技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PET圖像重建方法。

背景技術(shù)：

正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Computed Tomography，PET)是繼電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography，CT))之后迅速發(fā)展起來(lái)的一種神經(jīng)影學(xué)檢查儀器。目前，在腫瘤、冠心病和腦部疾病這三大類疾病的診療中突顯出重要的價(jià)值，是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域比較先進(jìn)的臨床檢查影像技術(shù)。它可以在不改變生理狀態(tài)的情況下，向生物活體注入放射性示蹤劑，參與生物活體的生理代謝。示蹤劑標(biāo)記物發(fā)生衰變產(chǎn)生的正電子，正電子發(fā)生湮沒(méi)效應(yīng)，產(chǎn)生逆向發(fā)射的511keVγ光子對(duì)。使用符合探測(cè)技術(shù)探測(cè)成對(duì)出現(xiàn)的光子對(duì)，確定符合響應(yīng)線(Line of Response，LOR)，通過(guò)采集得到數(shù)量較多的LOR，并經(jīng)過(guò)校正處理后，進(jìn)行圖像斷層重建，即可觀測(cè)所述生物活體的代謝功能。

PET除了用傳統(tǒng)的CT掃描來(lái)獲取穿透衰減信息以外，在PET-MR中的PET信號(hào)衰減估計(jì)主要可分為兩類。一類是基于MR圖像處理，通過(guò)采取一個(gè)圖像分割或先驗(yàn)地圖為基礎(chǔ)的方法，用預(yù)先定義的衰減系數(shù)分配到不同的探測(cè)器對(duì)上，并且可能采用一些特定的MR序列，以提高M(jìn)R圖像的對(duì)比度。另一個(gè)研究方向是在圖像迭代重建過(guò)程中協(xié)同估計(jì)發(fā)射和衰減的圖像。然而，對(duì)于nonTOF PET數(shù)據(jù)，研究表明協(xié)同估計(jì)方法在數(shù)學(xué)上不是穩(wěn)態(tài)的，而且優(yōu)化將導(dǎo)致其局部達(dá)到一個(gè)最優(yōu)解但可能偏離全局最優(yōu)解。另一方面，TOF信息將有助于達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)射和衰減的協(xié)同估計(jì),但是發(fā)射和衰減估計(jì)的計(jì)算時(shí)間及迭代次數(shù)都很長(zhǎng)，這種多次的迭代本身也將不可避免地在PET發(fā)射圖像上帶來(lái)高頻噪聲,因此單純使用TOFPET數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同估計(jì)耗時(shí)較長(zhǎng)。對(duì)于基于MR圖像處理的方法而言，手臂等局部圖像出現(xiàn)在FOV之外而發(fā)生截?cái)鄷r(shí)，會(huì)導(dǎo)致MR圖像部分缺失而無(wú)法有效估計(jì)PET在這部分的衰減系數(shù)。綜上，現(xiàn)有的PET圖像重建方法無(wú)法利用MR圖像得到較為準(zhǔn)確的用于PET圖像重建的衰減圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是如何從MR圖像得到對(duì)應(yīng)的用于PET圖像重建的衰減圖像，并利用得到的衰減圖像進(jìn)行PET圖像重建。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種圖像重建方法，所述方法包括：

通過(guò)MR掃描獲取掃描對(duì)象的MR圖像；

建立MR圖像和CT圖像之間的聯(lián)合字典，并在圖像重建時(shí)將所述聯(lián)合字典分為MR子字典和CT子字典；

使用所述MR圖像通過(guò)查詢所述MR子字典獲得對(duì)應(yīng)的稀疏解；

以所述稀疏解通過(guò)CT子字典獲得所述MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像；

利用所述CT估值圖像，生成對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像；

通過(guò)PET掃描獲取所述掃描對(duì)象的PET放射數(shù)據(jù)；

利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

進(jìn)一步地，所述建立所述MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典，包括：通過(guò)訓(xùn)練集的學(xué)習(xí)，獲取所述MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典，所述訓(xùn)練集包含多對(duì)在空間上配準(zhǔn)的MR圖像塊和CT圖像塊。

進(jìn)一步地，部分MR圖像塊之間具有重疊區(qū)域和/或部分CT圖像塊之間具有重疊區(qū)域。

進(jìn)一步地，所述稀疏解中非零值的個(gè)數(shù)為3個(gè)。

進(jìn)一步地，利用所述CT估值圖像，生成對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像包括：

根據(jù)CT圖像的CT密度與γ射線的衰減系數(shù)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取兩條分段的直線；

獲取所述CT估值圖像的密度分布；

通過(guò)所述CT估值圖像的密度分布查詢所述兩條分段的直線，獲取用于PET圖像重建的衰減圖像的衰減系數(shù)分布；

根據(jù)所述用于PET圖像重建的衰減圖像的衰減系數(shù)分布獲取所述初始衰減圖像。

進(jìn)一步地，所述CT圖像的CT密度與γ射線的衰減系數(shù)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系，包括：

當(dāng)CT圖像中CT密度低于水，則用水-空氣模型表示對(duì)應(yīng)γ射線的衰減系數(shù)；當(dāng)CT圖像中CT密度高于水，則用水-骨模型表示對(duì)應(yīng)γ射線的衰減系數(shù)。進(jìn)一步地，所述利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像，包括：采用有序子集法，利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

進(jìn)一步地，所述利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像，包括：通過(guò)建立與迭代重建得到的衰減圖像與所述初始衰減圖像之間的差值正相關(guān)的懲罰函數(shù)，利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

由于首先通過(guò)MR圖像得到對(duì)應(yīng)的CT圖像，再利用所得到的CT圖像得到對(duì)應(yīng)的用于PET圖像重建的衰減圖像，可以得到較為準(zhǔn)確的衰減圖像。

由于所得到的用于PET圖像重建的衰減圖像與真實(shí)的衰減圖像之間具有較小的偏差，通過(guò)較少的迭代次數(shù)即可重建得到PET放射圖像和衰減圖像，因此，可以提高圖像重建的速度。

再者，通過(guò)建立并獲取MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典，通過(guò)查詢所述聯(lián)合字典，便可以快速地獲取所述MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像，因此，可以提高CT估值圖像的獲取速度，從而可以進(jìn)一步提高PET圖像重建的速度。

此外，通過(guò)建立與迭代重建得到的衰減圖像與由CT估值圖像獲得的初始衰減圖像之間的差值正相關(guān)的懲罰函數(shù)，并將上述懲罰函數(shù)應(yīng)用到衰減圖像的迭代估計(jì)過(guò)程中，可以使得迭代估計(jì)可以快速收斂，得到所述衰減圖像，且所得到的衰減圖像不會(huì)偏離所述用于PET圖像重建的衰減圖像，因此，可以得到更加準(zhǔn)確的衰減圖像。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的一種圖像重建方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的另一種圖像重建方法的流程圖；

圖3A是現(xiàn)有的通過(guò)CT掃描獲取的衰減圖像；

圖3B是利用圖3A所示的衰減圖像得到的PET重建圖像；

圖4A是現(xiàn)有的通過(guò)MR圖像處理獲取的衰減圖像；

圖4B是利用圖4A所示的衰減圖像得到的PET重建圖像；

圖5A是通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例中的圖像重建方法獲取的衰減圖像；

圖5B是通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例中的圖像重建方法得到的PET重建圖像；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的一種圖像重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的一種第二獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的另一種第二獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)中，可以通過(guò)核磁共振(Magnetic Resonance，MR)圖像獲取對(duì)應(yīng)的衰減圖像。但是，由于MR圖像的視野場(chǎng)(FOV)可能是受限制的，使得在MR圖像邊緣處截?cái)啵貏e是對(duì)于體型較大的病人來(lái)說(shuō)。另外，由于金屬植入物或者端口的原因，使得MR圖像失真，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的圖像重建方法無(wú)法利用MR圖像得到較為準(zhǔn)確的用于PET圖像重建的衰減圖像。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案通過(guò)首先由MR圖像得到對(duì)應(yīng)的CT圖像，再利用所得到的CT圖像得到對(duì)應(yīng)的用于PET圖像重建的衰減圖像，可以得到較為準(zhǔn)確的衰減圖像。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種圖像重建方法的流程圖。如圖1所示的PET圖像重建方法，可以包括：

步驟S101：通過(guò)MR掃描獲取掃描對(duì)象的MR圖像。

步驟S102：獲取所述MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像。

步驟S103：利用所述CT估值圖像，生成對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像。

步驟S104：通過(guò)PET掃描獲取所述掃描對(duì)象的PET放射數(shù)據(jù)。

步驟S105：利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的圖像重建方法做進(jìn)一步詳細(xì)的介紹。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例中的另一種圖像重建方法的流程圖。如圖2所示的圖像重建方法，可以包括：

步驟S201：通過(guò)MR掃描獲取掃描對(duì)象的MR圖像。

在具體實(shí)施中，通過(guò)MR掃描采集MR數(shù)據(jù)，利用采集到的MR數(shù)據(jù)重建掃描對(duì)象的MR圖像。

步驟S202：建立MR圖像和CT圖像之間的聯(lián)合字典，通過(guò)所述聯(lián)合字典獲取MR圖像對(duì)應(yīng)的稀疏解，并根據(jù)所得到的稀疏解，查詢所述聯(lián)合字典，得到對(duì)應(yīng)的CT估值圖像。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，首先把經(jīng)過(guò)空間上(幾何位置)配準(zhǔn)的MR圖像訓(xùn)練集和CT圖像訓(xùn)練集串聯(lián)起來(lái)作為一個(gè)獨(dú)立輸入，因此，最終獲取的聯(lián)合字典中相應(yīng)也包含MR子矩陣和CT子矩陣兩個(gè)子矩陣。在采用字典訓(xùn)練方法進(jìn)行字典訓(xùn)練時(shí)不區(qū)分MR子矩陣和CT子矩陣，而是統(tǒng)一完成，獲取MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典后。

在進(jìn)行圖像重建時(shí)，可以將MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典矩陣分為MR子字典和CT子字典(子矩陣)。首先，使用MR圖像通過(guò)查詢MR子字典獲得對(duì)應(yīng)的稀疏解，然后，再以所獲取的稀疏解通過(guò)CT子字典獲得對(duì)應(yīng)的CT圖像，即可獲取MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像。

由于在進(jìn)行字典訓(xùn)練時(shí)所采用的MR圖像訓(xùn)練集和CT圖像訓(xùn)練集已經(jīng)經(jīng)過(guò)了空間上的配準(zhǔn)，因此，通過(guò)所述聯(lián)合字典得到的CT估值圖像無(wú)需再與對(duì)應(yīng)的MR圖像進(jìn)行空間上的配準(zhǔn)?？臻g上的配準(zhǔn)不僅計(jì)算量大，而且也有失敗的可能?，F(xiàn)有技術(shù)中，即使可以同時(shí)獲得MR圖像和CT圖像，也是需要做他們之間空間上的配準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)MR圖像獲取CT估值圖像時(shí)，無(wú)需對(duì)圖像有任何分類限制(實(shí)際上我們的方法等同于無(wú)限分類)，也無(wú)需利用圖像的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和空間關(guān)系做模型假設(shè)，不僅可靠，而且快速。

在本發(fā)明又一實(shí)施例中，MR和CT的聯(lián)合字典通過(guò)MR子字典和CT子字典進(jìn)行分步優(yōu)化學(xué)習(xí)進(jìn)行建立。通過(guò)MR子字典和CT子字典進(jìn)行分步優(yōu)化學(xué)習(xí)所獲得聯(lián)合字典可以保證優(yōu)化所得結(jié)果對(duì)單獨(dú)的MR或CT也是最優(yōu)的。

這里需要指出的是，在通過(guò)字典訓(xùn)練方法獲取MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典的過(guò)程中，可以設(shè)計(jì)和估計(jì)參數(shù)一階范成正比的懲罰函數(shù)，將稀疏解中非零值的個(gè)數(shù)限定在3個(gè)，以降低計(jì)算成本。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高所獲取的CT估值圖像的準(zhǔn)確性，可以從所獲取的掃描對(duì)象的MR圖像中提取多個(gè)圖像塊，且采用一個(gè)滑動(dòng)的窗口對(duì)于MR圖像進(jìn)行分塊，使得所獲取的部分MR圖像塊之間具有重疊的區(qū)域。那么，通過(guò)所述聯(lián)合字典得到各個(gè)所述MR圖像塊對(duì)應(yīng)的CT圖像塊之間也同樣具有相應(yīng)的重疊區(qū)域，CT估值圖像中的各個(gè)像素就具有多個(gè)值，再通過(guò)將所得到的CT圖像塊進(jìn)行聚合，例如平均化，便可以得到更為準(zhǔn)確的CT估值圖像。

步驟S203：利用所述CT估值圖像，生成對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像。

在具體實(shí)施中，可以采用雙線性法獲取所述CT估值圖像對(duì)應(yīng)的用于PET圖像重建的初始衰減圖像。

根據(jù)射線在兩種不同物質(zhì)成分組成的新物質(zhì)中的衰減系數(shù)分布與射線分別在不同物質(zhì)成分中的衰減系數(shù)之間存在著近似線性關(guān)系的事實(shí)，將CT圖像中CT密度低于水的物質(zhì)用“水-空氣”模型進(jìn)行表示，CT密度高于水的物質(zhì)用“水-骨”模型表示，從而可以獲取γ射線穿透不同物質(zhì)的衰減系數(shù)，完成衰減校正。

通過(guò)不斷的實(shí)踐研究表明，CT圖像的CT密度與511keVγ射線的衰減系數(shù)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系可以近似為兩條分段的直線。所述雙線性法對(duì)于原子質(zhì)量數(shù)較低的生物組織，具有足夠高的精度。

因此，在本發(fā)明一實(shí)施例中，通過(guò)所述CT估值圖像的密度分布，并查詢所述的兩條分段的直線，獲取所述用于PET圖像重建的衰減圖像的衰減系數(shù)分布，并最終得到所述用于PET圖像重建的衰減圖像，從而可以提高所得到的用于PET圖像重建的衰減圖像的精確性。

步驟S204：通過(guò)PET掃描獲取所述掃描對(duì)象的PET放射數(shù)據(jù)。

在具體實(shí)施中，PET放射數(shù)據(jù)可以通過(guò)PET掃描，獲取所述掃描對(duì)象的PET放射數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)PET-MR獲取掃描對(duì)象的MR數(shù)據(jù)和TOFPET放射數(shù)據(jù)，利用采集到的MR數(shù)據(jù)重建MR圖像。其中，PET-MR是正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像儀和核磁共振成像術(shù)兩者結(jié)合一體化組合成的大型功能代謝與分子影像診斷設(shè)備，同時(shí)具有PET和MR的檢查功能。

步驟S205：利用PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，采用有序子集法，利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。其中：

首先將所述初始衰減圖像作為非零迭代初始值，并采用如下的公式依次更新所述用于PET圖像重建的衰減圖像：

其中，為經(jīng)過(guò)n次迭代中第m次子迭代得到的正弦衰減圖中第i個(gè)元素的衰減系數(shù)，e為自然對(duì)數(shù)，是經(jīng)過(guò)n次迭代中第m次子迭代得到的衰減圖像中第j個(gè)體素的數(shù)值，l_ij是從衰減圖像映射到衰減系數(shù)的線積分模型的系統(tǒng)矩陣，n為迭代次數(shù)，m是每次迭代中的子迭代次數(shù)的序號(hào)，i為響應(yīng)線的序號(hào)；

其中，f_j^(n,m+1)表示重建過(guò)程中經(jīng)過(guò)n次迭代中第m次子迭代得到的PET放射圖像，S_m表示數(shù)據(jù)空間中第m個(gè)數(shù)據(jù)子集，H_ijt和H_ikt表示正弦圖的變換矩陣，k表示放射圖像中第k個(gè)體素，t表示時(shí)間飛行箱的編號(hào)，ε_i代表對(duì)列表數(shù)據(jù)的規(guī)范化系數(shù)，s_i和r_i分別表示第i條響應(yīng)線上的散射符合事件和隨機(jī)符合事件的數(shù)量；

其中，代表經(jīng)過(guò)n次迭代中第m+1次子迭代得到PET放射圖像中第i個(gè)體素的期望值；

其中，μ_j^(n,m+1)表示經(jīng)過(guò)n次迭代中第m個(gè)子集的子迭代之后從μ_j^(n,m)更新而得到的衰減圖像，l_ik是從衰減圖像映射到衰減系數(shù)的線積分系統(tǒng)矩陣，表示正弦圖中第i條響應(yīng)線穿過(guò)體素k的長(zhǎng)度，y_i表示第i個(gè)響應(yīng)線上采集到的湮沒(méi)光子對(duì)的個(gè)數(shù)，βC(μ,μ₀)為新增的懲罰函數(shù)，和分別是所述新增的懲罰函數(shù)βC(μ,μ₀)在μ＝μ^(n,m)時(shí)的一階和二階導(dǎo)數(shù)，β為可調(diào)的處罰權(quán)重，β越大，偏離μ₀的可能性就越小，反之越大，μ₀為由所述CT估值圖像生成的對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像。

在上述的迭代重建過(guò)程中，在每次子迭代過(guò)程中首先保持衰減圖像不變而使用公式(2)更新PET放射圖像，再保持PET放射圖像不變而使用公式(4)更新衰減圖像，在一次迭代過(guò)程中遍歷所有有序子集之后再進(jìn)行下一次迭代，以此往復(fù)，直至滿足預(yù)設(shè)的迭代停止條件時(shí)，停止迭代，得到所述PET放射圖像和衰減圖像。否則，則以本次迭代得到的值作為初始值，繼續(xù)進(jìn)行上述的迭代過(guò)程。

其中，在本發(fā)明實(shí)施例中使用的公式(2)采用列表數(shù)據(jù)類型的重建算法對(duì)PET放射圖像進(jìn)行更新。一方面，與傳統(tǒng)采用正弦圖的方式相比，計(jì)算復(fù)雜度僅和列表數(shù)據(jù)大小有關(guān)，而和正弦圖的大小無(wú)關(guān)。因此當(dāng)數(shù)據(jù)量較小時(shí)，計(jì)算成本更小，能夠有效提高算法的速度。另一方面，本發(fā)明在進(jìn)行PET放射圖像和衰減圖像的迭代更新過(guò)程中使用了有序子集的方法，在每次有序子集的更替中依次進(jìn)行公式(1)-(4)的計(jì)算，相對(duì)于沒(méi)有使用有序子集的方法來(lái)說(shuō)圖像的收斂速度更快。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中的圖像重建過(guò)程中，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用如下的公式(5)進(jìn)行衰減圖像的更新：

公式(5)對(duì)應(yīng)的懲罰函數(shù)為：

其中，cost表示懲罰函數(shù)值，是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性的數(shù)據(jù)似然函數(shù)的相反數(shù)。由此可知，上述的公式(5)中的更新量為公式(6)的一階導(dǎo)數(shù)與二階倒數(shù)之商。

而在本發(fā)明上述的實(shí)施例中的使用的公式(4)對(duì)應(yīng)的懲罰函數(shù)為：

由公式(7)可知，所述似然函數(shù)的相反數(shù)和所述新增懲罰函數(shù)βC(μ,μ₀)的值越大，則二者相加的懲罰函數(shù)值越大，反之，則懲罰函數(shù)值越小。因此，可以將所述懲罰函數(shù)βC(μ,μ₀)設(shè)置成與迭代得到衰減圖像μ和由CT估值圖像得到的初始衰減圖像μ₀之間的差值正相關(guān)，例如，C(u,u₀)＝|u-u0|^2，由于所述用于PET圖像重建的初始衰減圖像μ₀值在運(yùn)算始終保持不變，那么，當(dāng)μ和μ₀之間差值越小，則所述懲罰函數(shù)βC(μ,μ₀)越小。

由此可見(jiàn)，在本發(fā)明上述的實(shí)例中，通過(guò)在原有公式(4)的基礎(chǔ)上，在更新量的分子和分母上分別減去所述新增懲罰函數(shù)βC(μ,μ₀)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)，便可以得出公式(5)，使得算法最終的收斂數(shù)值不會(huì)遠(yuǎn)離由CT估值圖像生成的初始衰減圖像，從而增加了估計(jì)的穩(wěn)定性。

同時(shí)，在本發(fā)明上述的實(shí)施例中由于采用有序子集法針對(duì)每個(gè)子集，使用公式(1)-(4)來(lái)不斷更新PET放射圖像和衰減圖像，同時(shí)，由于所述用于PET圖像重建的衰減圖像與真正的衰減圖像之間具有較小的偏差，可以在很大程度上縮短迭代重建的過(guò)程，僅僅需要數(shù)次的迭代過(guò)程，便可以得到精確的PET放射圖像和衰減圖像，因此，可以減少迭代所需的次數(shù)和時(shí)間，從而可以提高圖像重建的速度。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3至圖5所示，圖3A和圖3B分別展示了通過(guò)CT掃描獲取的衰減圖像和利用該衰減圖像得到的PET重建圖像，圖4A和圖4B分別展示了由于通過(guò)MR圖像處理獲取的衰減圖像和利用該衰減圖像得到的PET重建圖像，圖5A和圖5B分別展示了通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例中的圖像重建方法處理得到的修正后的衰減圖像以及PET重建圖像。

對(duì)比圖3和圖4可以發(fā)現(xiàn)，缺失手臂信息的衰減圖像導(dǎo)致最終放射圖像在肺部有低估，心臟成像非常不明顯，在手臂區(qū)域亦存在低估。對(duì)比圖3和圖5可以發(fā)現(xiàn)，兩幅放射圖像結(jié)構(gòu)非常相似，心臟和手臂成像明顯，僅是圖像噪聲有略微不同，而這是由于迭代次數(shù)不同導(dǎo)致的。因此，采用本發(fā)明實(shí)施例中的圖像重建方法可以得到較為準(zhǔn)確的衰減圖像和放射圖像。

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種圖像重建裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示的圖像重建裝置600，可以包括第一獲取單元601、第二獲取單元602和生成單元603，其中：

第一獲取單元601，適于通過(guò)MR掃描獲取掃描對(duì)象的MR圖像。

第二獲取單元602，適于獲取所述MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像。

生成單元603，適于利用所述CT估值圖像，生成對(duì)應(yīng)的初始衰減圖像。

在具體實(shí)施中，圖6所示的圖像重建裝置600還可以包括第三獲取單元604和重建單元605，其中：

第三獲取單元604，適于通過(guò)PET掃描獲取所述掃描對(duì)象的PET放射數(shù)據(jù)。

重建單元605，適于利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

在具體實(shí)施中，重建單元605適于采用有序子集法，利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，重建單元605適于通過(guò)建立與迭代重建得到的衰減圖像與所述初始衰減圖像之間的差值正相關(guān)的懲罰函數(shù)，利用所述PET放射數(shù)據(jù)和所述初始衰減圖像，迭代地重建所述掃描對(duì)象的PET放射圖像和衰減圖像。

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種第二獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示的第二獲取單元700可以包括第一建立子單元701、第一查詢子單元702、第一獲取子單元703，其中：

第一建立子單元701，適于建立MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典。

第一查詢子單元702，適于查詢所述聯(lián)合字典，獲取所述掃描對(duì)象的MR圖像的稀疏解。

第一獲取子單元703，適于基于所述稀疏解和聯(lián)合字典，獲取所述掃描對(duì)象的MR圖像對(duì)應(yīng)的CT估值圖像。

圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例中的另一種第二獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示的第二獲取單元800可以包括第二建立子單元801、劃分子單元802、第二查詢子單元803、第二獲取子單元804和聚合子單元805，其中：

第二建立子單元801，適于建立MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典。其中，所述第二建立子單元適于通過(guò)訓(xùn)練集的學(xué)習(xí)，獲取所述MR圖像和CT圖像的聯(lián)合字典，所述訓(xùn)練集包含多對(duì)在空間上配準(zhǔn)的MR圖像塊和CT圖像塊。

劃分子單元802，適于從所述掃描對(duì)象的MR圖像中提取多個(gè)MR圖像塊。其中，至少部分所述MR圖像塊之間重疊。

第二查詢子單元803，適于查詢所述聯(lián)合字典，獲取各個(gè)所述MR圖像塊的稀疏解。

第二獲取子單元804，適于基于所述稀疏解和聯(lián)合字典，獲取各個(gè)所述MR圖像塊對(duì)應(yīng)的CT圖像塊。

聚合子單元805，適于將獲取的所述CT圖像塊進(jìn)行聚合，獲取CT估值圖像，所述CT估值圖像對(duì)應(yīng)所述掃描對(duì)象的MR圖像。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括：ROM、RAM、磁盤(pán)或光盤(pán)等。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的方法及系統(tǒng)做了詳細(xì)的介紹，本發(fā)明并不限于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。