[发明专利]一种用于扩大视野的CT图像重建方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学成像技术领域，涉及PET/CT设备成像，尤其涉及一种用于扩大视野的CT图像重建方法，可用于PET/CT设备中的图像融合与图像校正。

背景技术

CT是计算机体层扫描，英文(Computed Tomography)的缩写。CT是利用X射线对人体进行体层检查。PET(派特)是正电子发射计算机断层显像，英文(Positron Emission Tomography)的缩写，是一种进行功能代谢显像的分子影像学设备。

PET-CT的全称叫正电子发射断层及X线计算机体层摄影成像系统，能同时提供解剖显像和功能显像，是目前影像诊断技术中最为理想的结合，特别是在肿瘤的诊断、分期、疗效评估等方面发挥重要的作用。

所谓PET/CT，是将PET和CT两个设备有机地结合在一起，使用同一个检查床和同一个图像处理工作站。PET/CT同时具有PET和CT的功能，但它不是二者功能的简单叠加，而为PET与CT优势互补，形成1+1>2的功效。PET可以显示病灶病理生理特征，更容易发现病灶；CT可以精确定位病灶，显示病灶结构变化。PET/CT除了具备PET和CT各自的功能外，其独有的融合图像功能将PET图像与CT图像融合，CT图像信息可用来对PET进行衰减校正，这也是目前PET/CT中最常用的衰减校正方法。

然而，PET与CT的视野口径(最大物理成像直径)是不一样的。由于几何尺寸限制，通常CT的视野口径小于PET的视野口径，于是当体胖病人的身体一部分如肩膀超出CT物理视野以外时，这时的CT图像不能合成正确的PET衰减校正系数，可能导致PET图像上出现伪影，干扰医生的诊断，尽管PET视野口径是足够大的。

由于硬件上的限制，不能再增加CT探测器的长度，即不能增大CT的物理视野口径。为解决上述问题，人们用软件方法来扩大CT有效成像口径。目前基本上有两类方法，第一类方法是利用CT不完备数据重建技术，第二类方法是目前新近研究的利用已有的同机PET图像对缺失的CT投影数据进行补充重建的技术。现有方法中，此类基于PET图像的CT补充重建技术大多引入较多的人为假定。比如，利用PET信息求出CT缺失部分的轮廓后，这些方法需要使用合适的组织类型来填充这些截断部分，这些组织类型的数值的确定往往是先验假定的，而且是单一介质(通常为水)，如在文献[1]和[2]所记载的，这些方法能够消除大部分伪影，因为即使是用水代替人体的CT缺失组织，也比没有好，因为水与空气的物质密度是完全不同的，水与人体软组织则相差不算太大。然而，当CT缺失部分含有骨骼时，上述方法还是可能造成较大的误差。

现有技术由于不完备数据问题引起的图像缺失和图像伪影，特别不利于缺失的CT图像中的骨骼图像的恢复。现有技术在利用CT投影空间的边缘信息时，通常采用的是数值外推(一种插值技术，比如最近邻插值)技术。然而CT投影空间结构与普通空间结构是不同的，比如在CT投影空间中很近的两个亮点，在普通空间中可能相距很远，也可能相距很近，这与扫描角度和物体所处的位置有关，因此，传统插值方法会带来新的误差。

引用文献：

[1]中国发明专利，200980117410.1，使用未经衰减校正的PET发射图像补偿不完备解剖图像，皇家飞利浦电子股份有限公司，2009。

[2]Lonn A,Hsieh J,Evaluation of CT Field of View Restoration for PET-CT Attenuation Correction,2006IEEE NSS Conference Record,M11-347.

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于扩大视野的CT图像重建方法，利用PET图像信息对其CT视野口径(即最大物理成像直径)以外的CT图像进行补充重建，从而克服由于不完备数据问题引起的图像缺失和图像伪影，可用于PET/CT设备中的图像融合与图像校正。