[发明专利]一种PET图像的重建方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种PET图像的重建方法和装置。

背景技术

在进行PET(Positron Emission Tomograph，正电子发射断层扫描装置)常规检查中，由于向人体注射的放射性元素(如F-18等)对人体将产生一定的伤害，注射剂量越大，扫描时间越长，将明显降低PET临床检查效率且对人体的伤害就越大。但是减少药物剂量或缩短扫描时间将导致重建图像出现大量噪声。

因此，为了能够获取符合临床要求重建图像的前提下尽量减少药物剂量和缩短扫描时间，以提高PET检查效率，需要寻找一种合适PET图像的重建方法。

现有技术中，针对药物剂量低和扫描时间短导致的PET图像噪声大的问题，常用的PET图像的重建方法是在迭代重建过程中对待重建图像X加以限制，例如先验条件和全变差(Total Variation,TV)稀疏变换约束等。迭代重建算法可将待重建图像的先验信息和稀疏变换转化为约束条件或优化准则，使得PET重建图像优化问题转化为求解具有约束条件的目标函数优化问题，从而重建出相对较好的PET图像。现有技术中PET图像重建时采用的目标函数通常包含两项：全变差项||X||_TV和最小二乘项此时目标函数可以表示为α¹和α²为权重因子，再采用梯度下降法(Gradient Descent,GD)进行图像迭代更新。

但不完整投影数据中的噪声影响较之完整投影数据更加明显，此时采用测得的投影数据Y计算最小二乘项进行图像迭代更新会将投影数据中的固有噪声不断引入到重建图像X中，从而导致重建图像一直含有噪声，使图像背景不够均匀，影响重建质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种PET图像的重建方法，以提供重建图像精度，提高重建图像质量。

基于本发明的第一方面，本发明的第二方面提供了一种PET图像的重建装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种PET图像的重建方法，包括：

获取PET投影数据Y；

根据所述PET投影数据Y获取初始估计图像；

根据所述初始估计图像获取目标估计图像；

基于全变差法和最小二乘方法，根据所述目标估计图像建立目标函数；所述目标函数的表达式为：

f(X)=(α1||X||TV+α2||Xk-Xk-1||22)---(I);]]>

其中，X为重建图像；α1和α2分别为全变差项||X||_TV和最小二乘项的权重因子；X^k为第k步重建出的图像；X^k-1为第k-1步重建出的图像；所述全变差项||X||_TV包括所述目标估计图像的每一个像素点的全变差值；

在A·X＝Y的约束条件下求解所述目标函数的最小解，所述目标函数的最小解即为PET最终重建图像。

可选地，所述基于全变差法和最小二乘方法，根据所述目标估计图像建立目标函数，具体包括：

基于全变差法根据所述目标估计图像建立所述目标函数的全变差项；

基于最小二乘方法根据所述目标估计图像建立所述目标函数的最小二乘项；