CN106388841B - 一种图像重建方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种图像重建方法、装置及设备，实现降低重建图像噪声、提高重建图像的信噪比的目的。其中，所述方法包括：获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。

Description

一种图像重建方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像重建方法、装置及设备。
背景技术
PET(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)和PET-CT(computed tomography，计算机断层扫描)是当今最先进的大型医疗诊断成像设备。
PET和PET-CT通过探测活体或模体组织中核素发射的正电子湮灭时产生的光子对来重建出核素分布的图像，具体的重建过程是：在活体或者模体中注射一定的含有放射性元素的药物，放射性核素发生放射性衰变，产生正电子，正电子在运动较小的一段距离后发生湮灭，产生一对运动方向相差接近180度的光子对(例如γ光子对)，所述光子对的两个光子分别打到核探测器的两个不同的晶体上，晶体将光子转换为可见光，由核探测器的光电检测器将可见光转换为电信号，以实现对光子对所击中的晶体的位置的检测，然后根据检测到的光子对对应的晶体对的连线来重建出放射性核素的分布图像。单个光子转化而来的电信号称为一个单事件。电子线路会设定一个约6～10纳秒的时间窗，在一个时间窗内记录下来的一对单事件称为一个符合事件。一个符合事件确定了一条响应线。参见图1，该图为根据符合事件确定的响应线示意图。响应线数据是用于重建图像的最小单元。
迭代重建法由于其重建图像效果好，空间分辨率高，因而成为目前常用的进行图像重建的方法之一。迭代重建法的基本原理为：假设断层截面由一个未知的系统矩阵组成，由测量到的投影数据建立一组未知向量的代数方程式，通过代数方程式求解未知图像向量。常规的迭代重建法包括最大似然期望值最大化(Maximum Likelihood ExpectationMaximization，简称MLEM)算法和有序子集-期望值最大化(Ordered Sub-setsExpectation Maximization，简称OSEM)等。不论哪种迭代重建算法，系统矩阵都是图像重建过程中的关键因素。
所述系统矩阵又称为系统响应矩阵，反映了核素放射射线对图像像素的贡献。所述系统矩阵是一个B×D大小的矩阵，其元素为p(b,d)，其中，所述d表示接收光子对的核探测器的晶体对，所述b表示重建图像的某个体素，所述p(b,d)表示由体素b产生的光子对被晶体对d接收到的概率。在现有技术中，所述p(b,d)有四个影响因子，它们分别是与所述晶体对d对应的晶体正规化系数pdetsens、晶体模糊因子pdetblur、衰减系数pattn以及几何系数pgeom。其中，所述晶体正规化系数pdetsens为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子pdetblur用于对由于晶体固有物理特性、正电子自由行程等因素而导致图像模糊的校正；所述衰减系数pattn用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数pgeom表示图像中体素与晶体对的空间几何关系。
采用现有技术的系统矩阵进行图像重建得到的重建图像信噪比比较低，目前需要一种基于迭代重建法的图像重建方法，能够实现通过对系数矩阵进行改良，以提高重建图像的信噪比的目的。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种图像重建方法、装置及设备，实现降低重建图像噪声、提高重建图像的信噪比的目的。
本发明实施例提供了一种图像重建方法，所述方法包括：
获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
优选的，所述光子对包括第一光子和第二光子；
所述根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数得到能量因子包括：
根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值；
根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值；
根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。
优选的，所述能量因子通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系。
优选的，所述响应线数据还包括：
与所述响应线对应的晶体正规化系数、晶体模糊因子、衰减系数以及几何系数，其中，所述晶体正规化系数为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子用于对由于晶体固有物理特性、正电子自由行程而导致图像模糊的校正；所述衰减系数用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数表示图像中体素与晶体对的空间几何关系；
所述根据所述能量因子得到系统参数包括：
根据所述晶体正规化系数、所述晶体模糊因子、所述衰减系数、所述几何系数以及所述能量因子的乘积得到与所述响应线对应的系统参数。
本发明实施例还提供了一种图像重建装置，所述装置包括：响应线数据获取模块、能量因子确定模块、系统参数确定模块和重建图像生成模块；
其中，所述响应线数据获取模块，用于获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
所述能量因子确定模块，用于根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
所述系统参数确定模块，用于根据所述能量因子得到系统参数；
所述重建图像生成模块，用于利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
优选的，所述光子对包括第一光子和第二光子；
所述能量因子确定模块，具体用于：
根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值；
根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值；
根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。
优选的，所述能量因子通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系。
优选的，所述响应线数据还包括：
与所述响应线对应的晶体正规化系数、晶体模糊因子、衰减系数以及几何系数，其中，所述晶体正规化系数为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子用于对由于晶体固有物理特性、正电子自由行程而导致图像模糊的校正；所述衰减系数用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数表示图像中体素与晶体对的空间几何关系；
所述系统参数确定模块，具体用于：
根据所述晶体正规化系数、所述晶体模糊因子、所述衰减系数、所述几何系数以及所述能量因子的乘积得到与所述响应线对应的系统参数。
本发明实施例还提供了一种图像重建设备，所述设备包括：处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器、以及显示器；
其中，所述处理器被配置为：
获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率；
所述显示器用于显示所述重建图像。
本发明通过在系统参数中加入能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度。所述实际能量参数越接近于所述理论能量参数，表明光子对属于真符合事件的概率越高；所述实际能量参数越远离所述理论能量参数，表明光子对属于假符合事件的概率越高。通过所述能量因子提高了真符合事件概率较高的响应线对重建图像的贡献度，并降低了真符合事件概率较低的响应线对重建图像的贡献度，从而实现降低重建图像噪声的目的，提高重建图像的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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它的附图。
图1为真符合事件的示意图；
图2为其中一种假符合事件的示意图；
图3为另外一种假符合事件的示意图；
图4本发明实施例一提供的一种图像重建方法的流程图；
图5本发明实施例二提供的一种图像重建装置的结构框图；
图6为本发明实施例二提供的一种图像重建装置的硬件架构图。
具体实施方式
根据背景技术描述，系统矩阵的元素p(b,d)表示由体素b产生的光子对被核探测器对d接收到的概率，所述元素p(b,d)根据所述晶体对d对应的响应线的晶体正规化系数pdetsens、晶体模糊因子pdetblur、衰减系数pattn以及几何系数pgeom计算得到的，具体的计算方法为：
p(b,d)＝pdetsens·pdetblur·pattn·pgeom
根据现有技术中系统矩阵的计算方法得到的重建图像，信噪比较小。在解决这个技术问题的过程中，发明人发现，现有技术中的系统矩阵忽略了不同响应线的能量对重建图像的影响，如果将能量因素考虑到所述系统矩阵中，则可以达到增大重建图像信噪比的目的。
在具体介绍发明人提供的图像重建方法之前，首先简单介绍一下关于响应线的能量因素。
每个光子在产生最初始时都有固定的能量值，在本发明中称为理论能量参数。例如，对于γ光子而言，所述理论能量参数为511KeV。理想情况下，参见图1，光子对分别沿着各自产生时的方向到达核探测器的晶体1和晶体2，晶体1和晶体2的连线经过核素实际发生湮灭的位置，且晶体1和晶体2接收到的能量略低于(考虑到光子在飞行图像会有一部分能量的损失)或略高于(晶体采集到的能量可能会存在误差，例如511KeV可能被认定为520KeV)所述理论能量参数，例如在[Em-n％Em,Em+n％Em]能量范围内，其中，所述Em为理论能量参数，所述n％称为晶体能量分辨率，所述晶体能量分辨率一般小于25％。这种符合事件称为真符合事件。
然而，参见图2，当光子在人体内飞行过程中，有一部分光子飞行路径会发生改变，即发生康普顿散射。例如图2中，其中一个光子在S处轨迹发生改变，导致核探测器的晶体1和晶体2的连线并不经过实际核素发生湮灭的位置，那么由所述晶体1和晶体2形成的响应线就是错误的响应线。发生了康普顿散射的光子被核探测器探测到的能量是远小于其理论能量参数的，根据该能量特点，凡是超出所述[Em-n％Em,Em+n％Em]能量范围的光子，其对应的响应线都会被过滤掉。通过该方法，大多数发生了康普顿散射的响应线都会被过滤掉，不会参与到系统矩阵的计算。但是，有少部分响应线虽然发生了康普顿散射，但是其对应的光子的能量落在上述能量范围内，从而参与到系统矩阵的计算。这种类型的响应线参与到系统矩阵的计算，就会导致重建得到的图像有较大的噪声，信噪比较低。
另外还有一种情况，在光子被核探测器的晶体接收过程中，可能会产生不止一条响应线。例如，参见图3，一个γ光子先后与晶体2和晶体3发生作用，可能会根据所述能量范围仅保留响应线1-2或1-3，或者这两条响应线同时保留。但是，若保留了响应线1-3，则和上面那种情况一样，会导致重建得到的图像有较大的噪声。
上面两种情况可以称为假符合事件，为了将真符合事件和假符合事件区别开来，本发明提供一种图像重建方法，其基本思想为：获取经过符合事件判定后得到的响应线，得到响应线的光子对的能量，若光子对的能量越接近于理论能量参数，则认为该响应线的可信度越高，因此可以提高该响应线对重建图像的贡献度；若光子对的能量与理论能量参数的差距越大，则认为该响应线的可信度越低，因此可以降低该响应线对重建图像的贡献度。通过上述方法来实现提高重建图像信噪比的目的。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅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。
实施例一：
参见图4，该图为本发明实施例一提供的一种图像重建方法的流程图。
本实施例提供的图像重建方法包括如下步骤：
步骤S101：获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据。
在本实施例中，所述光子对并非由任意两个光子组成，而是由同一个核素湮灭产生的两个光子组成。所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述实际能量参数所述核探测器的晶体实际接收到的光子对的能量，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内，所述预设能量范围即为[Em-n％Em,Em+n％Em]，所述预设能量范围为光子对参与系统矩阵计算的基本要求。
步骤S102：根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子。
所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度，所述实际能量参数越接近于所述理论能量参数，则表明所述响应线对应的符合事件越可能为真符合事件；而所述实际能量参数与所述理论能量参数的差越大，则表明所述响应线对应的符合事件越不可能为真符合事件。
具体的，根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值，并根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值，然后根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。也就是说，所述第一差值和所述第二差值越大，所述能量因子就越小，以此来达到降低对应的响应线对重建图像的贡献的目的；所述第一差值和所述第二差值越大，所述能量因子就越大，以此来达到提高对应的响应线对重建图像的贡献的目的。通过对不同响应线对重建图像的贡献度进行区分，能够有效减少重建图像的噪声，从而提高信噪比。
本实施例中，所述能量因子可以通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系。
需要注意的是，所述与所述响应线对应的符合事件是指：满足光子对的实际能量参数在预设能量范围内的响应线对应的符合事件。
举个例子，假设与所述响应线对应的符合事件的个数为3，它们分别为第一符合事件、第二符合事件和第三符合事件。其中，所述第一符合事件对应的第一光子的实际能量参数E0(1)为500KeV，第二光子的实际能量参数E1(1)为479KeV；所述第二符合事件对应的第一光子的实际能量参数E0(2)为505KeV，第二光子的实际能量参数E1(2)为501KeV；所述第三符合事件对应的第一光子的实际能量参数E0(3)为491KeV，第二光子的实际能量参数E1(3)为465KeV。所述理论能量参数Em为511KeV，所述σ为0.1。那么所述能量因子
当然，本实施例提供的计算能量因子的方法并不构成对本发明的限定，本领域技术人员根据本发明提供的能量因子的计算思路得到的其他计算方法也在本发明的保护范围之内。
步骤S103：根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
在本实施例中，所述系统参数即为所述系统矩阵。在得到所述能量因子后，可以将所述能量因子与其他影响因子相乘，得到系统矩阵pE(b,d)，即：
pE(b,d)＝pdetsens·pdetblur·pattn·pgeom·penergy
本实施例通过在系统矩阵中加入能量因子，以提高真符合事件概率较高的响应线对重建图像的贡献度，并降低真符合事件概率较低的响应线对重建图像的贡献度，从而实现降低重建图像噪声的目的，提高重建图像的信噪比。
若所述迭代重建法是基于泊松概率模型的EM(Expectation Maximization，期望最大化)求解方法，则迭代公式为：
其中，所述λ[k](b)表示第k次迭代所述体素b发出光子对总数，所述λ[k+1](b)表示第k+1次迭代所述体素b发出光子对总数，所述B表示体素总个数，所述n*(d)表示，所述b'表示体素序号，所述D表示核探测器对的个数，所述p(b',d)表示第b'个体素对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率；所述p(b,d)表示不考虑能量因子的系统矩阵，所述pE(b,d)为考虑能量因子的系统矩阵。
进一步的，可以在所述迭代公式中增加一个局部的平滑项，通过调整所述平滑项中的β和δ的值，来控制重建图像的平滑程度。对重建图像进行平滑是指用于突出重建图像的宽大区域、低频成分、主干部分或抑制图像噪声和干扰高频成分，使重建图像亮度平缓渐变，减小突变梯度。
加入平滑项的迭代公式为：
其中，所述β是指经验值，平衡平滑项与似然函数之间的权重，所述δ是是求偏导符号，，所述v(λ)是平滑函数，越平滑，其值越小。
基于以上实施例提供的一种图像重建方法，本发明实施例还提供了一种图像重建装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
实施例二
参见图5，该图为本发明实施例二提供的一种图像重建装置的结构框图。
本实施例提供的图像重建装置包括：响应线数据获取模块101、能量因子确定模块102、系统参数确定模块103和重建图像生成模块104；
其中，所述响应线数据获取模块101，用于获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
所述能量因子确定模块102，用于根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
所述系统参数确定模块103，用于根据所述能量因子得到系统参数；
所述重建图像生成模块104，用于利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
本实施例通过在系统矩阵中加入影响因子，以提高真符合事件概率较高的响应线对重建图像的贡献度，并降低真符合事件概率较低的响应线对重建图像的贡献度，从而实现降低重建图像噪声的目的，提高重建图像的信噪比。
可选的，所述光子对包括第一光子和第二光子；
所述能量因子确定模块102，具体用于：
根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值；
根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值；
根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。
可选的，所述能量因子通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系。
可选的，所述响应线数据还包括：
与所述响应线对应的晶体正规化系数、晶体模糊因子、衰减系数以及几何系数，其中，所述晶体正规化系数为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子用于对由于晶体固有物理特性、正电子自由行程而导致图像模糊的校正；所述衰减系数用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数表示图像中体素与晶体对的空间几何关系；
所述系统参数确定模块103，具体用于：
根据所述晶体正规化系数、所述晶体模糊因子、所述衰减系数、所述几何系数以及所述能量因子的乘积得到与所述响应线对应的系统参数。
所述实施例二提供的重建图像装置可以应用在投影系统的设备或者任何具有处理器(特别是图像处理器)的电子设备上，所述电子设备可以是现有的、正在研发的或将来研发的任何电子设备，包括但不限于：现有的、正在研发的或将来研发的台式计算机、膝上型计算机、移动终端(包括智能手机、非智能手机、各种平板电脑)等。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在投影系统的设备或带有处理器的电子设备的处理器将存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图6所示，为本发明重建图像装置所在投影系统的设备或带有处理器的电子设备的一种硬件结构图，除了图6所示的处理器、内存、网络接口、以及存储器之外，实施例中装置所在的投影系统的设备或带有处理器的电子设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，例如显示器，对此不再赘述。
其中，存储器中可以存储有图像重建方法对应的逻辑指令，该存储器例如可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，处理器可以调用执行存储器中的保存的逻辑指令，以执行上述的图像重建方法，显示器可以显示所述重建图像。
重建图像方法对应的逻辑指令的功能，如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例三
本实施例提供一种图像重建设备，所述设备包括：处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器、以及显示器；
其中，所述处理器被配置为：
获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率；
所述显示器用于显示所述重建图像。
当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：
获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光子对包括第一光子和第二光子；
所述根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数得到能量因子包括：
根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值；
根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值；
根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能量因子通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系，所述i为正整数。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述响应线数据还包括：
与所述响应线对应的晶体正规化系数、晶体模糊因子、衰减系数以及几何系数，其中，所述晶体正规化系数为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子用于对由于晶体固有物理特性和/或正电子自由行程而导致图像模糊的校正；所述衰减系数用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数表示图像中体素与晶体对的空间几何关系；
所述根据所述能量因子得到系统参数包括：
根据所述晶体正规化系数、所述晶体模糊因子、所述衰减系数、所述几何系数以及所述能量因子的乘积得到与所述响应线对应的系统参数。
5.一种图像重建装置，其特征在于，所述装置包括：响应线数据获取模块、能量因子确定模块、系统参数确定模块和重建图像生成模块；
其中，所述响应线数据获取模块，用于获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
所述能量因子确定模块，用于根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
所述系统参数确定模块，用于根据所述能量因子得到系统参数；
所述重建图像生成模块，用于利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光子对包括第一光子和第二光子；所述能量因子确定模块，具体用于：
根据所述理论能量参数与所述第一光子的实际能量参数得到第一差值；
根据所述理论能量参数与所述第二光子的实际能量参数得到第二差值；
根据所述第一差值和所述第二差值得到所述能量因子，所述能量因子与所述第一差值以及所述第二差值均为负相关关系。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述能量因子通过如下公式表示：
其中，所述penergy表示与所述响应线对应的能量因子，所述nevt为与所述响应线对应的符合事件的个数，所述ievt表示与所述响应线对应的第i个符合事件，所述E0(ievt)为所述第一光子的实际能量参数，所述E1(ievt)为第二光子的实际能量参数，所述Em为所述理论能量参数，所述σ为经验值，所述σ与能量分辨率呈正相关关系，所述i为正整数。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的装置，其特征在于，所述响应线数据还包括：
与所述响应线对应的晶体正规化系数、晶体模糊因子、衰减系数以及几何系数，其中，所述晶体正规化系数为晶体探测器效率一致性的校正值；所述晶体模糊因子用于对由于晶体固有物理特性和/或正电子自由行程而导致图像模糊的校正；所述衰减系数用于对光子在传播过程中的衰减进行校正；所述几何系数表示图像中体素与晶体对的空间几何关系；
所述系统参数确定模块，具体用于：
根据所述晶体正规化系数、所述晶体模糊因子、所述衰减系数、所述几何系数以及所述能量因子的乘积得到与所述响应线对应的系统参数。
9.一种图像重建设备，其特征在于，所述设备包括：处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器、以及显示器；
其中，所述处理器被配置为：
获取光子对被核探测器的晶体接收得到的响应线数据，所述响应线数据包括光子对的实际能量参数，所述光子对的实际能量参数在预设能量范围内；
根据所述光子对的实际能量参数以及理论能量参数确定与所述响应线对应的能量因子，所述能量因子反映所述实际能量参数接近于所述理论能量参数的程度；
根据所述能量因子得到系统参数，并利用所述系统参数构建系统响应模型，利用所述系统响应模型得到重建图像，所述系统参数的元素表示与图像体素分别对应的人体部位产生的光子对被所述核探测器接收到的概率；
所述显示器用于显示所述重建图像。
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