[发明专利]基于双平板PET的快速实时重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及核医学探测成像领域，尤其涉及了一种双平板结构的PET的实时重建方法。

背景技术

PET在核医学领域是重要的断层成像设备，现已广泛地应用于医学领域的诊断和研究。探测器结构更为紧凑的小型PET近来成为热门，该类小型PET的成像原理与临床广泛应用的人体PET基本相同，都是将能发射正电子的核素作为特异性示踪剂注入病人体内，示踪剂发射的正电子与人体内的电子湮没产生一对γ光子，这对光子被探测器记录并储存下来，通过图像重建就可以得到示踪剂在病人体内的分布情况，从而实现肿瘤的早期发现和定位。

相对于人体PET而言小型PET的性能指标更好，可以获得更好的PET图像。该类设备探测模式也更为灵活，探测器结构的设计也更为多样化，除了传统的环形PET结构，更加适用于小动物成像以及身体局部成像的双平板PET结构成为新的研究热点。无论是做动物研究还是临床应用，双平板的PET拥有可以夹持成像物体的结构优势，探测模式也更为灵活，尤其针对发病率与死亡率居高不下的乳腺癌有着很好的应用。

双平板PET的探测器结构不同于传统的圆环形PET，其重建过程也有所不同，由于双板的采样数据不完备，使得解析算法(如FBP)实现较为困难。主要考虑三维迭代重建算法，对于该算法而言，获取系统矩阵是图像重建的关键。当前系统矩阵的获得方法主要有三种：1解析计算，2试验测量，3蒙卡模拟。其中实验测量和蒙卡模拟都要预先进行试验或者模拟，获得系统矩阵，系统矩阵可以预先进行储存，以供重建时进行调用，该两种方法在计算精度上均要更优于解析计算，但是一般都仅限于探测器尺寸固定的情况，一旦探测器结构系统改变，就要重新进行模拟或者实验测量。

对于双平板PET三维重建，芝加哥大学研制的小动物专用的μPET使用蒙卡模拟获得系统矩阵，该方法可以很好的减少深度效应带来的影响，得到质量较好的图像,该方法很好地利用双平板对称性，减少蒙卡模拟的工作量。但是该方法属于蒙卡模拟的范畴，无法应用于探测器间距改变的情况，也无法快速实时地进行PET重建。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种充分利用双平板的对称性，简化双平板PET的系统矩阵计算、加快重建过程，节省计算消耗的双平板PET的快速实时重建方法。

为实现上述目的，本发明是基于双平板PET的快速实时重建方法，包括以下步骤：

1)计算基准LOR与图像矩阵相交的所述图像矩阵中的像素之间的耦合定位及耦合程度；

2)根据计算得到的基准LOR相交的像素之间的耦合定位及耦合程度，利用双平板的对称性得到全部LOR与像素之间的耦合定位及耦合程度；

3)通过LOR与像素之间的耦合定位及耦合程度构建系统矩阵进行PET重建。

进一步，在所述步骤1)之前还包括步骤：确定双平板间距，以确定与所述双平板间距相对应的图像矩阵大小。

进一步，所述步骤2)具体为：根据计算得到的基准LOR相交的像素之间的耦合定位及耦合程度，通过平移变换算法推导出与基准LOR相平行的LOR相交的像素之间的耦合定位及耦合程度。

进一步，所述平移变换算法为：