī)律，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算投影區(qū)域與待投影圖像體元的相交體積時(shí)計(jì)算量巨大。而經(jīng)過(guò)對(duì)待投影圖像的像素分布圖的重新確定，圖像的像素列與投影方向平行之后，使在PET環(huán)向平面內(nèi)待投影圖像像素與投影區(qū)域的相交區(qū)域就變換成長(zhǎng)方形。這樣，相交體積的計(jì)算就會(huì)簡(jiǎn)化很多。
[0068]步驟202S:對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；
[0069]為了使得計(jì)算過(guò)程更加簡(jiǎn)化，本實(shí)施例對(duì)確定后的像素分布圖進(jìn)行重采樣操作，以使得該待投影圖像的像素列的寬度與投影區(qū)域的寬度等寬。
[0070]本實(shí)施例中，可以對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行插值重采樣，得到重采樣后像素分布圖，其中，所述重采樣后像素分布圖的所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬。插值重采樣后的待投影圖像的像素列數(shù)與待投影圖像在PET環(huán)向平面上相交的投影區(qū)域的數(shù)量相同。
[0071]經(jīng)過(guò)步驟201S后，在PET環(huán)向平面內(nèi)待投影圖像的像素分布圖中的像素與任意一個(gè)投影區(qū)域的相交區(qū)域就變換成矩形，但是不同投影區(qū)域中包含的矩形的數(shù)量和形狀不一定相同。為了進(jìn)一步降低計(jì)算的復(fù)雜度，本步驟對(duì)待投影圖像的像素分布圖做了重采樣操作。將投影區(qū)域中，在PET環(huán)向平面內(nèi)的同一行的像素值合并為一個(gè)像素值，這個(gè)新的像素值為這一行的幾個(gè)像素值乘以其對(duì)應(yīng)的插值系數(shù)后相加得到的。這里的插值系數(shù)為像素處于像素分布圖行方向某一投影區(qū)域內(nèi)的寬度與這一像素自身寬度的比值。由于計(jì)算投影時(shí)得到的是各像素值的加權(quán)，所以這部分的插值計(jì)算不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果造成影響，保證了計(jì)算精度。此時(shí)待投影圖像的像素分布圖與投影區(qū)域在PET環(huán)向平面內(nèi)的相交區(qū)域變?yōu)橐涣信c投影區(qū)域等寬的長(zhǎng)方形。
[0072]步驟203S:將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元；
[0073]本實(shí)施例中，在PET軸向平面上，將所述待投影圖像投影，獲取像素軸向投影圖，其中，該像素軸向投影圖包括若干個(gè)像素單元，所述像素單元存在與其對(duì)應(yīng)的像素值。
[0074]在PET環(huán)向平面上由一列等寬的長(zhǎng)方形組成了待投影圖像與投影區(qū)域的相交區(qū)域，由于只是在PET環(huán)向平面上把待投影圖像和投影區(qū)域?qū)R，在軸向平面上投影區(qū)域與待投影圖像仍然會(huì)斜向相交，所以，本實(shí)施例還需要將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影。
[0075]步驟204S:在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；
[0076]本實(shí)施例中，由于在軸向平面上投影區(qū)域與待投影圖像仍然會(huì)斜向相交，所以，需要在PET軸向平面上也獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖。
[0077]具體的，步驟203S和步驟204S的執(zhí)行順序不受限制。
[0078]步驟205S:根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。[0079]本實(shí)施例中，在獲取像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖后，可以根據(jù)像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取待投影圖像的投影值。
[0080]實(shí)際操作中，獲取所述待投影圖像的投影值的方法可以包括:
[0081]首先，分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值；
[0082]其次，將各個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0083]本實(shí)施例中，首先以該像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元為處理對(duì)象，分別獲取各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值，其次，將獲取的各個(gè)第一像素投影值相加后的值，確定為所述待投影圖像的投影值。其中，第一像素投影值為各個(gè)像素單元分別與投影區(qū)域的軸向投影圖相交的投影值。
[0084]具體的，分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值，可以具體包括:
[0085]獲取所述所有投影區(qū)域的軸向投影圖與任一像素單元的相交區(qū)域，執(zhí)行投影流程:獲取所述相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、所述像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值，獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值，將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值，獲取所述軸向投影圖與任一未執(zhí)行所述投影流程的像素單元的相交區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述投影流程，直到所有像素單元均完成執(zhí)行所述投影流程。
[0086]實(shí)際操作中，將任意一個(gè)像素單元確定為處理對(duì)象，首先獲取該像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域，其次，獲取該相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值，最后，獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值，將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值。將該像素軸向投影圖的所有像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值均如上述方法獲取到。其中，軸向中線為沿PET軸線方向的中線，像素單元的軸向長(zhǎng)度也為該像素單元沿PET軸線方向的邊長(zhǎng)。另外，各個(gè)第一像素投影值的獲取順序不做限制，但是并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)第一像素投影值的操作可以提高計(jì)算效率
[0087]實(shí)際操作中，獲取所述待投影圖像的投影值的方法還可以包括:
[0088]首先，分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值；
[0089]其次，將各個(gè)投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
[0090]本實(shí)施例中，首先確定投影區(qū)域?yàn)樘幚韺?duì)象，獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與像素軸向投影圖相交的第二像素投影值，其次，將獲取的各個(gè)第二像素投影值相加后的值，確定為所述待投影圖像的投影值，其中第二像素投影值為各個(gè)投影區(qū)域分別與像素軸向投影圖相交的投影值。
[0091]具體的，分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值，可以包括:
[0092]首先，分別獲取所述像素軸向投影圖與各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域；
[0093]其次，并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作。[0094]實(shí)際操作中，將投影區(qū)域確定為處理對(duì)象，首先獲取投影區(qū)域的軸向投影圖與像素軸向投影圖的相交區(qū)域，其次，獲取該相交區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值。具體的，可以將所有投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值均如上述方法獲取到，同時(shí)，各個(gè)第二像素投影值的獲取順序不做限制，但是本實(shí)施例并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作可以明顯提高計(jì)算效率。
[0095]本實(shí)施例中，投影區(qū)域與待投影圖像的相交體積的形狀都為直棱柱，所以要得到相交體積的大小，需先計(jì)算直棱柱一個(gè)底面的面積，即投影區(qū)域與待投影圖像的像素分布圖的像素單元相交形成的各種圖形的面積。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這里認(rèn)為沿著軸向穿過(guò)各像素的中線也是這些圖形的中線。在得到這些圖形的中線長(zhǎng)度后，就能夠算出投影區(qū)域與待投影圖像像素的相交體積的值。
[0096]實(shí)際操作中，由于計(jì)算得到的投影值是投影區(qū)域內(nèi)各像素值的加權(quán)，而計(jì)算相交體積的目的是確定加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)為每個(gè)像素與某一投影區(qū)域的相交體積與該像素體積的比值。經(jīng)過(guò)步驟201S和步驟202S之后，像素與投影區(qū)域的相交體積變?yōu)榕c像素等高的直棱柱，所以體積的比值可直接用軸向投影與待投影圖像像素相交面積與像素面積的比值得到。又因?yàn)檫@部分相交面積與像素面積和它們的軸向中線長(zhǎng)度成正比，最后相交體積的比值轉(zhuǎn)化為了軸向投影與待投影圖像像素相交圖形的中線長(zhǎng)度與像素軸向長(zhǎng)度的比值，將這一比值作為各自像素的加權(quán)系數(shù)，與計(jì)算投影區(qū)域中的每一個(gè)像素相乘并累加，從而得到投影值。
[0097]考慮到計(jì)算的復(fù)雜度，這里沒(méi)有直接計(jì)算每個(gè)相交體積的值，而是先確定待投影圖像的像素分布圖，然后對(duì)其進(jìn)行重采樣，生成一個(gè)新的待投影圖像。在這個(gè)基礎(chǔ)之上進(jìn)行投影計(jì)算時(shí)，在PET環(huán)向平面上就可以看作對(duì)某一投影區(qū)域有貢獻(xiàn)的像素就是與它重合的那一列像素，從而省去了多次計(jì)算投影與像素相交邊界的問(wèn)題，直接通過(guò)投影內(nèi)像素軸向中線和這個(gè)像素的歸一化后的相交長(zhǎng)度與像素值的乘積就能得到投影值，簡(jiǎn)化了計(jì)算，起到提高計(jì)算速率的作用。
[0098]與此同時(shí)，在確定像素分布圖和重采樣過(guò)程中，仍然保留了原圖像所帶的信息，并將所有的像素的作用都加入到了投影結(jié)果中，從而避免了在現(xiàn)有技術(shù)的線驅(qū)動(dòng)和像素驅(qū)動(dòng)中由于對(duì)像素貢獻(xiàn)累計(jì)不全面而引入高頻噪聲的結(jié)果。
[0099]本實(shí)施例首先在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行；其次，對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；再次，將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元，以及在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖；最后，根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，本實(shí)施例在保證圖像投影準(zhǔn)確度的前提下，降低投影的計(jì)算量，從而提高圖像投影的計(jì)算效率。
[0100]實(shí)施例二
[0101]如圖3，其中301是兩個(gè)探測(cè)器晶體間的投影區(qū)域，302是由方形像素按照行和列排列構(gòu)成的三維待投影圖像。圖4中的投影301a是圖3中投影區(qū)域301在χ-y平面的剖面圖，圖5中的投影301b是圖3中投影區(qū)域301在y-z平面內(nèi)的剖面圖。如要計(jì)算投影區(qū)域301的投影值，則需要將投影區(qū)域301中的每個(gè)像素的體積逐一累加。
[0102]其中，投影計(jì)算公式如式(I)，
【權(quán)利要求】
1.一種基于PET的圖像重建的投影方法，其特征在于，所述方法包括: 在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行； 對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬；將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元，以及在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖； 根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值，包括: 分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值； 將各個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值，包括: 獲取所述所有投影區(qū)域的軸向投影圖與任一像素單元的相交區(qū)域，執(zhí)行投影流程:獲取所述相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、所述像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值，獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值，將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值·，獲取所述軸向投影圖與任一未執(zhí)行所述投影流程的像素單元的相交區(qū)域，繼續(xù)執(zhí)行所述投影流程，直到所有像素單元均完成執(zhí)行所述投影流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值，包括: 分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值； 將各個(gè)投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值，包括: 分別獲取所述像素軸向投影圖與各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域； 并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬，包括: 對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行插值重采樣，得到重采樣后像素分布圖，所述重采樣后像素分布圖的所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬。
7.一種基于PET的圖像重建的投影裝置，其特征在于，所述裝置包括: 第一確定模塊，用于在PET環(huán)向平面上，沿投影區(qū)域確定待投影圖像的像素分布圖，所述像素分布圖包括待投影圖像的像素列，所述像素列與所述投影區(qū)域平行； 重采樣模塊，用于對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行重采樣，使得所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬； 第一獲取模塊，用于將所述待投影圖像在PET軸向平面上投影后，獲取像素軸向投影圖，所述像素軸向投影圖包括像素單元； 第二獲取模塊，用于在所述PET軸向平面上，獲取所有投影區(qū)域的軸向投影圖； 第三獲取模塊，用于根據(jù)所述像素軸向投影圖和所有投影區(qū)域的軸向投影圖，獲取所述待投影圖像的投影值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第三獲取模塊，包括: 第一獲取子模塊，用于分別獲取所述像素軸向投影圖的各個(gè)像素單元與所有投影區(qū)域的軸向投影圖相交的第一像素投影值； 第二獲取子模塊，用于將各個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)的第一像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取子模塊，包括: 第二獲取子模塊，用于獲取所述所有投影區(qū)域的軸向投影圖與任一像素單元的相交區(qū)域； 第三獲取子模塊，用于獲取所述相交區(qū)域的軸向中線的長(zhǎng)度、所述像素單元的軸向長(zhǎng)度和所述像素單元的像素值； 第四獲取子模塊，用于獲取所述軸向中線的長(zhǎng)度與所述像素單元的軸向長(zhǎng)度的比值； 確定子模塊，用于將所述比值與所述像素值的乘積確定為第一像素投影值； 第五獲取子模塊，用于獲取所述軸向投影圖與任一未觸發(fā)所述第三獲取子模塊的像素單元的相交區(qū)域，繼續(xù)觸發(fā)所述第三獲取子模塊，直到所有像素單元均完成觸發(fā)所述第三獲取子模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第三獲取模塊，包括: 第六獲取子模塊，用于分別獲取各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖與所述像素軸向投影圖相交的第二像素投影值； 第七獲取子模塊，用于將各個(gè)投影區(qū)域?qū)?yīng)的第二像素投影值相加后，得到所述待投影圖像的投影值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第六獲取子模塊，包括: 第八獲取子模塊，用于分別獲取所述像素軸向投影圖與各個(gè)投影區(qū)域的軸向投影圖的相交區(qū)域； 第九獲取子模塊，用于并發(fā)執(zhí)行獲取各個(gè)相交區(qū)域的第二像素投影值的操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述重采樣模塊，包括: 重采樣子模塊，用于對(duì)所述像素分布圖進(jìn)行插值重采樣，得到重采樣后像素分布圖，所述重采樣后像 素分布圖的所述像素列的寬度與所述投影區(qū)域的寬度等寬。
【文檔編號(hào)】G06T17/00GK103593868SQ201310476912
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】陳錫民, 韓冬, 王軍博, 楊金柱, 趙大哲 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司