[发明专利]一种高清PET图像重建方法

权利要求书

1.一种高清PET图像重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

①根据结构对称性的PET探测系统在视野内局部空间标识定点位置；

②在定点位置放置点源进行定点采样，数据以list-mode格式存储；

③采用统计迭代三维有序子集期望最大值法对点源的list-mode数据进行重建；

④利用高斯函数拟合求解图像空间各定点体素的PSF值，并构建全空间各定点PSF值的SRF估计；

⑤根据全空间各定点PSF值的SRF估计修正图像重建模型；

⑥构建梅兹滤波函数，并于图像空间修正图像重建模型；

⑦将扫描对象实测数据输入修正后的图像重建模型，获得高清PET图像。

2.根据权利要求1所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，步骤①中所述具有结构对称性的PET探测系统为：多个探测器平行放置构成的平板PET系统、多个探测器环形放置构成的正六边形或正八边形PET系统。

3.根据权利要求2所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，步骤①中PET视野内局部空间定点位置为：根据PET探测系统结构对称性所确定的以整个PET系统视野中心，从O点引出三条相互垂直的轴线X、Y、Z，其所构成的整个PET系统在XZ平面左右部分或YZ平面上下部分或XY平面前后部分各1/2局部视野、整个PET系统1/4局部视野、整个PET系统1/8局部视野其中之一，定点标识在各坐标轴上的等间隔位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，步骤②的点源为具有低活度放射活性的直径为0.25mm的²²Na球体，其内嵌在直径为1cm的亚克力立方体中；所述list-mode格式为连续存储单个符合事例，每个事例中又包含两个伽马光子，每对光子有位置、能量、时间信息。

5.根据权利要求4所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤③中统计迭代三维有序子集期望最大值法是将步骤②的list-mode数据按照事例到达探测器的时间划分为多个子集，计算公式如下：

式中：

表示经过m次迭代和s个子集后的三维图像，空间体素用j作为下标，子集个数s＝1,2,...,S_l；

表示迭代m-1次后的图像估计；

S_l表示符合事例被划分的子集个数；

表示第i_k个事件所在的响应线的散射修正系数；

表示第i_k个事件所在的响应线的随机修正系数；

P_ij表示第j个体素在第i个响应线上产生一对γ光子的概率；

W_ij为预处理校正因子；

A为校正因子。

6.根据权利要求4所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，所述步骤④中高斯拟合函数为：提取重建后定点采样点源图像中最强体素点所在的三个正交二维平面图像的三个拟合函数，根据三个拟合函数确定PSF建模参数。

7.根据权利要求5所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，步骤⑤中所述构建全空间各定点体素的PSF值的SRF估计为：根据PET探测系统结构的对称性以及已知的PET系统局部空间标识的定点体素的PSF值，对称后得到PET系统全空间部分定点体素的PSF值，再利用多项式拟合已有的部分定点体素的PSF值与其在空间中三维坐标之间的关系，并经过旋转操作来确定PET系统中每一位置的PSF值。

8.根据权利要求6所述的一种高清PET图像重建方法，其特征在于，所述点扩散函数建模公式为具有空间相关性的三维高斯函数，可分为轴向一维高斯函数与跨轴平面二维高斯函数，具体公式如下：

轴向一维PSF函数：

跨轴平面二维PSF函数：

式中：

σ_x，σ_y，σ_z分别为径向、切向和轴向的PSF建模参数。