[发明专利]一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法

权利要求书

1.一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取PET原始数据和与PET配准好的MR图像，确定MR图像中成像物体的组织的种类数n，n0；

S2：对MR图像进行分割，构建得到n个基于不同组织的强度Kernel matrix：K1_m、K2_m、…、Kn_m；

S3：根据MR图像中不同组织图像的梯度图，构建得到n个基于不同组织的梯度Kernelmatrix：K1_grad、K2_grad、…、Kn_grad；

S4：对于MR图像中的每一类组织，将同一类组织的强度Kernel matrix和梯度Kernelmatrix结合，构建得到每一类组织的组织Kernel matrix：K1、K2、…、Kn；

S5：将MR图像中所有组织的组织Kernel matrix结合，构建得到成像物体的完整Kernelmatrix：K；

S6：构建PET基本模型，利用成像物体的完整Kernel matrix重建PET图像，得到基于改进Kernel方法重建的PET图像x_kernel；

S7：增加稀疏约束，稀疏项为基于改进Kernel方法重建的PET图像x_kernel与真实的PET图像x之间的不同，得到优化的PET图像

所述步骤S2中，基于不同组织的强度Kernel matrix的具体构建公式如下：

其中，1≤i≤n，Ki_m表示基于组织i的强度Kernel matrix，f_j∈i、f_l∈i分别表示MR图像中组织i内像素j，l的特征向量，σ_i是用于控制强度的参数；

所述步骤S3中，基于不同组织的梯度Kernel matrix的具体构建公式如下：

其中，1≤i≤n，Ki_grad表示基于组织i的梯度Kernel matrix，分别表示组织i的梯度图内像素j，k的特征向量，是用于控制边缘尖锐程度的参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取的PET原始数据为二维正弦图，如果获取的PET原始数据为三维正弦图，则将其转换为二维正弦图。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤S4中，每一类组织的组织Kernel matrix的具体构建公式如下：

Ki＝Ki_m·Ki_grad

其中，1≤i≤n，Ki表示组织i的组织Kernel matrix，Ki_m表示基于组织i的强度Kernelmatrix，Ki_grad表示基于组织i的梯度Kernel matrix。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤S5中，成像物体的完整Kernel matrix的具体构建公式如下：

K＝K1+K2+…+Kn

其中，K表示成像物体的完整Kernel matrix，K1、K2、…、Kn分别表示组织1的组织Kernel matrix、组织2的组织Kernel matrix、…、组织n的组织Kernel matrix。

5.根据权利要求1所述的一种基于改进Kernel方法结合稀疏约束的PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤S6中，PET基本模型具体为：

y＝Px+r

其中，y表示PET原始数据，P表示PET/MR成像设备的系统矩阵，x表示真实的PET图像，r表示衰减和散射事件。