CN106890000B

CN106890000B - 多模态探测系统的坐标配准模体

Info

Publication number: CN106890000B
Application number: CN201611239163.0A
Authority: CN
Inventors: 于庆泽; 李楠
Original assignee: Sinounion Healthcare Inc
Current assignee: Sinounion Healthcare Inc
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: CN106890000A

Abstract

本发明公开了一种多模态探测系统的坐标配准模体，属于医学成像技术领域。坐标配准模体包括：第一竖板、第一横板和第二横板，第一横板和第二横板固定在第一竖板上；第一横板上设置K个凹槽，第二横板上设置E个凹槽，K个凹槽和E个凹槽中的任意四个凹槽不在同一个平面内，K个凹槽在多模态探测系统的垂直方向上的第一投影，与E个凹槽在垂直方向上的第二投影不重叠，每个凹槽中存放X射线显影剂和示踪剂的混合液；其中，K为大于或等于1的整数，E为大于或等于1的整数，且K+E≥4。本发明通过第一竖板固定第一横板和第二横板，第一横板和第二横板上设置存放X射线显影剂和示踪剂的凹槽，提高了坐标配准模体的稳定性，节省了使用成本。

Description

多模态探测系统的坐标配准模体

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，特别涉及一种多模态探测系统的坐标配准模体。

背景技术

在多模态探测系统中，通常将两种不同的探测器探测的同一目标对象的图像进行耦合，以实现对目标对象进行分析。例如，在PET-CT(Positron Emission Tomography-Computed Tomography，正电子发射断层显像-计算机断层扫描)探测系统中，将PET探测器探测的人体内病灶的PET图像和CT探测器探测人体器官组织的CT图像进行耦合，以实现定位病灶位置。为了便于将PET图像和CT图像进行耦合，在通过PET探测器探测PET图像，以及通过CT探测器探测CT图像之前，需要对PET探测器的FOV(Field-of-View，视野)坐标系和CT探测器的FOV坐标系进行配准。

目前，在对PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系进行配准时，工程师手动调节PET探测器和CT探测器，将PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系调节一致；也即PET探测器的FOV坐标系的原点和CT探测器的FOV坐标系的原点重合，PET探测器的FOV坐标系的X、Y、Z轴分别与CT探测器的FOV坐标系的X、Y、Z轴平行。

然而手动调节PET探测器和CT探测器实现坐标配准时，会存在误差；因此，目前急需一个坐标配准模体，分别通过PET探测器和CT探测器探测该坐标配准模体，得到两张图像，通过对这两张图像进行分析，实现坐标配准。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种多模态探测系统的坐标配准模体。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述坐标配准模体包括：第一竖板、第一横板和第二横板；

所述第一横板和所述第二横板固定在所述第一竖板上；

所述第一横板上设置K个凹槽，所述第二横板上设置E个凹槽，所述K个凹槽和所述E个凹槽中的任意四个凹槽不在同一个平面内，所述K个凹槽在所述多模态探测系统的垂直方向上的第一投影，与所述E个凹槽在所述垂直方向上的第二投影不重叠，每个凹槽中存放X射线显影剂和示踪剂的混合液；

其中，所述K为大于或等于1的整数，所述E为大于或等于1的整数，且所述K+E≥4。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述坐标配准模体还包括：至少一个第三横板；

所述至少一个第三横板固定在所述第一竖板上；

对于每个第三横板，所述第三横板上设置至少一个凹槽，所述K个凹槽、所述E个凹槽和所述至少一个凹槽中的任意四个凹槽不在同一个共面内，且所述至少一个凹槽在所述垂直方向上的第三投影分别与所述第一投影和所述第二投影不重叠。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述坐标配准模体还包括：第二竖板；

所述第一竖板和所述第二竖板相对设置，所述第一横板的一端固定在所述第一竖板上，所述第一横板的另一端固定在所述第二竖板上。

所述第二横板的一端固定在所述第一竖板上，所述第二横板的另一端固定在所述第二竖板上。

对于每个第三横板，所述第三横板的一端固定在所述第一竖板上，所述第三横板的另一端固定在所述第二竖板上，所述第三横板上设置至少一个凹槽，所述K个凹槽、所述E个凹槽和所述至少一个凹槽中的任意四个凹槽不在同一个共面内，且所述至少一个凹槽在所述垂直方向上的第四投影分别与所述第一投影和所述第二投影不重叠。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述第一横板、所述第二横板和所述第三横板平行，且所述坐标配准模体包括的任意相邻两个横板之间的高度为预设高度。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述任意四个凹槽中的任一凹槽到其他三个凹槽所构成的平面之间的距离大于预设距离。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述第一竖板、第一横板和第二横板的材料均为非金属材料。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述每个凹槽的结构为倒圆锥体结构。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述坐标配准模体的大小不大于所述多模态探测系统的探测器的探测视野大小。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述X射线显影剂为碘油，所述示踪剂为¹⁸F-FDG溶液。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，所述K为2，所述E为2。

本发明实施例中，该坐标配准模体通过第一竖板固定第一横板和第二横板，并在第一横板和第二横板上设置存放X射线显影剂和示踪剂的凹槽，提高了坐标配准模体的稳定性，并且，该X射线显影剂和示踪剂为常用的放射性液体，相比固态源，价格低，辐射强度小，用量也较少，并且后续处理方便，无需额外的人员管理，因此，本发明实施例提供的坐标配准模体，节省了使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种多模态探测系统的坐标配准模体的装置结示意图；

图2是本发明实施例提供的一种探测器圆环的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的俯视图；

图4是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的装置结示意图；

图5是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的俯视图；

图6是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的装置结示意图；

图7是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的俯视图；

图8是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的装置结示意图；

图9是本发明实施例提供的一种坐标配准模体的俯视图；

图10是本发明实施例提供的一种坐标配准模体使用环境图；

图11是本发明实施例提供的一种坐标配准模体中凹槽结构剖面图；

图12是本发明实施例提供的一种多模态探测系统图像融合的方法流程图；

图13是本发明实施例提供的一种坐标配准模体结构图；

图14是本发明实施例提供的一种坐标配准模体俯视图；

图15是本发明实施例提供的一种多模态探测系统图像融合的方法流程图；

图16是本发明实施例提供的一种多模态探测系统图像融合的装置结构示意图。

其中，1第一竖板，

2第二竖板，

3第一横板，

4第二横板，

5凹槽，

6第三横板，

7第一缝隙，

8第二缝隙。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种多模态探测系统的坐标配准模体，该坐标配准模体包括第一竖板1、该第一横板3上设置K个凹槽5，该第二横板4上设置E个凹槽5，该K个凹槽5和该E个凹槽5中的任意四个凹槽5不在同一个平面内，该K个凹槽5在该多模态探测系统的垂直方向的第一投影，与该E个凹槽5在该垂直方向的第二投影不重叠，每个凹槽5中存放X射线显影剂和示踪剂的混合液；其中，该K为大于或等于1的整数，该E为大于或等于1的整数，且该K+E≥4。

本发明实施例中，该第一竖板1可以垂直地面设置，也可与地面成一定角度，该第一横板3和第二横板4可以固定在该第一竖板1的一侧，该第一横板3上设置有K个凹槽5，该第二横板4上设置有E个凹槽5。

理论上，四个不在同一平面的点唯一确定一个空间，三个不在同一直线的点可以得到两个空间相对位置的位置关系，因此，本发明实施例中，至少需要四个凹槽5，即K+E≥4。优选的，本发明实施例中，该K可以为2，该E可以为2。

图2为PET-CT设备的探测器圆环，如图2所示，O为该探测器圆环的中心，即连接探测器圆环所有处于直径两端的探测器晶体确定的中心位置，A为该探测器圆环的左顶点，B为该探测器圆环的右顶点，C为该探测器圆环的上顶点，D为该探测器圆环的下顶点，以探测器圆环的中心O为视野中心，以A-B方向为视野范围的水平方向，以C-D方向为视野范围的垂直方向，以垂直于探测器圆环所在平面的方向为视野范围的轴向。

本发明实施例中，CT图像是CT探测器沿着轴向探测的坐标配准模体的多张截面图，为了避免CT图像中不同凹槽5在垂直方向上的投影重叠时对CT图像造成的干扰，该坐标配准模体中的多个凹槽5在垂直方向上的投影均不会重叠。

其中，图3是该坐标配准模体在该多模态探测系统的垂直方向上的俯视图，如图3所示，第一横板3中的两个凹槽5在垂直方向的第一投影与第二横板4中的两个凹槽5在垂直方向的第二投影不发生重叠。

如图4所示，本发明实施例提供的一种可能的设计中，该坐标配准模体还可以包括至少一个第三横板6，该至少一个第三横板固定在该第一竖板1上；对于每个第三横板6，该第三横板6上设置至少一个凹槽5，该K个凹槽5、该E个凹槽5和该至少一个凹槽5中的任意四个凹槽5不在同一个共面内，且该至少一个凹槽5在该垂直方向上的第三投影分别与该第一投影和该第二投影不重叠。

其中，每个第三横板6上设置至少一个凹槽5，每个第三横板6上设置凹槽5的数量可以相同，也可以不同；例如，每个第三横板6上设置两个凹槽5。

以每个第三横板6上设置两个凹槽5为例，图5是该坐标配准模体在该多模态探测系统的垂直方向上的俯视图，如图5所示，第三横板3中的两个凹槽5在垂直方向的第三投影分别与第一投影、第二投影不发生重叠。

如图6所示，本发明实施例提供的一种可能的设计中，该坐标配准模体还包括：第二竖板2；该第一竖板1和该第二竖板2相对设置，该第一横板3的一端固定在该第一竖板1上，该第一横板3的另一端固定在该第二竖板2上；该第二横板4的一端固定在该第一竖板1上，该第二横板4的另一端固定在该第二竖板2上。

本发明实施例中，该多模态探测系统的坐标配准模体中，该第一竖板1和该第二竖板2可以垂直地面相对设置，该第一竖板1和第二竖板2也可以与地面倾斜相对设置，即与地面成锐角；该第一竖板1和该第二竖板2相对设置时，该第一竖板1和第二竖板2可以平行设置，也可以成一定夹角设置。

优选的，为了提高PET探测器和CT探测器探测该坐标配准模体，得到的PET图像和CT图像的准确性，可以将坐标配准模体设置为直梯状，且第一横板3和第二横板4在垂直方向上的投影也不重叠。

其中，图7是该坐标配准模体在该多模态探测系统的垂直方向上的俯视图，如图7所示，第一横板3中的两个凹槽5在垂直方向的第一投影与第二横板4中的两个凹槽5在垂直方向的第二投影不发生重叠。

本发明实施例中，该坐标配准模体还包括：至少一个第三横板6；例如，如图8所示，该坐标配准模体还包括一个第三横板6。

对于每个第三横板6，该第三横板6的一端固定在该第一竖板1上，该第三横板6的另一端固定在该第二竖板2上，该第三横板6上设置至少一个凹槽5，该K个凹槽5、该E个凹槽5和该至少一个凹槽5中的任意四个凹槽5不在同一个平面内，且该至少一个凹槽5在该垂直方向上的第四投影分别与该第一投影和该第二投影不重叠。

每个第三横板6上设置至少一个凹槽5，每个第三横板6上设置凹槽5的数量可以相同，也可以不同；例如，每个第三横板6上设置两个凹槽5。

图9是该坐标配准模体在该多模态探测系统的垂直方向上的俯视图，如图9所示，第三横板6中的两个凹槽5的投影在垂直方向的第四投影分别与第一投影、第二投影不发生重叠。

本发明实施例中，K可以为2，E可以为2，并且在第三横板6上设置两个凹槽5，这样，实际计算转换矩阵时，可以降低转换矩阵对于每个凹槽5中点源坐标精确性的依赖，同时还能提供确定PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系的位置关系时所需的数据。

本发明实施例中，该第一横板3、该第二横板4和该第三横板6平行，且该坐标配准模体包括的任意相邻两个横板之间的高度为预设高度。本发明实施例中，该坐标配准模体的大小不大于该多模态探测系统的探测器的探测视野大小。

如图10所示，将该坐标配准模体放到PET-CT设备的平台上，沿着轴向移动到该PET-CT设备的探测区域中，该多个凹槽5应均在探测器的探测视野包括的视野范围内。

需要说明的是，探测器的探测视野大小即PET探测器和CT探测器能探测到的视野范围的大小。

一般来说，实际应用时，PET-CT设备中包括多个探测器圆环，该多个探测器圆环可以平行排列，实际PET探测器和CT探测器均能探测到的视野范围为：

水平方向和垂直方向：以视野中心为圆心，半径为250mm的圆形范围内；轴向：垂直于该圆形平面，从第一个探测器圆环到最后一个探测器圆环不超过162mm范围内。

如图9所示，将第一竖板1和第二竖板2的中心点连线的中点O₁确定为该坐标配准模体的中心，实际操作时，坐标配准模体中心和探测视野中心基本保持一致，其中，坐标配准模体中心和探测视野中心之间的距离可以在0毫米～1毫米、0毫米～3毫米等范围内。

本发明实施例中，为了减小几何误差，可以将第一横板3、第二横板4和第三横板6中的所有凹槽5的分布在以下分布范围内：

垂直方向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过100mm范围内，水平方向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过120mm范围内，轴向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过70mm范围内。

因此，该坐标配准模体包括的任意相邻两个横板之间的高度为预设高度，该预设高度小于或者等于100mm，本发明实施例对该预设高度的具体数值不做具体限定。例如，该预设高度为100mm。

另外，第一竖板1、第二竖板2、第一横板3、第二横板4和第三横板6的厚度均小于10mm。

另外，如图8所示，在第二竖板2上设置第一缝隙7，在第一竖板1上设置第二缝隙8第一缝隙7在第二竖板2上的位置与第二缝隙8在第一竖板1上的位置相同或者不同。便于使用时通过第一缝隙7和第二缝隙8，将该坐标配准模体固定在探测视野中。

本发明实施例中，该任意四个凹槽5中的任一凹槽5到其他三个凹槽5所构成的平面之间的距离大于预设距离。

在满足以上坐标配准模体的大小不大于该多模态探测系统的探测器的探测视野大小的基础上，任意四个凹槽5中的任一凹槽5到其它三个凹槽5所构成的平面之间的距离尽可能的大。

本发明实施例中，可以通过穷举法计算，用凹槽5中点源的坐标依次表示凹槽5的位置，依次寻找满足预设条件的六个点源的坐标的最优解，该预设条件可以为：保证任意四个点源不在同一个平面的前提下，并且点源在其分布范围内，即，垂直方向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过100mm范围内，水平方向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过120mm范围内，轴向：分布在距离坐标配准模体的中心不超过70mm范围内，其中任意一个点源到其他三个点源所构成的平面的距离尽可能大。

实际操作时，如图2所示，可以先以视野中心为坐标原点建立坐标系，以水平方向A→B的方向为X轴正方向，以垂直方向C→D的方向为Y轴正方向，以垂直该圆环纸面向里的方向为Z轴正方向，建立坐标系，在该坐标系中，确定垂直、水平、轴向上点源的分布范围，在该分布范围内，选取预设的坐标间隔，在探测器的探测视野的范围内，确定出全部坐标，在该全部坐标中，以六个点源坐标为一组，并且，同一组的六个点源中任意四个点源不在同一平面前提下，依次计算每组中六个点源坐标到其余五个点源坐标中任意三个点源组成的平面之间的距离，每个组中得到60个点源坐标到平面的距离，在这60个点源坐标到平面的距离中，确定出点源坐标到平面的距离的最小值。然后，在多个组中，确定出距离的最小值最大的一组点源坐标，将该组包括的六个点源坐标作为最终使用的点源坐标，即根据这六个点源坐标，确定凹槽5位置。

该任意四个凹槽5中的任一凹槽5到其他三个凹槽5所构成的平面之间的距离大于预设距离，该预设距离即为该组中点源坐标到平面的距离的最小值。

这样，保证了其中任意一个点源到其他三个点源所构成的平面的距离尽可能大，进一步提高了确定PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系的位置关系的准确性。

本发明实施例中，该第一竖板1、第一横板3和第二横板4的材料均为非金属材料。并且，第二竖板2和每个第三横板6的材料也可以为非金属材料。

因为非金属材料在CT探测器中成像效果较清晰，并且，非金属材料具有低衰减的特性，不会在PET探测器探测凹槽5中的点源过程产生干扰，因此，该第一竖板1、第二竖板2、第一横板3、第二横板4和第三横板6的材料均为非金属材料，进而得到精确的CT图像和PET图像。

X射线显影剂和示踪剂的混合液中，该X射线显影剂为碘油，该示踪剂为¹⁸F-FDG溶液。该每个凹槽5的结构为倒圆锥体结构。

X射线显影剂和示踪剂的混合液中，混合液为密度与空气密度、支架密度均不相同的放射性溶液，为了提高得到的PET图像和CT图像的精确性，X射线显影剂可以为碘油，示踪剂可以为¹⁸F-FDG(2-Fluorine-18-Fluoro-2-deeoxy-D-glucose，2-氟-18-氟-2-脱氧-D-葡萄糖)溶液。

实际操作时，一般采用医用碘油，即混合液为混合了医用碘油的¹⁸F-FDG溶液。

另外，¹⁸F-FDG溶液和医用碘油价格比较便宜，相比价格昂贵、国家管控较严的固态源，¹⁸F-FDG溶液和医用碘油容易获取；并且，¹⁸F-FDG溶液的半衰期短，大约为110分钟，使用完毕可以在短时间内丢弃处理，不需要专门的回收渠道，相比活度较高、半衰期较长的固态源，¹⁸F-FDG溶液无需保存，随取随用，节省了保存放射源的成本，减少对操作人员不必要的辐射。

本发明实施例中，将坐标配准模体放到只需要保证凹槽5正面朝上，坐标配准模体中心和探测视野中心基本保持一致，然后，可以使用针管依次往多个凹槽5注射混有医用碘油的¹⁸F-FDG溶液，保证充满且不溢出。

本发明实施例中，为了注射碘油的方便，可以将凹槽5的结构设置为圆锥体结构，如图11所示，图11为凹槽5的剖面图，该凹槽5顶点处对应的剖面可以为倒三角形7，优选的，本发明实施例中，该倒三角形可以为等边三角形。

其中，该等边三角形的边长小于6mm，该凹槽5中存放的溶液体积在0.01毫升至0.03毫升范围内。因此，本发明实施例提供的坐标配准模体中需要的¹⁸F-FDG溶液和医用碘油的量非常少，节省了使用成本。

需要说明的是，本发明实施例中仅以圆锥体结构的凹槽5为例进行说明，但是本发明实施例对此不做具体限定，凹槽5的结构还可以为能够存放溶液的圆柱体或者长方体结构等。

本发明实施例中，该坐标配准模体通过第一竖板1固定第一横板3和第二横板4，并在第一横板3和第二横板4上设置存放X射线显影剂和示踪剂的凹槽5，提高了坐标配准模体的稳定性，并且，该X射线显影剂和示踪剂为常用的放射性液体，相比固态源，价格低，辐射强度小，用量也较少，且后续处理方便，无需额外的人员管理，因此，本发明实施例提供的坐标配准模体，节省了使用成本。

本发明实施例中，多模态探测系统中的解剖学探测器和核成像探测器探测该坐标配准模体时，每个存放混合液的凹槽5作为一个点源，解剖学探测器分别探测每个点源在解剖学探测器的坐标系中的坐标，以及核成像探测器分别探测每个点源在核成像探测器的坐标系中的坐标，根据每个点源在解剖学探测器的坐标系中的坐标以及在核成像探测器的坐标系中的坐标，从而确定出解剖学探测器坐标系和核成像探测器坐标系之间的位置关系。

例如，以多模态探测系统为PET-CT探测系统为例进行说明，如图10所示，将该坐标配准模体放到PET-CT设备的探测区域中，该PET-CT设备分别通过PET探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的PET图像，通过CT探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的CT图像。

然后，确定出PET图像中凹槽5存放的混合液在PET探测器坐标系中的第一坐标，以及，CT图像中凹槽5存放的混合液在CT探测器坐标系中的第二坐标，分别将第一坐标和第二坐标代入总坐标差异公式中，从而确定出PET探测器坐标系和CT探测器坐标系之间的位置关系，这样，PET-CT设备在实际应用时，可以根据该位置关系，将探测的PET图像和CT图像进行融合。

需要说明的是，PET探测器坐标系和CT探测器坐标系之间的位置关系可以用转换表达式M表示。

具体的，以CT探测器的FOV坐标系作为参考坐标系为例进行说明，将PET探测器的FOV坐标系包括的每个坐标分别绕x、y、z轴旋转一定的角度，以使PET探测器的FOV坐标系的x、y、z轴分别与参考坐标系的x、y、z轴平行，然后，将PET探测器的FOV坐标系包括的每个坐标分别沿x、y、z轴方向平移一定的距离，以使PET探测器的FOV坐标系的坐标原点与参考坐标系的坐标原点重叠，最终，使得PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系保持一致。

其中，将PET探测器的FOV坐标系包括的每个坐标分别绕x、y、z轴的旋转的角度分别记为

θ、ψ，将PET探测器的FOV坐标系包括的每个坐标分别沿x、y、z轴方向平移的距离记为x₀、y₀、z₀。PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系之间的位置关系可以用转换表达式M表示：

然后，将点源的坐标分别代入总坐标差异公式：

中。

其中，Δx＝(x₂,y₂,z₂)-M×(x₁,y₁,z₁)，(x₂,y₂,z₂)为点源在CT探测器的FOV坐标系中的第二坐标，(x₁,y₁,z₁)为点源在PET探测器的FOV坐标系中的第一坐标，n表示该坐标配准模体包括的点源的个数，由于每个凹槽5为一个点源，如果该坐标配准模体中仅包括第一竖板1、第二竖板2以及第一横板3、第二横板4，则n＝K+E；如果该坐标配准模体中包括第一竖板1、第二竖板2、第一横板3、第二横板4以及至少一个第三横板6，则n＝K+E+每个第三横板6上设置的凹槽5的个数，j表示坐标轴的维度，即用于表示该坐标在坐标系中的x、y、z轴的三个维度，Error表示总坐标差异表达式。

通过该总坐标差异公式，可确定出一个使得该总坐标差异的值最小的转换矩阵，从而确定出PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系之间的位置关系。

本发明实施例中，确定坐标配准模体后，便可将该坐标配准模体放置在多模态探测设备探测视野中，通过以下步骤201-203，确定出PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系进行配准，即计算出将PET图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标转换为CT探测器的FOV坐标系中的坐标的转换矩阵，或者将CT图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标转换为PET探测器的FOV坐标系中的坐标的转换矩阵。进而，在实际应用中，根据该转换矩阵，通过以下步骤301-304，将PET图像和CT图像进行精确融合。

参见图12，本发明实施例通过以下步骤201-203获取转换矩阵，包括：

步骤201：控制终端通过该多模态探测系统探测坐标配准模体，得到第三图像和第四图像，该坐标配准模体包括n个点源，该n个点源为能够被该多模态探测系统探测到的对象，该对象可以是混合了医用碘油的F¹⁸-FDG溶液或者固态点源，该第三图像的FOV坐标系为第一坐标系，该第四图像的FOV坐标系为第二坐标系，n为大于或等于4的整数。

本发明实施例中，PET-CT设备可以包括PET探测器和CT探测器，因此，本步骤可以通过以下第一种方式或者第二种方式实现。

对于第一种实现方式，本步骤可以为：

控制终端通过PET探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的第三图像，控制终端通过CT探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的第四图像。

其中，将第三图像的FOV坐标系作为第一坐标系，即PET探测器对应的FOV坐标系，将第四图像的FOV坐标系作为第二坐标系，即CT探测器对应的FOV坐标系。

本步骤中，控制终端通过PET探测器探测该坐标配准模体时，PET探测器中有多个探测器单元对，PET探测器可以通过该多个探测器单元对探测该坐标配准模体在三维空间中发射出的光子对，组成该坐标配准模体的第三图像；控制终端通过CT探测器探测该坐标配准模体时，CT探测器对该坐标配准模体实时进行探测，得到该坐标配准模体的多张CT图像，将该多张CT图像组成第四图像。

本发明实施例中，该坐标配准模体中包括多个点源，控制终端对该坐标配准模体中的点源进行探测，该点源可以为混合了医用碘油的被核素标记的溶液或者固态点源，该被核素标记的溶液可以发射出一对方向相反的光子对，其中，该被核素标记的溶液可以为F¹⁸-FDG溶液，也可以为其它能够同时被多模模态探测系统探测到的对象，本发明实施例对此不作具体限定。

因此，控制终端通过PET探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的第三图像的步骤可以为：控制终端通过PET探测器探测该坐标配准模体发出的光子对，并将探测到的该光子对的探测数据组成第三图像。

其中，该探测数据可以包括该PET探测器探测到的光子对的位置和数目等；由于任意四个不在同一平面的点可以唯一确定一个三维空间，因此，该坐标配准模体至少包括四个不在同一平面的点源，即n为大于或等于4的整数。

本发明实施例中，以包括六个点源的坐标配准模体为例进行说明，如图13所示，该坐标配准模体的结构可以为梯状结构，该坐标配准模体中包括六个点源，六个点源沿着垂直于地面的方向平均分三组，放置到该坐标配准模体的每层平板上，该坐标配准模体中点源放置的位置不超出该PET-CT设备的FOV范围，且该多个点源在垂直方向上的投影不会互相干涉，即不会发生重叠。

由于该坐标配准模体中的每个点源既可以被PET探测器探测到，也可以被CT探测器探测到。该点源可以为混合了医用碘油的F¹⁸-FDG溶液，则第三图像为一个包括了六个点源的三维图像；多张CT图像组成的第四图像也可以被看作是一个包括了六个点源的三维图像。

对于第二种实现方式，本步骤可以为：

控制终端可以通过CT探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的第三图像，控制终端可以通过PET探测器探测该坐标配准模体，得到该坐标配准模体的第四图像。此时，可以将第三图像的FOV坐标系作为第一坐标系，即CT探测器对应的FOV坐标系，将第四图像的FOV坐标系作为第二坐标系，即PET探测器对应的FOV坐标系。

本发明实施例中，控制终端确定坐标配准模体的第三图像和第四图像后，通过以下步骤202，确定坐标配准模体中的每个点源在第三图像以及第四图像中的位置。

步骤202：控制终端确定该第三图像中的该n个点源中的每个点源的第四坐标，以及确定该第四图像中的该每个点源的第五坐标，该每个点源的第四坐标为该每个点源在该第一坐标系中的坐标，该每个点源的第五坐标为该每个点源在该第二坐标系的坐标。

本步骤中，通过确定每个点源的重心坐标进而确定该点源在第三图像以及第四图像中的位置，因此，本步骤可以通过以下步骤2021-2024实现。

步骤2021：对于每个点源，控制终端在第三图像中确定该点源所在的球体，获取该球体内每个第三像素点的像素值和第六坐标，该每个第三像素点的第六坐标为该每个第三像素点在该第一坐标系中的坐标。

本发明实施中，对于坐标配准模体包括的多个点源，控制终端通过PET探测器和CT探测器分别探测该坐标配准模体，并且该坐标配准模体中的每个点源通过PET探测器探测得到的PET图像中的位置和该坐标配准模体中该点源通过CT探测器探测得到的CT图像中的位置一一对应。

为了准确的确定出坐标配准模体中每个点源分别在第一坐标系中的第四坐标以及该点源对应的在第二坐标系中的第五坐标，需按该坐标配准模体中每个点源的预设次序，依次确定点源的第四坐标以及第五坐标，因此，本步骤中，在第三图像中确定该点源所在的球体的步骤可以为：

获取该点源的在多个点源中的次序，根据该次序，在第三图像中确定该点源所在的球体。

其中，该预设次序可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不作具体限定。

需要说明的是，控制终端在第三图像中确定多个点源中每个点源所在的球体的次序与控制终端在第四图像中确定多个点源中每个点源所在的球体的次序一致。

例如，该预设次序可以为控制终端探测该坐标配准模体时，该坐标配准模体中多个点源沿着该PET-CT设备的轴向的正方向的次序。

图13是该坐标配准模体的结构图，如图13所示，以坐标配准模体包括六个点源为例进行说明，该坐标配准模体包括第一横板、第二横板、第三横板以及用于固定第一横板、第二横板、第三横板的第一竖板和第二竖板，第一横板上设置点源1和点源2，第二横板上设置点源3和点源4，第三横板上设置点源5和点源6。

图14是该坐标配准模体的俯视图，该坐标配准模体中每个点源在垂直于地面方向的投影分布如图14所示。

本发明实施例中，可以将PET-CT设备中垂直于探测器圆环所在的平面的方向定义为轴向，如果将俯视图中从第一横板到第三横板的方向定义为轴向的正方向，该坐标配准模体在垂直方向上的投影中，多个点源的投影互不干涉，多个点源中每个点源沿着该PET-CT设备的轴向正方向依次为：2→1→3→4→6→5；因此，控制终端在第三图像以及第四图像中确定多个点源中每个点源所在的球体顺序可以均为：2→1→3→4→6→5。

本步骤中，在第三图像中，先确定球心，根据该球心，确定一个比该点源的实际体积略大的球体，因此，控制终端在第三图像中确定该点源所在的球体的步骤可以为：控制终端获取第三图像中每个第三像素点的像素值，确定多个第三像素点中像素值最大的点，以该点为球心，确定一个体积大于该点源实际体积的球体，并将该球体作为该点源所在的球体。

其中，控制终端确定一个体积大于该点源实际体积的球体时，可以通过以下步骤，确定一个比该点源实际体积略大的球体：控制终端确定该球心到该点源边界最大的距离，根据该最大的距离，确定大于该最大的距离的预设距离，将该预设距离确定为该球体的半径，进而确定一个比该点源的实际体积略大的球体。

其中，该预设距离可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该预设距离可以为该最大距离增加单位长度的距离，例如，如果该最大距离为3毫米，该预设距离可以为3.1毫米。需要说明的是，控制终端在第三图像中确定该点源所在的球体的步骤中，该确定一个体积大于该点源实际体积的球体的实现方式可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对该确定一个体积大于该点源实际体积的球体的实现方式并不作具体限定。

本步骤中，控制终端获取该球体内每个第三像素点的像素值后，确定该每个第三像素点在第一坐标系中的坐标，将该第三像素点在第一坐标系中的坐标作为第六坐标。

步骤2022：控制终端根据该每个第三像素点的像素值和第六坐标，通过以下公式一(1)，确定该点源的第四坐标：

公式一(1)：

其中，(x₄,y₄,z₄)为该点源的第四坐标，(x₆,y₆,z₆)为该每个第三像素点的第六坐标，PixelValue_p为该每个第三像素点的像素值。

需要说明的是，该点源的第四坐标即为该点源所在球体的重心坐标。

步骤2023：对于每个点源，控制终端在第四图像中确定该点源所在的球体，获取该球体内每个第四像素点的像素值和第九坐标，该每个第四像素点的第九坐标为该每个第四像素点在该第二坐标系中的坐标。

本步骤和步骤2021实现过程类似，在此不再赘述。

步骤2024：控制终端根据该每个第四像素点的像素值和第九坐标，通过以下公式一(2)，确定该点源的第五坐标：

公式一(2)：

其中，(x₅,y₅,z₅)为该点源的第五坐标，(x₉,y₉,z₉)为该每个第四像素点的第九坐标，PixelValue_q为该每个第四像素点的像素值。

本步骤和步骤2022实现过程类似，在此不再赘述。

进而，控制终端根据第三图像的第四坐标和第四图像的第五坐标，通过以下步骤203，确定第一转换矩阵，该第一转化矩阵可以用于将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转化为第三图像在第二坐标系中的第七坐标。

步骤203：控制终端根据该每个点源的第四坐标和第五坐标，确定该第一转换矩阵。

如果第三图像为PET探测器探测的PET图像，第四图像为CT探测器探测的CT图像，则第一转换矩阵为将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵。

如果第三图像为CT探测器探测的CT图像，第四图像为PET探测器探测的PET图像，则第一转换矩阵为将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵。

本步骤中，通过第一转换矩阵，将第三图像在第一坐标系中的坐标转化为第三图像在第二坐标系中的坐标时，对于坐标配准模体中的每个点源，控制终端通过确定转化后的第三图像在第二坐标系中的第七坐标和第四图像在第二坐标系中的第五坐标的坐标差异，进一步确定使得多个点源的总坐标差异最小的第一转换矩阵。

因此，本步骤可以通过以下步骤2031-2033实现。

步骤2031：控制终端根据该每个点源的第四坐标、第五坐标和该第一转换矩阵的转换表达式，确定该每个点源的坐标差异表达式。

本发明实施例中，对于坐标配准模体中的每个点源，控制终端预先定义了将第三图像在第一坐标系的第四坐标转换为第三图像在第二坐标系中的第七坐标的转换表达式，然后，通过该转换表达式，进一步确定该第七坐标和第四图像中该点源对应的第五坐标的坐标差异。因此，本步骤可以通过以下步骤2031a-2031b实现。

步骤2031a：控制终端根据该每个点源的第四坐标和该转换表达式，通过以下公式二，确定该每个点源的第七坐标，该每个点源的第七坐标为该每个点源在该第二坐标系中的坐标：

公式二：(x₇,y₇,z₇)＝M×(x₄,y₄,z₄)

其中，(x₇,y₇,z₇)为该每个点源的第七坐标，(x₄,y₄,z₄)为该每个点源的第四坐标，M为该转换表达式。

本发明实施例中，对于坐标配准模体中的每个点源，控制终端根据公式二中的转换表达式，将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转换为第三图像在第二坐标系中的第七坐标。

当第一转换矩阵为将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式二可以为：(x₇,y₇,z₇)＝M_CT→PET×(x₄,y₄,z₄)，该M_CT→PET表示将CT图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标转换为CT图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标时，第一转换矩阵对应的转换表达式；

当第一转换矩阵为将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式二可以为：(x₇,y₇,z₇)＝M_PET→CT×(x₄,y₄,z₄)，该M_PET→CT表示将PET图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标转换为PET图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标时，第一转换矩阵对应的转换表达式。

本步骤中，第三图像在第一坐标系中的第四坐标可以通过旋转和平移转换为第二坐标系中的第七坐标。

如果以第二坐标系作为参考坐标系，将第一坐标系包括的每个坐标分别绕x、y、z轴旋转一定的角度，以使第一坐标系的x、y、z轴分别与参考坐标系的x、y、z轴平行，然后，将第一坐标系包括的每个坐标分别沿x、y、z轴方向平移一定的距离，以使第一坐标系的坐标原点与参考坐标系的坐标原点重叠，最终，使得第一坐标系和第二坐标系保持一致。

其中，将第一坐标系包括的每个坐标分别绕x、y、z轴的旋转的角度分别记为

θ、ψ，将第一坐标系包括的每个坐标分别沿x、y、z轴方向平移的距离记为x₀、y₀、z₀，这样，得到将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转换为第二坐标系中的第七坐标的转换参数，该转换参数包括旋转参数

θ、ψ以及平移参数x₀、y₀、z₀；则将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转换为第二坐标系中的第七坐标的转换表达式M可以用该转换参数表示为：

由于实验误差以及PET探测器和CT探测器分辨率等因素对试验数据产生的影响，导致实际实验数据不可能得到该矩阵包括的多个参数的精确解。因此，本发明实施不能根据该公式二直接得到该多个参数的精确解。

本发明实施例中，采用自创的算法，通过以下步骤2031b，表示出转化后的第四坐标和第二坐标系中的第五坐标之间存在的坐标差异。

步骤2031b：控制终端根据该每个点源的第五坐标和第七坐标，通过以下公式三，确定该每个点源的坐标差异表达式：

公式三：Δx＝(x₅,y₅,z₅)-(x₇,y₇,z₇)

其中，(x₇,y₇,z₇)为该每个点源的第七坐标，(x₅,y₅,z₅)为该每个点源的第五坐标，Δx为该坐标差异表达式。

由步骤2031a可知，第七坐标和第四坐标之间的关系可以通过以下公式二表示为：

公式二：(x₇,y₇,z₇)＝M×(x₄,y₄,z₄)，

因此，将公式二代入公式三，得到以下公式四，即每个点源的坐标差异表达式可以表示为：

公式四：Δx＝(x₅,y₅,z₅)-M×(x₄,y₄,z₄)。

当第一转换矩阵为将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式四可以为：Δx_CT→PET＝(x₅,y₅,z₅)-M_CT→PET×(x₄,y₄,z₄)，该Δx_CT→PET为将CT图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标转换为CT图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标时，第一转换矩阵对应的坐标差异表达式。

当第一转换矩阵为将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式四可以为：Δx_PET→CT＝(x₅,y₅,z₅)-M_PET→CT×(x₄,y₄,z₄)，该Δx_PET→CT为将PET图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标转换为PET图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标时，第一转换矩阵对应的坐标差异表达式。

步骤2032：控制终端根据该每个点源的坐标差异表达式，确定该多个点源的总坐标差异表达式。

本发明实施例中，通过以下公式五，即总坐标差异表达式，进一步将坐标配准模体中的多个点源的总坐标差异表示为：

公式五：

其中，n表示该坐标配准模体包括的n个点源，j表示坐标轴的维度，即用于表示该坐标分别在第一坐标系以及第二坐标系中的x、y、z轴的三个维度，Error表示总坐标差异表达式。

因此，通过该公式五，定义了坐标配准模体中多个点源的第五坐标和第七坐标之间的差异。

其中，当第一转换矩阵为将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式五可以为：

该Error_CT→PET为将CT图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标转换为CT图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标时，对应的总坐标差异表达式。

当第一转换矩阵为将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，该公式五可以为：

该Error_PET→CT为将PET图像在PET探测器的FOV坐标系中的坐标转换为PET图像在CT探测器的FOV坐标系中的坐标时，对应的总坐标差异表达式。

步骤2033：控制终端根据该总坐标差异表达式，确定满足预设条件的该第一转换矩阵，该预设条件为该总坐标差异表达式的值是最小值。

本步骤中，根据该总坐标差异表达式公式五，将每个点源的坐标差异表达式代入总坐标差异表达式，即，将公式四代入公式五中，然后，将步骤202中确定的每个点源在第三图像的第四坐标和该点源在第四图像的第五坐标依次代入该公式五中，确定一个使得该总坐标差异表达式的值最小的转换矩阵，即确定出使得该总坐标差异表达式的值最小的转换矩阵中的每个转换参数，进而，将该转换矩阵作为第一转换矩阵。

具体的实施过程为：将每个点源在第三图像的第四坐标和该点源在第四图像的第五坐标依次代入该公式五，在第一转换矩阵初始值的基础上，在物理过程所要求的合理范围内，选取合适的步长，依次计算总坐标差异表达式的值，从中选取使得坐标差异表达式的值最小时对应的转换矩阵，作为第一转换矩阵的最优解。

其中，第一转换矩阵初始值可以为：

这样，控制终端可以根据该第一转换矩阵，将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转换为该第三图像在第二坐标系中的第七坐标。

本发明实施例中，控制终端存储第一转换矩阵中的每一个转换参数的数值，便于后续使用控制终端时，根据该第一转换矩阵，将PET-CT中的第一图像和第二图像进行融合。

本发明实施例的一种可能的设计中，由于CT探测器探测的CT图像中可以存储目标对象的衰减系数，控制终端可以通过该衰减系数，先对PET图像进行衰减校正，然后，再根据第一转换矩阵，将修正后的PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系中的图像，进而将修正后的PET图像和CT图像进行融合，进一步提高了融合后的PET-CT图像的准确度。

因此，当第一转换矩阵为将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵时，还需通过以下步骤a，确定将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系的图像对应的转换矩阵，即第二转换矩阵。

步骤a：控制终端根据该第一转换矩阵，获取第二转换矩阵，该第二转换矩阵用于将该第四图像中的每个第四像素点在该第二坐标系中的坐标转换为在该第一坐标系中的坐标。

本步骤中，如果该第一转换矩阵可以为M_PET→CT，此时，由于需要根据转换后的第四图像中的每个第四像素点的图像数据，确定衰减系数，因此，还需获取第二转换矩阵M_CT→PET，即将该第四图像中的每个第四像素点在该第二坐标系中的坐标转换为在该第一坐标系中的坐标的转换矩阵。

由公式二：(x₇,y₇,z₇)＝M_PET→CT×(x₄,y₄,z₄)可知，该第一转换矩阵和第二转换矩阵具有正交性，该第一转换矩阵和第二转换矩阵的正交性可以通过以下公式六表示为：

公式六：M_CT→PET＝M_PET→CT ^-1，

因此，控制终端直接根据该公式六，确定出第二转换矩阵M_CT→PET中的每个参数值即可。

本发明实施例中，控制终端存储第二转换矩阵中的每一个转换参数的数值，便于后续使用PET-CT设备时，根据该第二转换矩阵，将CT图像转换为PET探测器的FOV坐标系中的图像，并根据该转换后的CT图像对PET图像进行衰减校正。

本发明实施例中，控制终端探测坐标配准模体得到第三图像和第四图像后，通过第三图像的第四坐标、第四图像的第五坐标以及转换表达式，定义多个点源中每个点源坐标差异表达式，进而确定多个点源的总坐标差异表达式，根据该总坐标差异表达式，确定出使得该总坐标差异表达式的值最小的第一转换矩阵；由于本发明实施例并不是只根据每个点源的转换表示式以及第四坐标、第五坐标直接得到第一转换矩阵，而是预先定义了多个点源的总坐标差异表达式，将第四坐标、第五坐标代入该总坐标差异表达式，确定第一转换矩阵，而且，该第一转换矩阵使得该总坐标差异表达式的值最小，因此，本发明实施例使得转换后坐标差异最小，从而提高图像融合精度。在PET/CT系统中，既有利于提高病灶定位的精确性，也有利于PET图像利用CT图像进行衰减校正的精度。

本发明实施例提供了一种多模态探测系统图像融合的方法，该方法利用上述实施例获取的第一转换矩阵，对图像进行融合。该方法的执行主体可以为控制终端，参见图15，该方法包括：

步骤301：控制终端通过多模态探测系统探测目标对象，得到第一图像和第二图像，该第一图像的视野FOV坐标系为第一坐标系，该第二图像的FOV坐标系为第二坐标系。

本步骤中，控制终端可以包括PET探测器和CT探测器，因此，本步骤可以通过以下第一种方式或者第二种方式实现。

对于第一种实现方式，本步骤可以为：

控制终端通过PET探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第一图像，控制终端通过CT探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第二图像。

其中，将第一图像的FOV坐标系作为第一坐标系，即PET探测器对应的FOV坐标系，将第二图像的FOV坐标系作为第二坐标系，即CT探测器对应的FOV坐标系。

需要说明的是，控制终端通过PET探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第一图像，控制终端通过CT探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第二图像的实现方式同步骤201的实现方式一致，此处不再一一赘述。

对于第二种实现方式，本步骤可以为：

控制终端通过多模态探测系统探测目标对象，得到第一图像和第二图像的步骤还可以为：控制终端通过CT探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第一图像，控制终端通过PET探测器探测该目标对象，得到该目标对象的第二图像。

此时，将第一图像的FOV坐标系作为第一坐标系，即CT探测器对应的FOV坐标系，将第二图像的FOV坐标系作为第二坐标系，即PET探测器对应的FOV坐标系。

步骤302：控制终端获取第一转换矩阵，该第一转换矩阵用于将该第一图像中的每个第一像素点在该第一坐标系中的坐标转换为在该第二坐标系中的坐标。

本发明实施例中，控制终端预先通过步骤201-203，确定了控制终端的第一转换矩阵，并存储了该第一转换矩阵中每个转换参数，因此，本步骤中，PET-CT直接获取该第一转换矩阵即可。

需要说明的是，该第一转换矩阵可以将第三图像在第一坐标系中的第四坐标转换为该第三图像在第二坐标系中的第七坐标，对应的，在本步骤中，该第一转换矩阵用于将第一图像在第一坐标系中的坐标转换为该第一图像在第二坐标系中的坐标。

本发明实施例的一种可能的设计中，控制终端获取第一转换矩阵后，可以直接执行以下步骤303，将第一图像中每个第一像素点的第一坐标转换为该第一图像的每个第一像素点在第二坐标系中的第二坐标。

本发明实施例的一种可能的设计中，该第一图像可以为控制终端通过PET探测器探测的PET图像，则第二图像为控制终端通过CT探测器探测的CT图像，此时，由于CT图像中存储了目标对象的衰减系数，控制终端可以通过该衰减系数，先对PET图像进行衰减校正，然后，再通过以下步骤303-304，将PET图像转换为CT探测器的FOV坐标系中的图像，进而将转换后的PET图像和CT图像进行融合。

因此，控制终端执行步骤303之前，先通过以下步骤b-c，对第一图像进行校正。

步骤b：控制终端根据该第二转换矩阵和该每个第二像素点的第三坐标，确定该每个第二像素点的第八坐标，该每个第二像素点的第八坐标为该每个第二像素点在该第一坐标系中的坐标。

本步骤中，如果该第一转换矩阵可以为M_PET→CT，此时，由于需要根据转换后的第二图像中的每个第二像素点的图像数据，确定衰减系数，因此，还需获取第二转换矩阵M_CT→PET，该第二转换矩阵用于将该第二图像中的每个第二像素点在该第二坐标系中的坐标转换为在该第一坐标系中的坐标。

本步骤中，由于控制终端通过步骤a，确定了第二转换矩阵，因此，控制终端直接获取第二转换矩阵，根据该第二转化矩阵M_CT→PET，确定该第二转换矩阵中的转换参数，根据该第二转换矩阵中的转换参数，分别将第二图像中的每个第二像素点的第三坐标转换为该第二像素点在第一坐标系中的第八坐标。

步骤c：控制终端根据该每个第二像素点的第八坐标和该每个第一像素点的第一坐标，从该第二图像中确定该每个第一像素点的衰减系数；控制终端根据该每个第一像素点的衰减系数，对该第一图像进行校正。

本发明实施例中，由于控制终端通过CT探测器探测目标对象时，该CT探测器可以通过X射线束对目标对象进行扫描，因此，可以从该第二图像的图像数据中获取X射线的衰减系数，即第一像素点的衰减系数；由于通过步骤b，将第二图像中的每个第二像素点的第三坐标转换为该第二像素点在第一坐标系中的第八坐标后，根据该第二像素点的第八坐标，可以确定该目标对象在第一图像中对应的第二像素点位置处的衰减系数，即第一图像中第一像素点的衰减系数。

相应的，对于每个第二像素点，控制终端根据该第二像素点的第八坐标，从第二图像中确定该第八坐标位置对应衰减系数。

其中，控制终端根据该每个第一像素点的衰减系数，对该第一图像进行校正的步骤可以为：

控制终端根据该第一图像中每个第一像素点的衰减系数，对该第一图像中每个第一像素点的图像数据进行校正，将校正后的每个第一像素点的图像数据组成校正后的第一图像。

步骤303：控制终端根据该第一转换矩阵和该每个第一像素点的第一坐标，确定该每个第一像素点的第二坐标，该每个第一像素点的第一坐标为该每个第一像素点在该第一坐标系中的坐标，该每个第一像素点的第二坐标为该每个第一像素点在该第二坐标系中的坐标。

本发明实施例中，第一像素点为第一图像中的像素点，第二像素点为每个第二图像中的像素点，该第一像素点在第一坐标系中对应的坐标为第一坐标。

本步骤中，控制终端根据第一转换矩阵中的每个转换参数，将该每个转换参数作用于每个第一像素点在第一坐标系中的第一坐标，得到该每个第一像素点在第二坐标系中的第二坐标。

步骤304：控制终端根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将该第一图像和该第二图像进行融合，得到多模态探测图像，该每个第二像素点的第三坐标为该每个第二像素点在该第二坐标系中的坐标。

本发明实施例中，第二图像包括的每个第二像素点在第二坐标系中对应的坐标为第三坐标。

本步骤可以为：控制终端根据该第一图像中的每个第一像素点的第二坐标，从第一图像中确定每个第一像素点的图像数据，根据该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，从第二图像中确定每个第二像素点的图像数据，根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将每个第一像素点的图像数据和每个第二像素点的图像数据进行融合，得到模态探测图像，比如PET-CT图像。

本发明实施例的一种可能的设计中，如果控制终端通过步骤b-c对第一图像进行校正，即，当该多模态探测系统为PET-CT探测系统，该第一图像为PET图像，该第二图像为CT图像，则本步骤可以为：

控制终端根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将该第二图像和该校正后的第一图像进行融合，得到多模态探测图像，该每个第二像素点的第三坐标为该每个第二像素点在该第二坐标系中的坐标。

控制终端根据该校正后的第一图像中的每个第一像素点的第二坐标，从校正后的第一图像中确定每个第一像素点的图像数据，根据该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，从第二图像中确定每个第二像素点的图像数据，根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将每个第一像素点的图像数据和每个第二像素点的图像数据进行融合，得到模态探测图像，也即PET-CT图像。

本发明实施例中，控制终端探测到目标对象的第一图像和第二图像后，获取第一转换矩阵，并根据该第一转换矩阵和第一图像中每个第一像素点的第一坐标，将该每个第一像素点的第一坐标转换为该每个第一像素点在第二坐标系中的第二坐标，然后，控制终端再根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将该第一图像和该第二图像融合为多模态探测图像，由于该第一转换矩阵为将第一图像中的每个第一像素点的第一坐标转换为该每个第一像素点在第二坐标系中的第二坐标的转换矩阵，因此，减小了第一图像的第一坐标系和第二图像的第二坐标系之间的误差，进一步提高了将第一图像和第二图像融合时的准确性。

本发明实施里提供了一种多模态探测系统图像融合的装置，参见图16，该装置包括：

探测模块401，用于通过多模态探测系统探测目标对象，得到第一图像和第二图像，该第一图像的视野FOV坐标系为第一坐标系，该第二图像的FOV坐标系为第二坐标系；

第一获取模块402，用于获取第一转换矩阵，该第一转换矩阵用于将该第一图像中的每个第一像素点在该第一坐标系中的坐标转换为在该第二坐标系中的坐标；

第一确定模块403，用于根据该第一转换矩阵和该每个第一像素点的第一坐标，确定该每个第一像素点的第二坐标，该每个第一像素点的第一坐标为该每个第一像素点在该第一坐标系中的坐标，该每个第一像素点的第二坐标为该每个第一像素点在该第二坐标系中的坐标；

融合模块404，用于根据该每个第一像素点的第二坐标和该第二图像中的每个第二像素点的第三坐标，将该第一图像和该第二图像进行融合，得到多模态探测图像，该每个第二像素点的第三坐标为该每个第二像素点在该第二坐标系中的坐标。

在一种可能的设计中，该第一获取模块402，包括：

探测单元，用于通过该多模态探测系统探测坐标配准模体，得到第三图像和第四图像，该坐标配准模体包括n个点源，该n个点源为能够被该多模态探测系统探测到的对象，该对象可以是混合了医用碘油的F¹⁸-FDG溶液或者固态点源，该第三图像的FOV坐标系为第一坐标系，该第四图像的FOV坐标系为第二坐标系，n为大于或等于4的整数；

确定单元，用于确定该第三图像中的该n个点源中的每个点源的第四坐标，以及确定该第四图像中的该每个点源的第五坐标，该每个点源的第四坐标为该每个点源在该第一坐标系中的坐标，该每个点源的第五坐标为该每个点源在该第二坐标系的坐标；根据该每个点源的第四坐标和第五坐标，确定该第一转换矩阵。

在一种可能的设计中，该确定单元，包括：

第一确定子单元，用于对于该每个点源，在该第三图像中确定该点源所在的球体，获取该球体内每个第三像素点的像素值和第六坐标，该每个第三像素点的第六坐标为该每个第三像素点在该第一坐标系中的坐标；

第二确定子单元，用于根据该每个第三像素点的像素值和第六坐标，通过以下公式一(1)，确定该点源的第四坐标：

公式一(1)：

在一种可能的设计中，该确定单元，包括：

第三确定子单元，用于对于该每个点源，在该第四图像中确定该点源所在的球体，获取该球体内每个第四像素点的像素值和第九坐标，该每个第四像素点的第九坐标为该每个第四像素点在该第二坐标系中的坐标；

第四确定子单元，用于根据该每个第四像素点的像素值和第九坐标，通过以下公式一(2)，确定该点源的第五坐标：

公式一(2)：

在一种可能的设计中，该确定单元，包括：

第五确定子单元，用于根据该每个点源的第四坐标、第五坐标和该第一转换矩阵的转换表达式，确定该每个点源的坐标差异表达式；

第六确定子单元，用于根据该每个点源的坐标差异表达式，确定该多个点源的总坐标差异表达式；

第七确定子单元，用于根据该总坐标差异表达式，确定满足预设条件的该第一转换矩阵，该预设条件为该总坐标差异表达式的值是最小值。

在一种可能的设计中，该第五确定子单元，还用于根据该每个点源的第四坐标和该转换表达式，通过以下公式二，确定该每个点源的第七坐标，该每个点源的第七坐标为该每个点源在该第二坐标系中的坐标：

公式二：(x₇,y₇,z₇)＝M×(x₄,y₄,z₄)

该第五确定子单元，还用于根据该每个点源的第五坐标和第七坐标，通过以下公式三，确定该每个点源的坐标差异表达式：

公式三：Δx＝(x₅,y₅,z₅)-(x₇,y₇,z₇)

其中，(x₇,y₇,z₇)为该每个点源的第七坐标，(x₅,y₅,z₅)为该每个点源的第五坐标，(x₄,y₄,z₄)为该每个点源的第四坐标，M为该转换表达式，Δx为该坐标差异表达式。

在一种可能的设计中，该多模态探测系统为正电子发射断层显像-计算机断层扫描PET-CT探测系统，该第一图像为PET探测器探测的PET图像，该第二图像为CT探测器探测的CT图像，该装置还包括：

第二获取模块，用于根据该第一转换矩阵，获取第二转换矩阵，该第二转换矩阵用于将该第二图像中的每个第二像素点在该第二坐标系中的坐标转换为在该第一坐标系中的坐标；

第二确定模块，用于根据该第二转换矩阵和该每个第二像素点的第三坐标，确定该每个第二像素点的第八坐标，该每个第二像素点的第八坐标为该每个第二像素点在该第一坐标系中的坐标；

第三确定模块，用于根据该每个第二像素点的第八坐标和该每个第一像素点的第一坐标，从该第二图像中确定该每个第一像素点的衰减系数；

校正模块，用于根据该每个第一像素点的衰减系数，对该第一图像进行校正。

需要说明的是：上述实施例提供的多模态探测系统图像融合的装置在多模态探测系统图像融合时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的多模态探测系统图像融合的装置与多模态探测系统图像融合的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述坐标配准模体包括：第一竖板、第一横板和第二横板；

所述第一横板和所述第二横板固定在所述第一竖板上；

其中，所述K为大于或等于1的整数，所述E为大于或等于1的整数，且所述K+E≥4；

所述坐标配准模体还包括：至少一个第三横板；

所述至少一个第三横板固定在所述第一竖板上，所述坐标配准模体为直梯状；

对于每个第三横板，所述第三横板上设置至少一个凹槽，所述K个凹槽、所述E个凹槽和所述至少一个凹槽中的任意四个凹槽不在同一个共面内，且所述至少一个凹槽在所述垂直方向上的第三投影分别与所述第一投影和所述第二投影不重叠，所述任意四个凹槽中的任一凹槽到其他三个凹槽所构成的平面之间的距离大于预设距离。

2.根据权利要求1所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述坐标配准模体还包括：第二竖板；

所述第一竖板和所述第二竖板相对设置，所述第一横板的一端固定在所述第一竖板上，所述第一横板的另一端固定在所述第二竖板上；

3.根据权利要求2所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，

对于每个第三横板，所述第三横板的一端固定在所述第一竖板上，所述第三横板的另一端固定在所述第二竖板上，所述至少一个凹槽在所述垂直方向上的第四投影分别与所述第一投影和所述第二投影不重叠。

4.根据权利要求1或3所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述第一横板、所述第二横板和所述第三横板平行，且所述坐标配准模体包括的任意相邻两个横板之间的高度为预设高度。

5.根据权利要求1所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述第一竖板、第一横板和第二横板的材料均为非金属材料。

6.根据权利要求1-3或权利要求5任一所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述每个凹槽的结构为倒圆锥体结构。

7.根据权利要求1-3或权利要求5任一所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述坐标配准模体的大小不大于所述多模态探测系统的探测器的探测视野大小。

8.根据权利要求1-3或权利要求5任一所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述X射线显影剂为碘油，所述示踪剂为¹⁸F-FDG溶液。

9.根据权利要求1-3或权利要求5任一所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述K为2，所述E为2。

10.根据权利要求1所述的多模态探测系统的坐标配准模体，其特征在于，所述第三横板上的至少一个凹槽、所述K个凹槽和所述E个凹槽的凹槽总数目为N，所述N个凹槽的位置的确定过程包括：

当N＝6时，在所述多模态探测系统的探测视野范围对应的坐标范围内，基于预设的坐标间隔，确定出所述坐标范围包括的全部坐标，每个坐标用于表示一个凹槽的位置，在所述全部坐标中，以N个坐标为一组，同一组的N个坐标中任意四个坐标不在同一平面，依次计算每组中每个坐标到其余5个坐标中任意三个坐标组成的平面之间的距离，得到每个组中坐标到平面的多个距离，在所述每个组对应的多个距离中，确定出坐标到平面的距离的最小值；在多个组中，确定出距离的最小值最大的一组坐标，将所述距离的最小值最大的一组坐标包括的N个坐标，确定为所述N个凹槽的位置。