CN104200500B - 一种心脏图像的重建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种心脏图像的重建方法及装置，所述方法包括：采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

Description

一种心脏图像的重建方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种心脏图像的重建方法及装置。

背景技术

随着医用计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)技术的广泛普及，心脏CT扫描重建技术已经成为医学研究领域的热点。CT重建方法是CT技术中的核心部分，采用不同的重建技术对相同的CT投影数据重建的CT图像效果不同，因此重建方法将直接影响着心脏图像的重建质量。

采用现有心脏重建算法重建的心脏图像，所有心脏图像像素点的期相是相同的，然而从心脏生理运动规律来看，心脏生理运动存在不规则性，不同心脏位置的运动并非均匀，也就是说，不同心脏位置运动情况不一致，如果采用相同重建期相进行心脏图像重建，可能导致重建图像中部分位置出现运动伪影、血管不连续等现象，从而医生在分析重建心脏图像时将影响医生对患者的准确诊断。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种心脏图像的重建方法及装置，以实现更加准确地重建心脏图像的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种心脏图像的重建方法，包括：

采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；

根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；

根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；

对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

优选地，所述根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，包括：

获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建区间的重建期相；

根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

优选地，若所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

优选地，所述根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相后，还包括：

根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

优选地，所述根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，包括：

获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

优选地，若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

其中，V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述重建像素点与所述同心圆之间的距离。

优选地，所述根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，包括：

从所述全部投影数据中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；

从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据。

优选地，所述计算机断层扫描过程的投影角度满足以下条件：

Maxβ-Minβ≥π+γ_FanAngle

其中，Maxβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最大值，Minβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最小值，γ_FanAngle为扇形X射线束的扇角角度。

本发明实施例还提供了一种心脏图像的重建装置，包括：

相关数据获取单元，用于采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；

第一图像重建单元，用于根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重 建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；

第一期相确定单元，用于根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；

第二图像重建单元，用于对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

优选地，所述第一期相确定单元，包括：

第一区间获取子单元，用于获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

第一期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建区间的重建期相；

第二期相确定子单元，用于根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

优选地，若所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则所述第二期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

优选地，所述装置还包括：

第二期相确定单元，用于在所述第一期相确定单元根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相后，根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图 像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

优选地，所述第二期相确定单元，包括：

第二区间获取子单元，用于获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

第三期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

第四期相确定子单元，用于根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

优选地，若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则所述第四期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

其中，V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述重建像素点与所述同心圆之间的距离。

优选地，所述第二图像重建单元，包括：

数据范围选取子单元，用于对于每个重建像素点，从所述全部投影数据中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；

像素点图像重建子单元，用于从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

本发明实施例提供的心脏图像的重建方法及装置，通过在相同相位下重建的心脏图像的基础上，结合心电图数据调整该心脏图像中不同重建区域中每个重建像素点的重建期相，再根据每个重建像素点的重建期相选取对应的CT投影数据，最后利用这些CT投影数据分别对每个重建像素点进行图像重建，最终完 成重建区域中的每个像素点的图像重建。这样，在不同心脏图像位置采用不同期相进行重建，能够更加符合心脏运动的生理特性，有助于改善图像中的运动伪影，获得更加准确的心脏重建图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例心脏图像的重建方法的第一流程示意图；

图2为本发明实施例重建区域及重建期相的第一示意图；

图3为本发明实施例心脏图像的重建方法的第二流程示意图；

图4为本发明实施例重建区域及重建期相的第二示意图；

图5为本发明实施例投影数据获取示意图；

图6为本发明实施例心脏图像的重建装置的第一结构示意图；

图7为本发明实施例心脏图像的重建装置的第二结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例为了降低心脏重建图像的运动伪影等缺陷，在相同期相下心脏图像重建结果的基础上，可以根据医生设定的调整位置调整不同图像位置(或断层图像中某一区域)的重建期相，并根据重建期相信息选取适当的投影数据调整心脏图像，通过这种方法最终重建的图像(或者同一幅图像不同像素间)将具有不同的期相，不同期相下的心脏图像更加清晰准确，有利于提高医生对患者诊断的准确性。下面具体介绍本发明实施例。

参见图1，为本发明实施例提供的心脏图像的重建方法的第一流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤101：采集对患者进行计算机断层扫描CT时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据。

在本步骤中，采用正常的心脏扫描流程完整扫描患者整个心脏来获取扫描数据(即投影数据)，具体地，医生录入患者信息，扫描定位图像，定位被扫描位置即心脏，在向患者血管注射造影剂后，根据血管HU(hounsfield unit，是测定人体某一局部组织或器官密度大小的一种计量单位，通常称亨氏单位)阈值控制螺旋扫描以采集扫描数据。同时，在心脏扫描过程中，记录并存储扫描时间段内患者的心电图数据。

步骤102：根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像。

从心电图数据中可以获知心脏在不同扫描时间点上的期相，典型的期相如舒张期、收缩期。在步骤102中，对于每个心脏像素点的图像重建，均从心电图中选取一个相同的固定期相(如舒张期或收缩期)，并确定该固定期相对应的心电图采集时间，再确定该心电图采集时间对应的投影数据采集时间，最后将该投影数据采集时间上所采集的投影数据来重建对应的心脏像素点图像，这样通过将心电图采集时间与每个像素点的投影数据采集时间在时间上进行匹配以获取每个像素点的投影数据，便可利用这些投影数据重建一个相同期相下的初始的心脏图像。

步骤103：根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域。

需要说明的是，所述第一重建区域的个数可以为一个或多个，本发明实施例不限于所述第一重建区域的选取个数。

由于心脏运动各部位的不均匀性，位于不同重建位置(头、足方向)的心脏组织运动是不一致的，而采用相同期相重建心脏图像可能出现运动伪影、心脏血管不连续等弊端，因此，本实施例在步骤102的基础上，采用不同期相重 建不同重建位置的心脏图像有助于提高重建图像质量。具体地，在本发明实施例中，医生为了提高心脏图像质量，可以根据经验从步骤102所得的心脏图像上选取至少一个第一重建区域进行再次重建，在重建之前，要结合步骤101中获得的心电图及第一重建区域的具体位置来确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，具体实现方式如下：

步骤201：获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

步骤202：获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建区间的重建期相；

步骤203：根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

更具体地，若步骤201中的所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则步骤203具体利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

为了更方便的了解上述步骤201至步骤203，下面举例说明：

如图2所示的重建区域及重建期相的第一示意图，图中左侧为扫描过程中记录的患者心电图，右侧为病人心脏示意图。假设所述第一重建区域为整个心脏图像，包括3个第一重建区间La～Lb、Lc～Ld和Le～Lf，以及2个第一过渡区间Lb～Lc和Ld～Le。A、B、C分别对应心脏运动过程中的三个不同期相，La～Lb区间的重建期相为A，Lc～Ld区间的重建期相为B，Le～Lf区间的重建期相为C。为了保证不同重建位置之间期相信息的平滑过渡，防止图像间出现突然位置偏差及血管断裂的现象，在每两个第一重建区间之间设置了第一过渡区间

Lb～Lc以及Ld～Le，在第一过渡区域中，不同重建位置的重建期相采用插值方 式获得，其中插值方式可以是线性插值、多项式插值等多种形式，本发明实施例以线性插值为例，将V1＝A，W1＝B，Lv1＝Lb，Lw1＝Lc带入上述公式(1)，则第一过渡区间Lb～Lc中重建位置为Lx1的任意重建像素点的重建相位I_ABX可以表示为：

将V1＝B，W1＝C，Lv1＝Ld，Lw1＝Le带入上述公式(1)，则第一过渡区间Ld～Le中重建位置为Lx1的任意重建像素点的重建相位I_BCX可以表示为：

需要说明的是，同一患者可以选取任意个不同心脏图像位置进行重建，上面只是一种示例性说明，实际操作中可以根据需求随意修改重建区域范围及重建区域的重建期相。

根据心脏运动的特性，在同一心率、同一次扫描重建过程中不同心脏位置的冠脉血管及心脏组织的最佳观测期相往往是不同的，比如，在某些心率下，左冠的最佳重建期相是心脏的舒张期(相对期相75％左右)，而右冠的最佳重建期相是收缩期(相对期相40％左右)，因此在这种情况下单一期相重建就无法同时呈现所有冠脉血管的最佳重建结果。为了改善这一现象，本发明实施例还提供了调整同一断层图像中不同区域的重建期相的方法。因此，参见图3所示的心脏图像的重建方法的第二流程示意图，本发明实施例在步骤103之后还可以包括以下步骤：

步骤105：根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

需要说明的是，所述第二重建区域的个数可以为一个或多个，本发明实施例不限于所述第二重建区域的选取个数。

步骤105的具体实现方式如下：

步骤301：获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包 括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

步骤302：获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

步骤303：根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

更具体地，若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则步骤303具体利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

其中，V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述第二过渡区间中的重建像素点与所述同心圆之间的距离。

为了更方便的了解上述步骤301至步骤303，下面举例说明：

如图4所示的重建区域及重建期相的第二示意图，以圆形区域为例(该区域可以是一点或者其它形状区域，区域数量可以根据医生需求设定)，图中上半部分为某一断层图像(该断层图像为垂直患者头足方向上的从步骤102所重建心脏图像中选取的截面图像)，图中下半部分为病人心电图。假设从该断层图像中选取第二重建区域1和第二重建区域2，这两个第二重建区域分别为图中两个虚线圆包围的区域，其中，第二重建区域1包括一个第二重建区间1(即实线圆包围的区域)、以及一个第二过渡区域1(即实现圆与虚线圆之间包围的环形区域)，第二重建区域2包括一个第二重建区间2(即实线圆包围的区域)、以及一个第二过渡区域2(即实现圆与虚线圆之间包围的环形区域)。A、B、C分别对应心脏运动过程中的三个不同期相，其中，C为执行步骤103后得到的该断层图像的重建期相，A为第二重建区间1的重建期相，B为第二重建区间2的重建期相。第二重建区间1的半径为R_A，第二重建区域1的半径为R_E，第二重建区间2的半径为R_B，第二重建区域2的半径为R_F。

将V2＝A，W2＝C，R_V2＝R_A，R_W2＝R_E带入上述公式(4)，则第二过渡区间1中任意重建像素点的重建相位I_ACX可以表示为：

其中，Rx2为第二过渡区间1中的某一重建像素点与圆心之间的距离。

将V2＝B，W2＝C，R_V2＝R_B，R_W2＝R_F带入上述公式(4)，则第二过渡区间2中任意重建像素点的重建相位I_BCX可以表示为：

其中，Rx2为第二过渡区间2中的某一重建像素点与圆心之间的距离。

通过上面的公式可以将第二重建区间的重建期相A或B平滑过渡到断层图像的期相C，可见，第二过渡区域1及第二过渡区域2中的重建像素点可能具有不同的重建期相。为了防止第二重建区域与断层图像区域出现较强的图像失真或错位，第二过渡区间不应过小，且第二过渡区域与断层图像区域的重建期相差距不应过大。

需要说明的是，本发明实施例涉及两个技术方案：

第一个技术方案是在执行步骤103后直接执行步骤104(参见图1)，执行步骤103的目的是，调整患者头足方向上某些截面图像间的期相，这使得某些截面图像间的期相可能相同，某些截面图像间的期相可能不同，但是，每一截面图像上各个像素点间的期相是相同的。

第二个技术方案是在执行步骤103后还要执行步骤105，最后执行步骤104(参见图3)，执行步骤105的目的是，在步骤103的基础上(同一截面图像上每一像素点的期相均相同)，进一步调整同一截面图像上某些像素点间的期相，这使得同一截面图像上各个像素点间的期相可能是不同的。

步骤104：对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

由于每个像素点的重建期相可能是不一致的，因此在心脏投影数据选取过程中需要逐点的进行处理。本实施例中，当步骤103或步骤105对心脏图像中某些区域中的重建像素点的期相进行调整，得到每个重建像素点的重建期相后，便可通过重建每个重建像素点的图像来获取不同期相下的心脏图像，步骤104 的具体实现方式如下：

对于每个重建像素点，从所述全部投影数据(步骤101所得)中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

下面举例说明步骤104的具体实现方式：

参见图5所示的投影数据获取示意图，对于任意一个重建像素点，首先根据步骤103或步骤105确定该重建像素点的重建期相，并确定该重建像素点在患者心脏的空间位置，图5中可以从患者心电图中确定该重建像素点的重建期相所在的时间段(每一心动周期均存在该重建期相，为了能够获取足够的投影数据来重建该像素点图像，可以选取图中半圆处作为重建期相对应的时段)，然后将心电图采集时间与全部投影数据采集时间进行匹配，得到与重建期相下的心电图采集时间对应的投影数据采集时间，再获取所述对应投影数据采集时间内采集的投影数据(即方框中的投影数据)。但是，在CT扫描过程中，并不是时时刻刻均能扫描到该重建像素点，所以需要从全部投影数据中选取对该重建像素点位置产生影响的投影数据范围，然后从该投影数据范围中选取重建期相下的投影数据，即图中方框区域a、b、c，并将这些投影数据作为在该重建像素点进行图像重建的第二投影数据。

此外，所述计算机断层扫描过程的投影角度满足以下条件：

Maxβ-Minβ≥π+γ_FanAngle

其中，Maxβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最大值，Minβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最小值，γ_FanAngle为扇形X射线束的扇角角度。

譬如，图5中，计算机断层扫描过程的投影角度满足以下条件：

Max(β_a,β_b,β_c)-Min(β_a,β_b,β_c)≥π+γ_FanAngle

其中，Max(β_a,β_b,β_c)表示获取a、b、c三段数据时投影角度中的最大值，Min(β_a,β_b,β_c)表示获取a、b、c三段数据时投影角度中的最小值，γ_FanAngle为扇形X射线束的扇角角度。上面公式的意义是，所选取的数据投影角度范围应大于半圈加扇角的角度，这样才能够满足重建一幅心脏图像的最小角度范围。需 要说明的是，上面的公式针对扇形及锥形X射线投影情况，对于其他情况可以有不同的选取公式，只要使投影数据角度范围能够满足重建一幅心脏图像的数据范围即可。

本发明实施例提供的心脏图像的重建方法，通过在相同相位下重建的心脏图像的基础上，结合心电图数据调整该心脏图像中不同重建区域中每个重建像素点的重建期相，再根据每个重建像素点的重建期相选取对应的CT投影数据，最后利用这些CT投影数据分别对每个重建像素点进行图像重建，最终完成重建区域中的每个像素点的图像重建。这样，在不同心脏图像位置采用不同期相进行重建，能够更加符合心脏运动的生理特性，有助于改善图像中的运动伪影，获得更加准确的心脏重建图像。

参见图6，为本发明实施例提供的心脏图像的重建装置的第一结构示意图，该装置包括：

相关数据获取单元601，用于采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；

第一图像重建单元602，用于根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；

第一期相确定单元603，用于根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；

第二图像重建单元604，用于对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

具体的，所述第一期相确定单元603，包括：

第一区间获取子单元，用于获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

第一期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建 区间的重建期相；

第二期相确定子单元，用于根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

若所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则所述第二期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

具体的，所述第二图像重建单元604，包括：

数据范围选取子单元，用于对于每个重建像素点，从所述全部投影数据中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；

像素点图像重建子单元，用于从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

参见图7，为本发明实施例提供的心脏图像的重建装置的第二结构示意图，本实施例装置除包括上述图6所示的各个单元外，还包括：

第二期相确定单元605，用于在所述第一期相确定单元603根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相后，根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

其中，所述第二期相确定单元605，包括：

第二区间获取子单元，用于获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述 各个划分区间包括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

第三期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

第四期相确定子单元，用于根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则所述第四期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

其中，V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述重建像素点与所述同心圆之间的距离。

本发明实施例提供的心脏图像的重建装置，通过在相同相位下重建的心脏图像的基础上，结合心电图数据调整该心脏图像中不同重建区域中每个重建像素点的重建期相，再根据每个重建像素点的重建期相选取对应的CT投影数据，最后利用这些CT投影数据分别对每个重建像素点进行图像重建，最终完成重建区域中的每个像素点的图像重建。这样，在不同心脏图像位置采用不同期相进行重建，能够更加符合心脏运动的生理特性，有助于改善图像中的运动伪影，获得更加准确的心脏重建图像。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执 行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种心脏图像的重建方法，其特征在于，包括：

采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；

根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；

根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；

对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，包括：

获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建区间的重建期相；

根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

$I_{V1W1X1}=V1+(Lx1-Lv1)\×\frac{V1-W1}{Lv1-Lw1}$

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相后，还包括：

根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，包括：

获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

$I_{V2W2X2}=V2+(Rx2-R_{V2})\×\frac{V2-W2}{R_{V2}-R_{W2}}$

其中,V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述重建像素点与所述同心圆之间的距离。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，包括：

从所述全部投影数据中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；

从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算机断层扫描过程的投影角度满足以下条件：

Maxβ-Minβ≥π+γ_FanAngle

其中，Maxβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最大值，Minβ表示获取所述第二投影数据时投影角度中的最小值，γ_FanAngle为扇形X射线束的扇角角度。

9.一种心脏图像的重建装置，其特征在于，包括：

相关数据获取单元，用于采集对患者进行计算机断层扫描时的全部投影数据，同时在扫描过程中记录患者的心电图数据；

第一图像重建单元，用于根据所述心电图数据从所述全部投影数据中选取相同期相下与每个心脏像素点相关的第一投影数据，利用所述第一投影数据重建相关心脏像素点的图像以得到心脏图像；

第一期相确定单元，用于根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第一重建区域为从所述心脏图像中选取的患者头足方向上的图像区域；

第二图像重建单元，用于对于每个重建像素点，根据所述重建像素点的重建期相，从所述全部投影数据中选取所述重建期相下与所述重建像素点相关的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一期相确定单元，包括：

第一区间获取子单元，用于获取所述第一重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括第一数量个互不相邻的第一重建区间、以及第二数量个相邻第一重建区间间的第一过渡区间；

第一期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第一重建区间的重建期相；

第二期相确定子单元，用于根据所述第一重建区间的重建期相、以及所述第一过渡区间的重建位置，确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，若所述第一数量个第一重建区间是沿患者头足方向顺序划分的，则所述第二期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第一过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V1W1X1：

$I_{V1W1X1}=V1+(Lx1-Lv1)\×\frac{V1-W1}{Lv1-Lw1}$

其中，V1是在患者头部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，W1是在患者足部方向上与所述第一过渡区间相邻的第一重建区间的重建期相，Lv1是当前重建像素点沿患者头部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lw1是当前重建像素点沿患者足部方向上延伸的所述第一过渡区间的临界位置，Lx1为当前重建像素点的重建位置。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二期相确定单元，用于在所述第一期相确定单元根据所述心电图数据确定第一重建区域中每个重建像素点的重建期相后，根据所述心电图数据确定第二重建区域中每个重建像素点的重建期相，所述第二重建区域为从同一断层图像中选取的图像区域，所述断层图像为所述心脏图像中垂直患者头足方向上的截面图像。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二期相确定单元，包括：

第二区间获取子单元，用于获取所述第二重建区域的各个划分区间，所述各个划分区间包括一个第二重建区间、以及一个包围所述第二重建区间的第二过渡区间；

第三期相确定子单元，用于获取根据所述心电图数据确定的所述第二重建区间的重建期相；

第四期相确定子单元，用于根据与所述第二重建区间的重建期相、所述断层图像的期相、以及所述第二过渡区间的重建位置，确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，若所述第二重建区域与所述第二重建区间为同心圆，则所述第四期相确定子单元利用以下插值公式确定所述第二过渡区间中每个重建像素点的重建期相I_V2W2X2：

$I_{V2W2X2}=V2+(Rx2-R_{V2})\×\frac{V2-W2}{R_{V2}-R_{W2}}$

其中,V2是所述第二重建区间的重建期相，W2是所述断层图像的期相，R_V2是所述第二重建区间的半径，R_W2是所述第二重建区域的半径，Rx2是所述重建像素点与所述同心圆之间的距离。

15.根据权利要求9至14任一项所述的装置，其特征在于，所述第二图像重建单元，包括：

数据范围选取子单元，用于对于每个重建像素点，从所述全部投影数据中选取与所述重建像素点相关的投影数据范围；

像素点图像重建子单元，用于从所述投影数据范围中选取与所述重建像素点的重建期相在时间上对应的第二投影数据，利用所述第二投影数据重建所述重建像素点的图像。