PET图像重建方法、装置、设备及存储介质与流程

pet图像重建方法、装置、设备及存储介质
技术领域
1.本发明涉及图像重建技术领域，尤其涉及一种pet图像重建方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.在pet(positron emission tomography，正电子发射断层显像)扫描中，放射性医药品通过注射、吸入、摄取等方式进入患者体内之后，由于放射性医药品的物理性质以及生物体分子性质，放射性医药品集中在人体内的特定部位，通过正电子发射成像装置进行扫描成像。心肌灌注显像是通过注射可被心肌细胞摄取的放射性核素，利用正电子发射成像装置检测心肌不同部位放射性核素的分布情况，进行多角度断层成像，从而诊断心脏疾病。用于正电子采集的放射性核素都是短半衰期核素，在pet采集过程中，由于采样周期较长，核素可能已经发生了几个半衰期的衰变，在pet重建时，对于放射性核素的自然衰变需进行校正。目前衰变校正模式有两种，为start模式和admin模式。进行衰变校正用的起点基准时间是序列开始时间，其与第一床的采集时间非常接近。
3.在上述重建过程中，受到一些因素的影响，可能会导致重建序列数据的序列开始时间与采集时间、药物注射时间等不一致的情况，因此需要对重建序列数据的序列开始时间进行修正。衰变比如，在进行pet/ct(positron emission tomography/computed tomography，正电子发射计算机断层显像/x射线计算机体层成像)扫描过程中，当用户点击了序列开始按钮，但是并没有点击ctbox(需要说明的是，ctbox为ct控制盒，可以多次点击，触发ct采集)的采集按钮，导致重建序列数据的序列开始时间和采集开始时间差距太大；又或者，心肌灌注时病人先进行扫描，后在扫描过程中进行注射药物，此时若界面选择了start模式进行衰变校正，那么会导致药物的校正基线过早。因此，如何对pet扫描中重建序列数据的序列开始时间进行修正，并对重建序列数据进行高效的衰变校正是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种pet图像重建方法、装置、设备及存储介质，用以克服现有技术中无法高效对pet扫描中的重建序列数据进行衰变校正的问题。
5.本发明提供一种pet图像重建方法，包括：
6.获取重建序列数据和事件时间数据；
7.根据所述事件时间数据，确定所述重建序列数据的起始时间；
8.获取用户选择的模式数据，根据所述起始时间、所述事件时间数据和所述模式数据，对所述重建序列数据进行衰变校正。
9.进一步地，所述事件时间数据包括扫描采集时间和药物注射时间，所述根据所述事件时间数据，确定所述重建序列数据的起始时间，包括：
10.根据所述扫描采集时间和所述药物注射时间的对比结果，确定所述起始时间。
11.进一步地，所述根据所述扫描采集时间和所述药物注射时间的对比结果，确定所述起始时间，包括：
12.若所述扫描采集时间早于所述药物注射时间，则将所述起始时间确定为所述药物注射时间。
13.进一步地，所述根据所述扫描采集时间和所述药物注射时间的对比结果，确定所述起始时间，包括：
14.若所述扫描采集时间晚于所述药物注射时间，则将所述起始时间确定为所述扫描采集时间。
15.进一步地，所述根据所述起始时间、所述事件时间数据和所述模式数据，对所述重建序列数据进行衰变校正，包括：
16.根据所述模式数据，判断当前时刻用户选择的衰变校正模式；
17.针对不同的所述衰变校正模式，根据所述起始时间和所述事件时间数据，对所述重建序列数据进行衰变校正。
18.进一步地，所述针对不同的所述衰变校正模式，根据所述起始时间和所述事件时间数据，对所述重建序列数据进行衰变校正，包括：
19.若所述衰变校正模式为第一模式，则根据所述起始时间，确定所述重建序列数据的校正基准时间。
20.进一步地，所述针对不同的所述衰变校正模式，根据所述起始时间和所述事件时间数据，对所述重建序列数据进行衰变校正，包括：
21.若所述衰变校正模式为第二模式，则根据所述药物注射时间，确定所述重建序列数据的校正基准时间。
22.本发明还提供一种pet图像重建装置，包括：
23.获取单元，用于获取重建序列数据和事件时间数据；
24.处理单元，用于根据所述事件时间数据，确定所述重建序列数据的起始时间；
25.校正单元，用于获取用户选择的模式数据，根据所述起始时间、所述事件时间数据和所述模式数据，对所述重建序列数据进行衰变校正。
26.本发明还提供一种pet图像重建设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可执行程序，所述处理器执行所述可执行程序时实现如上所述的pet图像重建方法。
27.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现如上所述的pet图像重建方法。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先，对重建序列数据和事件时间数据进行有效的获取；然后，根据事件时间数据，确定相应的药物注射、扫描采集等时间的发生的先后顺序，充分考虑扫描过程中不同事件先后发生的影响因素，从而有效确定重建序列数据的起始时间，保证重建序列数据的准确性；进而，结合用户选择的模式数据，考虑用户选择的模式对校正造成的影响，再结合起始时间、事件时间数据，全面区分多种情况，充分考虑不同因素的影响，在重建开始前，对重建序列数据的起始时间进行修正，将用于衰变校正的时间用重建序列的起始时间作为保存和传递，从而预先调整衰变校正的起始时间点，并将起始时间连同该采集序列下采集得到的pet生数据传递到重建模块进行衰变校正，针对不同的情况，保证校正的高效性和准确性，从而提高重建图像的准确度。综上，本发明可
以兼容大部分临床扫描流程，也兼容了心肌灌注的扫描场景，如在正电子发射计算机断层显像/x射线计算机体层成像设备(positron emission tomography/computed tomography，pet/ct)，或正电子发射计算机断层显像/核磁共振成像(positron emission tomography/magnetic resonance imaging，pet-mri)领域中，针对pet重建过程中，结合事件时间数据和模式数据，对重建序列数据进行衰变校正，简化了pet重建在不同场景下的衰变校正流程。
附图说明
29.图1为本发明提供的pet图像重建方法一实施例的流程示意图；
30.图2为本发明提供的图1中步骤s103一实施例的流程示意图；
31.图3为本发明提供的pet图像重建装置一实施例的结构示意图；
32.图4为本发明提供的pet图像重建设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
34.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明的描述中，提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
36.本发明提供了一种pet图像重建方法、装置、设备及存储介质，基于事件时间数据和模式数据分辨不同的扫描情况，有针对性地进行衰变校正，为进一步提高pet重建的准确性提供了新思路。
37.在实施例描述之前，对相关词语进行释义：
38.心肌灌注扫描：也叫做心肌灌注成像，能够测量在休息、活动时心脏肌肉中的血液含量。经常用于查找可能导致心绞痛(如胸痛或压痛)的原因，也可在心脏病发作后查看心脏是否有某些部位没有获得足够的血液，或者找出心脏病发作导致了多少心肌受损。此过程中，医生会首先向患者静脉注射特殊的测试药物(放射性示踪剂)，并使用“相机”摄取心脏的照片。示踪剂会通过血液进入心脏肌肉内，血液流动良好的部位能吸收示踪剂。而不吸收示踪剂的部位可能没有足量的血液或者因心脏病发作受到了损伤；
39.pet重建：正电子放射断层摄影扫描中，放射性医药品通过注射、吸入、摄取而被投放给患者。之后，由于放射性医药品的物理性质以及生物体分子性质，放射性医药品集中在人体内的特定部位，通过正电子放射成像装置进行扫描成像，由于正电子放射成像装置在轴向上长度有限，无法一次扫描覆盖人体需要成像的所有部位，因此需要进行多床位扫描。多床位扫描时，病人躺在病床上，完成当前床位扫描后，病床向内(向外)移动一个床位的距
离进行下一个床位的扫描。在扫描过程中，需要对多个床位生成的多个重建序列数据进行数据重建，从而得到最后的扫描图像。
40.基于上述技术名词的描述，在pet重建过程中，用户可以在扫描界面的重建参数面板上选择接下来的重建序列的衰变校正的方式。
41.目前衰变校正模式有两种，start模式和admin模式，重建进行衰变校正用的起点基准时间是序列开始时间，其与第一床的采集时间非常接近。当用户点击了序列开始按钮，但是并没有点击数据采集开始面板的采集按钮，导致序列开始时间和采集开始时间差距太大。此外，心肌灌注的流程，是病人先进行扫描，然后在扫描过程中进行注射药物。此时若界面选择了start模式进行衰变校正，那么会导致药物的校正基线过早。上述问题对同一段生数据，在数据切割后多次重建的场景下，对suv(standard uptake value，标准摄取值)计算没有影响，但是对采用bq/ml(需要说明的是，bq/ml为pet扫描设备计算suv的单位方式，区域的活度密度)单位时会导致多个重建序列的不一致。
42.以下分别对具体实施例进行详细说明：
43.本发明实施例提供了一种pet图像重建方法，结合图1来看，图1为本发明提供的pet图像重建方法一实施例的流程示意图，包括步骤s101至步骤s103，其中：
44.在步骤s101中，获取重建序列数据和事件时间数据；
45.在步骤s102中，根据事件时间数据，确定重建序列数据的起始时间；
46.在步骤s103中，在设定模式下，根据起始时间、事件时间数据，对重建序列数据进行衰变校正。
47.在本发明实施例中，首先，对重建序列数据和事件时间数据进行有效的获取；然后，根据事件时间数据，确定相应的药物注射、扫描采集等时间的发生的先后顺序，充分考虑扫描过程中不同事件先后发生的影响因素，从而有效确定重建序列数据的起始时间，保证重建序列数据的准确性；进而，结合用户选择的模式数据，考虑用户选择的模式对校正造成的影响，再结合起始时间、事件时间数据，全面区分多种情况，充分考虑不同因素的影响，对重建序列数据进行衰变校正，针对不同的情况，保证校正的高效性和准确性，从而提高重建图像的准确度。其中，设定模式可以为用户选择的模式，如start模式或admin模式。
48.在本发明的具体实施例中，在心肌灌注扫描过程中，对扫描生成的多个重建序列数据进行重建，多个重建序列数据需要保证校正基准时间一致，才能生成准确的重建图像。例如，将少量显像剂
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f-fdg经静脉注射至人体内后开始扫描，在扫描过程中再注射药物rb-82，如果要检测心脏对药物rb-82的摄取情况，由于患者注射药物rb-82的时间晚于数据采集的时间，以扫描开始时间为重建序列起始时间的话，将会导致药物rb-82校正基线过早，因而需要对重建序列数据的起始时间进行修正。其中，重建序列数据为在重建序列下采集得到的pet生数据，事件时间数据包括关于开始注射药物和开始采集数据的时间信息，即药物注射时间和扫描采集时间。获取重建序列数据、重建序列起始时间并结合重建算法即可得到pet重建图像。
49.作为优选的实施例，上述步骤s202包括：
50.根据扫描采集时间和药物注射时间的对比结果，确定起始时间。
51.在本发明实施例中，通过比较扫描采集时间和药物注射时间，确定扫描采集和药物注射的先后顺序，从而针对不同的情况，确定相应的重建序列数据的起始时间。
52.作为优选的实施例，上述根据扫描采集时间和药物注射时间的对比结果，确定起始时间，具体包括：
53.若扫描采集时间早于药物注射时间，则将起始时间确定为药物注射时间。
54.在本发明实施例中，当扫描采集时间早于药物注射时间，则将重建序列数据的起始时间定为药物注射时间，此时，以药物注射时间为起始，保证重建序列数据的准确性。
55.作为优选的实施例，上述根据扫描采集时间和药物注射时间的对比结果，确定起始时间，具体包括：
56.若扫描采集时间晚于药物注射时间，则将起始时间确定为扫描采集时间。
57.在本发明实施例中，当扫描采集时间晚于药物注射时间，则将重建序列数据的起始时间定为扫描采集时间，此时，以扫描采集时间为起始，保证重建序列数据的准确性。
58.作为优选的实施例，结合图2来看，图2为本发明提供的图1中步骤s103一实施例的流程示意图，上述步骤s103，包括步骤s201至步骤s202，其中：
59.在步骤s201中，根据模式数据，判断当前时刻用户选择的衰变校正模式；
60.在步骤s202中，针对不同的衰变校正模式，根据起始时间和事件时间数据，对重建序列数据进行衰变校正。
61.在本发明实施例中，利用用户选择的模式数据，区分不同的模式状态，从而在不同的衰变校正模式下，有针对性地进行重建序列数据的衰变校正。
62.作为优选的实施例，上述步骤s202具体包括：
63.若衰变校正模式为第一模式，则根据起始时间，确定重建序列数据的校正基准时间。
64.在本发明实施例中，第一模式优选为start模式，当衰变校正模式为start模式，则将重建序列数据的校正基准时间定为起始时间，此时，以起始时间为校正基准时间，保证重建序列数据的准确性。
65.作为优选的实施例，上述步骤s202具体包括：
66.若衰变校正模式为第二模式，则根据药物注射时间，确定重建序列数据的校正基准时间。
67.在本发明实施例中，第二模式优选为admin模式，当衰变校正模式为admin模式，则将重建序列数据的校正基准时间定为药物注射时间，此时，以药物注射时间为校正基准时间，保证重建序列数据的准确性。
68.下面以一个具体的应用例更具体地说明本发明的技术方案：
69.第一步，在重建任务启动时，对重建序列的开始时间进行修正流程；
70.第二步，当采集时间早于药物注射时间，此时赋值重建序列的开始时间直接填写为药物注射开始时间；当采集时间晚于药物注射时间，此时重建序列的开始时间的值修改为采集时间；
71.第三步，将上述的信息传递给重建模块。同时将该采集序列下采集得到的pet生数据不断循环读取磁盘生数据文件，一并传递给重建模块；
72.第四步，重建在启动后，获取用户界面配置的参数衰变校正模式，是admin还是start；若是start模式，则衰变校正的基点时间是重建序列的开始时间；若是admin模式，则衰变校正的起点基准时间是药物注射时间。
73.其中，需要说明的是，以上规则保证了无论是否对整个生数据进行数据切割多次重建，他们起点基准时间是一致的。从而会使得相同的采集，不同的重建结果的衰变校正因子符合预期。通过在重建开始前先通过比对扫描采集时间和药物注射时间的关系，将用于衰变校正的时间用重建序列开始的时间作为保存和传递，从而预先调整衰变校正的起始时间点。这样的调整既可以兼容大部分临床扫描流程，也兼容了心肌灌注的扫描场景。综上，此时间是重建开始之前设置的，简化了重建算法模块对不同的场景下衰变校正的流程。
74.本发明实施例还提供了一种pet图像重建装置，结合图3来看，图3为本发明提供的pet图像重建装置一实施例的结构示意图，pet图像重建装置300包括：
75.获取单元301，用于获取重建序列数据和事件时间数据；
76.处理单元302，用于根据事件时间数据，确定重建序列数据的起始时间；
77.校正单元303，用于获取用户选择的模式数据，根据起始时间、事件时间数据和模式数据，对重建序列数据进行衰变校正。
78.pet图像重建装置的各个单元的更具体实现方式可以参见对于上述pet图像重建方法的描述，且具有与之相似的有益效果，在此不再赘述。
79.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如上所述的pet图像重建方法。
80.一般来说，用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。
81.计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
82.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言，特别是可以使用适于神经网络计算的python语言和基于tensorflow、pytorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
83.本发明实施例还提供了一种pet图像重建设备，结合图4来看，图4为本发明提供的pet图像重建设备一实施例的结构示意图，pet图像重建设备400包括处理器401、存储器402及存储在存储器402上并可在处理器401上运行的计算机程序，处理器401执行程序时，实现如上所述的pet图像重建方法。
84.作为优选的实施例，上述pet图像重建设备400还包括显示器403，用于显示处理器401执行pet图像重建方法后的数据处理结果。
85.示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器402中，并由处理器401执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在pet图像重建设备400中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成上述实施例中的获取单元301、处理单元302和校正单元303，各单元的具体功能如第一实施例或第二实施例所述，在此不一一赘述。
86.pet图像重建设备400可以是带可调摄像头模组的桌上型计算机、笔记本、掌上电脑或智能手机等设备。
87.其中，处理器401可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器401可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
88.其中，存储器402可以是，但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。其中，存储器402用于存储程序，所述处理器401在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的方法可以应用于处理器401中，或者由处理器401实现。
89.其中，显示器403可以是lcd显示屏，也可以是led显示屏。例如，手机上的显示屏。
90.可以理解的是，图4所示的结构仅为pet图像重建设备400的一种结构示意图，pet图像重建设备400还可以包括比图4所示更多或更少的组件。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
91.根据本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质和pet图像重建设备，可以参照根据本发明实现如上所述的pet图像重建方法具体描述的内容实现，并具有与如上所述的pet图像重建方法类似的有益效果，在此不再赘述。
92.本发明公开了一种pet图像重建方法、装置、设备及存储介质，首先，对重建序列数据和事件时间数据进行有效的获取；然后，根据事件时间数据，确定相应的药物注射、扫描采集等时间的发生的先后顺序，充分考虑扫描过程中不同事件先后发生的影响因素，从而有效确定重建序列数据的起始时间，保证重建序列数据的准确性；进而，结合用户选择的模式数据，考虑用户选择的模式对校正造成的影响，再结合起始时间、事件时间数据，全面区分多种情况，充分考虑不同因素的影响，对重建序列数据进行衰变校正，针对不同的情况，保证校正的高效性和准确性，从而提高重建图像的准确度。
93.本发明技术方案，可以兼容大部分临床扫描流程，也兼容了心肌灌注的扫描场景，
针对pet重建过程中，结合事件时间数据和模式数据，对重建序列数据进行衰变校正，简化了pet重建在不同场景下的衰变校正流程。
94.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。