[发明专利]具有增强噪声控制滤波的迭代重建

说明书

本申请是申请号为200680035257.4、名称为“具有增强噪声控制滤波的迭代重建”的中国发明专利申请的分案申请。

本发明涉及诊断成像系统和方法。它认为与正电子发射断层摄影(PET)和单光子发射断层摄影(SPECT)系统一起有特别应用，并将特别参考这些系统进行描述。应当领会到的是，本发明也可应用于其它医学成像系统，例如计算机断层摄影系统(CT)等，以及非医学成像系统。

核医学成像使用放射性源对患者进行成像。典型地，将放射性药物注射到患者体内。放射性药物成分含有以可预测的速率和特征能量经历伽马射线衰减的放射性同位素。将一个或多个辐射探测器靠近患者放置，用于监测和记录发射出的辐射。有时，探测器围绕患者旋转或编制索引(index)，以从多个方向监测发射出的辐射。基于诸如探测到的位置和能量的信息，确定体内的放射性药物分布，并且重建分布的图像，以研究循环系统、所选器官或组织中的放射性药物吸收等。

典型地，在迭代重建技术中，将图像数据的重建体积的估计值被正向投影到探测器的平面上。将正向投影的数据与测得的投影数据进行比较。如果重建图像的估计值很理想，那么这两种投影数据将相互匹配且没有差别。然而，在构建图像时，通常存在差别或误差。然后将该误差或其逆反向投影到图像体积以校正体积图像并且为下次迭代创建新的估计值。

典型地，迭代重建步骤继续进行直到测得的数据集和正向投影的数据集在可接受的误差范围内相互匹配。然而，尤其是在核医学中，存在噪声问题。即，测得的投影混杂有噪声并且正向投影也混杂有噪声。作为一个实际问题，该噪声绝对不会相互匹配。因此，迭代过程若运行太长时间，会开始退化重建的图像。一项技术是在重建期间的一点处对测得的数据进行滤波，或对重建图像进行滤波。尽管这样的滤波有助于降低图像中的噪声，但是它也降低图像分辨率。

本发明提供了一种新的改进的成像设备和方法，其克服了以上提及的问题及其它方面。

根据一个方面，公开了一种成像系统。该成像系统包括至少一个辐射探测器，其被配置为探测来自受试者的辐射，接收所述辐射并生成测得的数据；以及图像处理器，其迭代地将探测到的辐射重建成图像表示，在每次重建迭代中，所述图像处理器至少对所述测得的数据和前一迭代图像表示的一部分之间的差异应用降噪算法。所述图像处理器包括正向投影器，其从图像存储器中正向投影所述前一迭代图像表示，其中对所述迭代图像表示进行迭代重建；比较器，其将经处理的正向投影迭代图像表示与经处理的测得投影数据进行比较，并且基于所述比较，确定差异数据；反向投影器，其将所述差异数据反向投影为重建的差异数据；数据更新器，其用所述重建的差异数据将所述前一迭代图像表示更新为重建的图像数据，第一数据操纵器，其使用第一降噪算法处理所述正向投影的迭代图像表示；以及第二数据操纵器，其使用第二降噪算法处理所述测得的投影数据，其中，通过使得所述第一降噪算法和所述第二降噪算法为相同类型的算法，所述第一降噪算法被配置为抵消所述第二降噪算法在所述差异数据上的模糊效应。

根据另一方面，公开了一种成像方法，其包括探测来自受试者的辐射；

生成测得的数据；以及迭代地将探测到的辐射重建为图像表示，在每次重建迭代中，至少对所述测得的数据和前一迭代图像表示的一部分之间的差异应用降噪算法，所述迭代地重建的步骤包括：从图像存储器(42)中正向投影前一迭代图像表示，其中对所述迭代图像表示进行迭代重建；使用第一降噪算法对所述正向投影的迭代图像表示进行处理；以及使用第二降噪算法对测得的投影数据进行处理；将经处理的正向投影迭代图像表示与经处理的测得投影数据进行比较；基于所述比较，确定差异数据，在所述差异数据中，所述第二降噪算法的模糊效应通过使得所述第一降噪算法和所述第二降噪算法为相同类型的算法而被抵消；将所述差异数据反向投影为重建的差异数据；以及用重建的差异数据对所述前一迭代图像表示进行更新。