CN104732540A - Pet/ct几何配准方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET/CT几何配准方法和系统,该方法包括:通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像;通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像;分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个几何体的重心;根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据;根据重心映射数据获取镥本底符合图像到CT重建图像的旋转矩阵和平移向量,并将旋转矩阵和平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。该方法可对PET/CT进行几何配准,可用于机器定期的标定,不需要制备多点或多线正电子源,几何体模型价格便宜、可重复使用,且对操作人员几乎无辐射剂量。
Description
技术领域
本发明涉及PET/CT成像技术领域,尤其涉及一种PET/CT几何配准方法和系统。
背景技术
PET/CT双模式成像(PET表示正电子发射计算机断层扫描,CT表示电子计算机断层扫描)可以获得具有功能信息的PET图像和具有精细解剖结构信息的CT图像,两种图像融合可以精确定位病灶位置,提高疾病诊断精确度。2001第一台商业化临床人体PET/CT问世,目前PET/CT已经广泛应用于临床疾病诊断,已经基本替代了独立的PET系统。PET/CT技术也广发应用于小动物成像研究。通常PET探测器和CT探测器安装在同一机架上,并共用同一扫描床,病人快速的进行CT扫描后,进行PET扫描。区别于独立的PET和CT系统,一体机的设计减小了病人在不同机器上位置、状态的变化。一体机PET/CT通常只需对PET和CT进行刚性的几何配准。传统的几何配准方法是使用正电子源特别制作的膜体进行PET和CT成像,对两种重建图像进行刚性匹配,得到配准的旋转矩阵和平移向量。但是传统方法需要制作含放射源的膜体,制作费时、费力、费钱,不适合于作为每日的临床检查。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种PET/CT几何配准方法,该方法可以对PET/CT进行几何配准,用于机器定期的标定,该方法不需要制备复杂的多点或多线正电子源,而且所设计的几何体模型价格便宜、可重复使用、精度高,而且对操作人员几乎无辐射剂量。
本发明的第二个目的在于提出一种PET/CT几何配准系统。
为了实现上述目的,本发明第一方面实施例的PET/CT几何配准方法,包括以下步骤:通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像,其中,所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3;通过PET仪对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像;分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心;根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据;根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量,并将所述旋转矩阵和所述平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。
根据本发明实施例的PET/CT几何配准方法,可以对PET/CT进行几何配准,用于机器定期的标定,该方法不需要制备复杂的多点或多线正电子源,而且所设计的几何体模型价格便宜、可重复使用、精度高,而且对操作人员几乎无辐射剂量。
为了实现上述目的,本发明第二方面实施例的PET/CT几何配准系统,包括:几何体模型,其中,所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3;CT机,用于对所述几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像;PET仪,用于对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像;数据处理装置,所述数据处理装置包括:重心提取模块,用于分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心;映射模块,用于根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据;配准参数获取模块,用于根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量。
根据本发明实施例的PET/CT几何配准系统,可以对PET/CT进行几何配准,用于机器定期的标定,该系统不需要制备复杂的多点或多线正电子源,而且所设计的几何体模型价格便宜、可重复使用、精度高,而且对操作人员几乎无辐射剂量。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的PET/CT几何配准方法的流程图;
图2是根据本发明一个实施例的CT重建图像的示意图;
图3是根据本发明一个实施例的PET/CT系统的结构示意图;
图4是根据本发明一个实施例的通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像的流程图;
图5是根据本发明一个实施例的镥176的衰变纲图;
图6是根据本发明一个实施例的分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个几何体的重心的流程图;
图7是根据本发明一个实施例的根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据的流程图;
图8是根据本发明一个具体实施例的CT重建图像的横断面、冠状面和矢状面图;
图9是根据本发明一个具体实施例的根据旋转矩阵和平移向量将镥本底符合重建图像进行旋转和平移后的图像的横断面、冠状面和矢状面图;
图10是根据本发明一个具体实施例的将旋转、平移后的镥本底符合重建图像与CT重建图像进行融合后的图像的横断面、冠状面和矢状面图;
图11是根据本发明一个实施例的PET/CT几何配准系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
目前,大部分的PET系统采用LSO、LYSO、LGSO等含镥晶体,天然镥中含有2.6%的176Lu同位素,具有天然本底辐射,主要包括一个平均能量596kev的β辐射和级联的三个γ辐射,能量分别为307keV,202keV和89keV。镥本底辐射可以在PET探测器上形成符合事件。本发明就是利用该辐射提出了一种PET/CT几何配准方法和系统。下面结合附图说明本发明实施例的PET/CT几何配准方法和系统。
图1是根据本发明一个实施例的PET/CT几何配准方法的流程图。如图1所示,本发明实施例的PET/CT几何配准方法,包括以下步骤:
S101,通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像,其中,几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3。
在本发明的一个实施例中,几何体的材料为高密度材料,几何体的形状为球形或三角形或多边形。
其中,下文对本发明实施例的PET/CT几何配准方法进行具体说明时,均以几何体模型为金属球模型为例进行举例说明。
具体地,首先使用高密度的N个金属球制备金属球模型,金属球模型还包括由低密度物质(例如,塑料、泡沫、有机玻璃等)制作而成的固定支架,用于固定支撑金属球,其中,为了后续计算的需要,金属球的个数为N≥3。其中,金属球的尺寸和固定支架的尺寸可依据PET/CT系统的空间分辨率和系统几何尺寸进行选择。
在本发明的一个实施例中,金属球的材料可以是纯金属的或者是合金的。例如铁、铅、钨、钢、钨合金等。
更具体地,在本发明的一个具体实施例中,采用5个钨合金球,密度14.95g/cm3,一个直径10mm,4个直径8mm。
进一步地,将金属球模型置于扫描床中在CT机中进行常规成像扫描和重建,例如,在CT机中进行螺旋轨道扫描,采用FDK重建算法进行重建,以获得CT重建图像,如图2所示。其中,PET/CT系统的结构示意图如图3所示。
S102,通过PET仪对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像。
在本发明的一个实施例中,如图4所示,S102具体包括:
S1021,在未放置几何体模型的条件下,通过PET仪进行预设时间的扫描,以获得空气场符合事件,并获取空气场符合事件的list-mode数据,其中,PET仪的系统参数设置为去掉PET仪的符合能窗的设置并增大符合时间窗。
具体地,首先设置PET仪的系统参数,即去掉PET仪的符合能窗的设置,即获得所有触发事件,并增大符合时间窗(例如,将符合时间窗调整至10ns),确保可以收集PET晶体中镥本底的符合事件,收集list-mode数据。其中,图5所示为镥176的衰变纲图。
进一步地,在未放置模型的条件下进行长时间(例如,10小时)扫描,获得空气场符合事件,收集空气场符合事件的list-mode数据,以用于后续实验数据的归一化矫正。
S1022,对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描,以获取几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据。
具体地,例如,将金属球模型由扫描床移动至PET视野中心,采集2小时镥本底符合事件,存为list-mode数据。
S1023,将空气场符合事件的list-mode数据和几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据进行数据重组,以获得几何体模型的三维正弦图。
S1024,获取空气场符合事件的正弦图,并根据空气场符合事件的正弦图对几何体模型的三维正弦图进行归一矫正。
具体地,将金属球模型的三维正弦图除以空气场符合事件的正弦图,以对金属球模型的三维正弦图进行归一矫正。
S1025,根据图像重建算法对矫正后的几何体模型的三维正弦图进行重建,以获得镥本底符合图像。
具体地,对矫正后的金属球模型的三维正弦图,采用图像重建算法进行重建,以获得镥本底符合图像。例如,图像重建算法可以是三维FBP重建算法或3DRP重建算法。
S103,分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个几何体的重心。
具体地,以金属球模型包括5个金属球为例,在本发明中采用自动重心获取方法对CT重建图像提取5个重心坐标CTn,对镥本底符合模型图像提取5个重心坐标Lun,n为1-5。其中,下面对自动重心获取方法进行详细说明。
在本发明的一个实施例中,如图6所示,S103具体包括:
S1,分别对CT重建图像和镥本底符合图像进行平滑处理和去除背景信息处理;
S2,分别提取处理后的CT重建图像和镥本底符合图像的最大值所在位置M1和M2;
S3,分别计算以位置M1和M2为中心、大小为预设值的区域的重心,并根据重心对中心进行更新,并根据更新后的中心计算大小为预设值的区域的重心,将更新次数达到预设次数时计算出的重心作为第一个几何体的重心;
S4,将以第一个几何体的重心、大小为预设值的区域的值置为0;
S5,重复执行步骤S2至S4,直至提取到每个几何体的重心。
在本发明的一个实施例中,预设次数可以根据实际情况进行设定,也就是上述迭代次数可根据实际情况而定。
具体地,以获取CT重建图像中每个金属球的重心为例对上述自动重心获取方法进行举例说明。1)首先对CT重建图像进行平滑处理,并设置阈值去除背景信息,2)然后提取CT重建图像中最大值所在位置(M1),以M1为中心,计算区域内重心c1,3)以c1为中心计算区域内重心c2,4)以c2为中心计算区域内重心c3,5)将c3作为第一个金属球的重心,并将以c3为中心的区域值置于0,6)回到步骤2)查找下一个金属球的重心,直到找到所有金属球的重心。其中,上面的预设次数为2次是为了方便举例说明,可根据需要进行多次迭代。
其中,例如,上述所述的区域可以是立方区域,也可以是球形区域,而且,所述区域的尺寸大于金属球的直径,例如,球形区域的直径要大于金属球的直径。
S104,根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据。
具体地,可以根据图像中金属球与金属球之间的距离信息完成获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据。下面进行详细说明。
在本发明的一个实施例中,如图7所示,S104具体包括:
S1041,获取CT重建图像中各个几何体之间的距离,并获取镥本底符合图像中各个几何体之间的距离。
具体地,计算CT重建图像中所找到的各个金属球之间的距离,并计算镥本底符合图像中各个金属球之间的距离。
例如,计算CT重建图像中每个球到其他四个球的距离,d1,d2,d3,d4表示球n到其他四个球的距离,表示为向量dCTn(d1,d2,d3,d4),同理计算镥本底符合图像中球n到其它四个球的距离d1,d2,d3,d4,表示为向量dLun(d1,d2,d3,d4),其中d1,d2,d3,d4按升序排列,即d1≤d2≤d3≤d4。
S1042,根据CT重建图像中各个几何体之间的距离和镥本底符合图像中各个几何体之间的距离对CT重建图像中的几何体和镥本底符合图像中的几何体进行一一映射,以获取重心映射数据。
具体地,以CT重建图像中的球为基准,计算可以获得镥本底符合图像中与CT重建图像中的第n个球映射的球m,根据上述公式可获得CT重建图像中的金属球和镥本底符合图像中的金属球的重心映射数据。
S105,根据重心映射数据获取镥本底符合图像到CT重建图像的旋转矩阵和平移向量,并将旋转矩阵和平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。
在本发明的一个实施例中,旋转矩阵和平移向量通过下述公式获取:
CTn=M*Lun+T, (1)
其中,CTn为CT重建图像中几何体的重心,Lun为镥本底符合图像中几何体的重心,M为镥本底符合图像到CT重建图像的旋转矩阵,T为镥本底符合图像到CT重建图像的平移向量。
具体地,通过两组一一映射的金属球的重心映射数据进行刚性配准,包括旋转和平移,使用最小二乘拟合方法计算,以获得旋转矩阵和平移向量。
更具体地,根据公式(1)和前面S1041中获得的Lun计算出CTn的值,使用最小二乘拟合方法求得旋转矩阵和平移向量是指:当根据公式(1)计算出的CTn的值与S1041中获得的CTn的值之间的误差的平方和为最小时的M和T的值就是所需要的旋转矩阵和平移向量,也就是PET系统到CT系统的刚性配准参数。
进一步地,通过本发明实施例的PET/CT几何配准方法获得了PET系统到CT系统的旋转矩阵和平移向量后,在后续的临床使用或者动物实验中,就可以将该旋转矩阵和平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。
为了验证本发明实施例的PET/CT几何配准方法,下面以金属球模型为例来验证本发明实施例的PET/CT几何配准方法的匹配效果。
具体地,如图8-图10所示,图8中从左向右为金属球模型的CT重建图像的横断面、冠状面和矢状面图;图9中从左向右为将金属球模型的镥本底符合重建图像根据旋转矩阵和平移向量进行旋转和平移后的图像的横断面、冠状面和矢状面图;图10中从左向右为将旋转、平移后的镥本底符合重建图像与CT重建图像进行融合后的图像的横断面、冠状面和矢状面图。由图10可以看出本发明实施例的PET/CT几何配准方法的匹配效果。
本发明实施例的PET/CT几何配准方法,可以对PET/CT进行几何配准,用于机器定期的标定,该方法不需要制备复杂的多点或多线正电子源,而且所设计的几何体模型价格便宜、可重复使用、精度高,而且对操作人员几乎无辐射剂量。
与上述几种实施例提供的PET/CT几何配准方法相对应,本发明的一种实施例还提供一种PET/CT几何配准系统,由于本发明实施例提供的PET/CT几何配准系统与上述几种实施例提供的PET/CT几何配准方法相对应,因此在前述PET/CT几何配准方法的实施方式也适用于本实施例提供的PET/CT几何配准系统,在本实施例中不再详细描述。图11是根据本发明一个实施例的PET/CT几何配准系统的结构示意图。如图11所示,该PET/CT几何配准系统包括:几何体模型100、CT机200、PET仪300、数据处理装置400,数据处理装置400包括重心提取模块410、映射模块420和配准参数获取模块430。
其中,几何体模型100由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3。
CT机200用于对几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像。
PET仪300用于对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像。
在本发明的一个实施例中,PET仪300具体用于:在未放置几何体模型的条件下进行预设时间的扫描,以获得空气场符合事件,并生成空气场符合事件的list-mode数据,其中,PET仪的系统参数设置为去掉PET仪的符合能窗的设置并增大符合时间窗,以及对几何体模型进行镥本底符合事件的扫描,以获取几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据,并将空气场符合事件的list-mode数据和几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据进行数据重组,以获得几何体模型的三维正弦图,以及获取空气场符合事件的正弦图,并根据空气场符合事件的正弦图对几何体模型的三维正弦图进行归一矫正,并根据图像重建算法对矫正后的几何体模型的三维正弦图进行重建,以获得镥本底符合图像。
数据处理装置400包括:重心提取模块410、映射模块420和配准参数获取模块430。
重心提取模块410用于分别提取CT重建图像和镥本底符合图像中每个几何体的重心。
在本发明的一个实施例中,重心提取模块410具体用于:S1、分别对CT重建图像和镥本底符合图像进行平滑处理和去除背景信息处理;S2、分别提取处理后的CT重建图像和镥本底符合图像的最大值所在位置M1和M2;S3、分别计算以位置M1和M2为中心、大小为预设值的区域的重心,并根据重心对中心进行更新,并根据更新后的中心计算大小为预设值的区域的重心,将更新次数达到预设次数时计算出的重心作为第一个几何体的重心;S4、将以第一个几何体的重心为中心、大小为预设值的区域的值置为0;重复执行S2至S4,直至提取到每个几何体的重心。
映射模块420用于根据几何体的重心获取CT重建图像和镥本底符合图像的重心映射数据。
在本发明的一个实施例中,映射模块420具体用于:获取CT重建图像中各个几何体之间的距离,并获取镥本底符合图像中各个几何体之间的距离,并根据CT重建图像中各个几何体之间的距离和镥本底符合图像中各个几何体之间的距离对CT重建图像中的几何体和镥本底符合图像中的几何体进行一一映射,以获取重心映射数据。
配准参数获取模块430用于根据重心映射数据获取镥本底符合图像到CT重建图像的旋转矩阵和平移向量。
在本发明的一个实施例中,旋转矩阵和平移向量通过公式(1)获取。
进一步地,通过本发明实施例的PET/CT几何配准系统获得了PET系统到CT系统的旋转矩阵和平移向量后,在后续的临床使用或者动物实验中,就可以将该旋转矩阵和平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。
本发明实施例的PET/CT几何配准系统,可以对PET/CT进行几何配准,用于机器定期的标定,该系统不需要制备复杂的多点或多线正电子源,而且所设计的几何体模型价格便宜、可重复使用、精度高,而且对操作人员几乎无辐射剂量。
在本发明的一个实施例中,PET/CT几何配准系统可以应用于临床PET/CT系统,也可以应用于动物PET/CT系统。
在本发明的一个实施例中,CT机和PET仪应用于PET/CT一体机,或者CT机和PET仪各自独立。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,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。在本发明的描述中,“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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (13)
1.一种PET/CT几何配准方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过CT机对几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像,其中,所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3;
通过PET仪对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像;
分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心;
根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据;以及
根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量,并将所述旋转矩阵和所述平移向量作为PET图像到CT图像的配准参数。
2.如权利要求1所述的PET/CT几何配准方法,其特征在于,所述通过PET仪对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像,具体包括:
在未放置所述几何体模型的条件下,通过所述PET仪进行预设时间的扫描,以获得空气场符合事件,并获取所述空气场符合事件的表模式list-mode数据,其中,所述PET仪的系统参数设置为去掉所述PET仪的符合能窗的设置并增大符合时间窗;
对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描,以获取所述几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据;
将所述空气场符合事件的list-mode数据和所述几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据进行数据重组,以获得所述几何体模型的三维正弦图;
获取所述空气场符合事件的正弦图,并根据所述空气场符合事件的正弦图对所述几何体模型的三维正弦图进行归一矫正;
根据图像重建算法对所述矫正后的所述几何体模型的三维正弦图进行重建,以获得所述镥本底符合图像。
3.如权利要求1所述的PET/CT几何配准方法,其特征在于,所述分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心,具体包括:
S1、分别对所述CT重建图像和所述镥本底符合图像进行平滑处理和去除背景信息处理;
S2、分别提取处理后的所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的最大值所在位置M1和M2;
S3、分别计算以所述位置M1和M2为中心、大小为预设值的区域的重心,并根据所述重心对所述中心进行更新,并根据更新后的中心计算大小为所述预设值的区域的重心,将更新次数达到预设次数时计算出的重心作为第一个几何体的重心;
S4、将以所述第一个几何体的重心为中心、大小为所述预设值的区域的值置为0;
S5、重复执行S2至S4,直至提取到每个所述几何体的重心。
4.如权利要求1所述的PET/CT几何配准方法,其特征在于,所述根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据,具体包括:
获取所述CT重建图像中各个几何体之间的距离,并获取所述镥本底符合图像中各个几何体之间的距离;
根据所述CT重建图像中各个几何体之间的距离和所述镥本底符合图像中各个几何体之间的距离对所述CT重建图像中的几何体和所述镥本底符合图像中的几何体进行一一映射,以获取所述重心映射数据。
5.如权利要求1所述的PET/CT几何配准方法,其特征在于,所述旋转矩阵和平移向量通过下述公式获取:
CTn=M*Lun+T,
其中,所述CTn为所述CT重建图像中几何体的重心,Lun为所述镥本底符合图像中几何体的重心,M为所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵,T为所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的平移向量。
6.如权利要求1所述的PET/CT几何配准方法,其特征在于,所述几何体的材料为高密度材料,所述几何体的形状为球形或三角形或多边形。
7.一种PET/CT几何配准系统,其特征在于,包括:
几何体模型,其中,所述几何体模型由N个不含放射源的几何体制备而成,且N≥3;
CT机,用于对所述几何体模型进行常规成像扫描和重建,以获得CT重建图像;
PET仪,用于对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描和重建,以获得镥本底符合图像;
数据处理装置,所述数据处理装置包括:
重心提取模块,用于分别提取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像中每个所述几何体的重心;
映射模块,用于根据所述几何体的重心获取所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的重心映射数据;
配准参数获取模块,用于根据所述重心映射数据获取所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵和平移向量。
8.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述PET仪,具体用于:
在未放置所述几何体模型的条件下进行预设时间的扫描,以获得空气场符合事件,并生成所述空气场符合事件的表模式list-mode数据,其中,所述PET仪的系统参数设置为去掉所述PET仪的符合能窗的设置并增大符合时间窗,以及对所述几何体模型进行镥本底符合事件的扫描,以获取所述几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据,并将所述空气场符合事件的list-mode数据和所述几何体模型的镥本底符合事件的list-mode数据进行数据重组,以获得所述几何体模型的三维正弦图,以及获取所述空气场符合事件的正弦图,并根据所述空气场符合事件的正弦图对所述几何体模型的三维正弦图进行归一矫正,并根据图像重建算法所述矫正后的所述几何体模型的三维正弦图进行重建,以获得所述镥本底符合图像。
9.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述重心提取模块,具体用于:
S1、分别对所述CT重建图像和所述镥本底符合图像进行平滑处理和去除背景信息处理;
S2、分别提取处理后的所述CT重建图像和所述镥本底符合图像的最大值所在位置M1和M2;
S3、分别计算以所述位置M1和M2为中心、大小为预设值的区域的重心,并根据所述重心对所述中心进行更新,并根据更新后的中心计算大小为所述预设值的区域的重心,将更新次数达到预设次数时计算出的重心作为第一个几何体的重心;
S4、将以所述第一个几何体的重心为中心、大小为所述预设值的区域的值置为0;
S5、重复执行S2至S4,直至提取到每个所述几何体的重心。
10.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述映射模块,具体用于:
获取所述CT重建图像中各个几何体之间的距离,并获取所述镥本底符合图像中各个几何体之间的距离,并根据所述CT重建图像中各个几何体之间的距离和所述镥本底符合图像中各个几何体之间的距离对所述CT重建图像中的几何体和所述镥本底符合图像中的几何体进行一一映射,以获取所述重心映射数据。
11.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述旋转矩阵和平移向量通过下述公式获取:
CTn=M*Lun+T,
其中,所述CTn为所述CT重建图像中几何体的重心,Lun为所述镥本底符合图像中几何体的重心,M为所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的旋转矩阵,T为所述镥本底符合图像到所述CT重建图像的平移向量。
12.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述CT机和所述PET仪应用于PET/CT一体机,或者所述CT机和所述PET仪各自独立。
13.如权利要求7所述的PET/CT几何配准系统,其特征在于,所述几何体的材料为高密度材料,所述几何体的形状为球形或三角形或多边形。
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