[发明专利]图像重建方法和系统

说明书

本申请涉及一种用于图像重建的系统和方法。该方法可以包括：获取与一个体积内的射线对应的原始数据；确定穿过多个体素的一条放射线；将所述体素分为多个子集，至少一些子集的体素被顺序加载到一个存储器中；以及执行对所述顺序加载的体素的计算。所述放射线可以基于原始数据确定。所述计算可以由一个并行硬件架构中的多个处理线程执行。一个处理线程可以对应一个体素的子集。

技术领域

本申请涉及图像处理，更具体地，涉及图像重建中数据处理的系统和方法。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron emission tomography,PET)已经越来越广泛地用于医疗诊断和其他用途。一个待测物体，如一个患者，可以被一个PET系统扫描以获得PET数据集。为从PET数据集中重建出PET图像，各种重建方法已被开发出来。这些方法大致可分为两类：解析法和迭代法。

在PET图像重建过程中，前向投影和反向投影可能消耗大量的计算。由于迭代方法的图像重建涉及多次前向投影和反向投影操作，迭代方法的重建过程可能更耗时。最近几年，前向投影和反向投影操作的并行化研究已经在进行，如迭代逼近法的并行计算使用一个图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)。

这样的方法可能涉及一个共享存储器或一个纹理存储器的使用。共享存储器或纹理存储器可以存储一个图像矩阵，并且GPU可以以相对短的时间来访问该图像矩阵。共享存储器或纹理存储器的存储器空间相对较小，通常从几千字节到几兆字节。然而，实际上，由于PET系统的较高的空间分辨率和/或PET扫描仪尺寸上的增加，图像矩阵可能需要更多的存储空间。因此，共享存储器或纹理存储器的存储器空间可能不足以处理在这种PET扫描器中获取的图像矩阵。因此，需要解决这些和/或其他问题。

发明内容

本申请的一些实施例涉及一种生成图像的方法。该方法可以包括一个或多个以下操作。获取与一个体积内的射线对应的原始数据。所述体积可以包括放射线的不同区域。放射线的区域可以基于例如径向距离、倾角、旋转角度等的参数或其组合来确定。在一些实施例中，例如在PET系统中，可以基于响应线(Line of response,LOR)上的湮灭点的位置来确定放射线的区域。可以基于原始数据确定放射线中穿过所述体积中的多个体素的第一放射线。所述体素可以被分成多个子集，至少一个体素的子集被顺序地加载到存储器中。在一些实施例中，所述放射线穿过的体素可以基于诸如径向距离、倾角、旋转角度等的参数或其组合被分成不同的子集。在一些实施例中，例如在PET系统中，放射线穿过的体素也可以基于LOR上的湮灭点的位置被分成多个子集。一个体素的子集可以对应于一个或多个体素。体素的不同子集可以分配不同的线程。在一些实施例中，与体素相对应的线程的分配可以涉及放射线线对体素的截距。可以由并行硬件架构中的多个处理线程执行关于体素的子集的计算，其中，一个处理线程对应于一个体素的子集。与放射线相关的体素的不同子集的计算可以由处理单元(例如，线程)来处理。线程执行的计算可以并行或至少部分并行进行。在一些实施例中，并行硬件架构可以包括至少一个图形处理单元。所述图形处理单元可以进一步包括多个标量处理器。所述多个处理线程可以具有相同的控制路径。在一些实施例中，控制路径可以是信号从图形处理单元传播到线程的距离。在一些实施例中，计算包括前向投影。可以基于与待测物体相对应的粒子发射数据进行前向投影来获得测量数据。在一些实施例中，计算包括反向投影。可以基于测量数据通过执行反向投影来获得粒子发射数据。在一些实施例中，可以迭代地执行前向投影和反向投影。