CN108320793B

CN108320793B - 确定扫描时长的方法和装置

Info

Publication number: CN108320793B
Application number: CN201810043874.3A
Authority: CN
Inventors: 李楠
Original assignee: Jiangsu Sinogram Medical Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Sinogram Medical Technology Co ltd
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2038-01-17
Also published as: CN108320793A

Abstract

本发明提供了一种确定扫描时长的方法和装置，属于医学成像领域。所述方法包括：获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，其中，所述侦查图像是在预设时长内对所述被扫描对象进行扫描得到的，确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差，根据所述方差和总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。采用本发明，可以使确定出的被扫描对象的图像比较好。

Description

确定扫描时长的方法和装置

技术领域

本发明涉及医学成像领域，特别涉及一种确定扫描时长的方法和装置。

背景技术

在医学领域中，可以通过PET(positron emission tomography，正电子发射断层显像)设备对人体或动物体肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断，即可以通过PET设备对被扫描对象扫描得到的图像确定发生病灶的位置。

现有技术中，PET设备对被扫描对象进行扫描时，一般是采用连续移动扫描模式进行扫描，在此模式下，PET设备的探测器与被扫描对象一直保持相对运动状态。PET设备在连续移动扫描模式下工作时，医生可以根据总的扫描时长和经验值大致分配不同扫描位置的扫描时长，对应的不同扫描位置的速度可以自动计算得到。按照不同位置的扫描速度进行扫描，可以得到扫描结果，基于扫描结果进行重建图像，得到被扫描对象的图像。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于是医生根据经验值来分配不同位置的扫描时长，有可能分配的扫描时长不准确，进而使得到的扫描结果比较差，最终得到的被扫描对象的图像也会比较差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种确定扫描时长的方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种确定扫描时长的方法，所述方法包括：

获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，其中，所述侦查图像是在预设时长内对所述被扫描对象进行扫描得到的；

确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差；

根据所述方差和总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，所述根据所述方差和总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长，包括：

根据总扫描时长，确定所述方差分别对所述被扫描对象的每个扫描位置对应的扫描时长的梯度；

根据确定出的多个梯度、以及所述总扫描时长，确定所述每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，所述根据确定出的多个梯度、以及所述总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长，包括：

如果确定出的多个梯度不相等，则由所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，调节所述每个扫描位置对应的扫描时长，每调节一次，确定所述方差对所述每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，其中，所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值根据所述总扫描时长与K确定，K为扫描位置的数目；

当确定出的每个梯度相等时，确定所述每个梯度相等时所述每个扫描位置对应的扫描时长分别为所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，所述确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差，包括：

确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差为：

其中，

为所述感兴趣区域中的放射性活度，

为所述感兴趣区域中每个像素点的放射性活度，Z为所述感兴趣区域的指示向量，Z^T为Z的转置，R为预设的惩罚方程的黑塞矩阵，F为预设的后滤波函数，J^(k)(0)为在第k个扫描位置上单位时间检测到的数据对应的费歇尔信息矩阵，K为扫描位置的数目，t^(k)为第k个位置的扫描时长，β为预设的权重因子。

可选的，所述根据总扫描时长，确定所述方差分别对所述被扫描对象的每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，包括：

确定所述方差分别对所述被扫描对应的每个扫描位置对应的扫描时长的梯度为：

其中，δ为对第k个扫描位置的扫描时长t^(k)引入的扰动，

其中，t^(k)为第k个扫描位置的扫描时长，k为正整数且最大值为K。

可选的，所述由所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，调节所述每个扫描位置对应的扫描时长，包括：

由所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，按照公式

调整所述每个扫描位置对应的扫描时长，其中，

T为总扫描时长，t^(n+1)(k)为t^(k)在调整n次后的数值，n为迭代次数，t₀为迭代步长，

为所述方差对t^(n+1)(k)的梯度，E⁽ⁿ⁾为第n次确定出的多个梯度的平均值。

可选的，所述获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，包括：

获取被扫描对象对应的侦查图像中被用户标定的感兴趣区域。

第二方面，提供了一种确定扫描时长的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，其中，所述侦查图像是在预设时长内对所述被扫描对象进行扫描得到的；

确定模块，用于确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差；根据所述方差和总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，所述确定模块，用于：

如果确定出的多个梯度不相等，则由所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，调节所述每个扫描位置对应的扫描时长，每调节一次，确定所述方差对所述每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，其中，所述每个扫描位置对应的扫描时长的初始值均为所述总扫描时长与K的比值，K为扫描位置的数目；

可选的，所述确定模块，用于：

确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差为：

其中，

为所述感兴趣区域中的放射性活度，

为所述感兴趣区域中每个像素点的放射性活度，Z为所述感兴趣区域的指示向量，Z^T为Z的转置，R为预设的惩罚方程的黑塞矩阵，F为预设的后滤波函数，J^(k)(0)为在第k个扫描位置上单位时间检测到的数据对应的费歇尔信息矩阵，t^(k)为第k个位置的扫描时长，β为预设的权重因子。

可选的，所述确定模块，用于：

其中，δ为对第k个扫描位置的扫描时长t^(k)引入的扰动，

可选的，所述确定模块，用于：

调整所述每个扫描位置对应的扫描时长，其中，

可选的，所述获取模块，用于：

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，其中，侦查图像是在预设时长内对被扫描对象进行扫描得到的，确定感兴趣区域中的放射性活度的方差，根据方差和总扫描时长，确定被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。这样，由于是使用感兴趣区域中的放射性活度的方差和总扫描时长，来确定每个扫描位置的最佳扫描时长，可以降低与感兴趣区域不相关位置的扫描时长，增加与感兴趣区域相关性比较大的位置的扫描时长，从而可以使分配的扫描时长相对较准确，进而使得到的扫描结果比较好，最终得到的被扫描对象的图像也会比较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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1a是本发明实施例提供的医生确定扫描时长的方法示意图；

图1b是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种确定扫描时长的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种感兴趣区域的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种确定扫描时长的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的基于最佳扫描时长的重建图像示意图；

图6是本发明实施例提供的一种确定扫描时长的装置的结构示意图。

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。

相关技术中，如图1a所示，PET设备在连续移动扫描模式下工作时，医生可以根据总的扫描时长和经验值大致分配不同扫描位置(即图1a中的扫描长度) 的扫描时长(即图1a中的扫描时间)，对应的不同扫描位置的速度可以自动计算得到。按照不同位置的扫描速度进行扫描，可以得到扫描结果，基于扫描结果进行重建图像，得到被扫描对象的图像。由于是医生根据经验值来分配不同位置的扫描时长，有可能分配的扫描时长不准确，进而使得到的扫描结果比较差，最终得到的被扫描对象的图像也会比较差。

本发明实施例提供的方案，由于是使用感兴趣区域中的放射性活度的方差和总扫描时长，来确定每个扫描位置的最佳扫描时长，可以降低与感兴趣区域不相关位置的扫描时长，增加与感兴趣区域相关性比较大的位置的扫描时长，从而可以使分配的扫描时长相对较准确，进而使得到的扫描结果比较好，最终得到的被扫描对象的图像也会比较好。

本发明实施例提供了一种确定扫描时长的方法，该方法的执行主体可以为终端。其中，该终端可以是具有确定扫描时长功能的终端，比如，可以是与PET 设备相连，根据PET设备采集的数据确定扫描时长的计算机设备。

终端可以包括处理器110、收发器120、存储器130、输入单元140、显示单元150、音频电路160以及电源170等部件，如图1b所示，本领域技术人员可以理解，图1b中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器110可以是终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分，如收发器120和存储器130等，通过运行或执行存储在存储器 130内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器130内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控。可选的，处理器110可包括一个或多个处理核心。在本发明中，处理器110可以用于确定扫描时长的相关处理。收发器120可以用于接收和发送数据，终端可以通过收发器120接收和发送数据，终端可以通过因特网收发数据，收发器可以是网卡。

存储器130可用于存储软件程序以及模块，处理器110通过运行存储在存储器130的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器 130可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如确定扫描时长功能等)等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据(比如湮灭点位置信息等)等。此外，存储器130可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。输入单元140可以用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。显示单元150可以用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元150 可包括显示面板151，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等形式来配置显示面板151。音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与终端之间的音频接口，音频电路160可将接收到的音频数据转换为电信号。电源170可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源170还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。终端还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行述一个或者一个以上程序来执行下述各个实施例所述的确定扫描时长的方法。

在进行本实施例前，首先介绍一下PET设备的工作原理，在医学领域，可以通过PET设备对人体或动物体肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断，即可以通过PET设备对被扫描对象扫描得到的图像确定发生病灶的位置。具体的，首先可以对被扫描对象注射放射性核素(如¹⁸F、¹¹C)，其中，放射性核素是正电子核素，放射性核素会随着代谢进入体内的组织(其中，发生病灶的组织会吸收大量的放射性核素)，然后，正电子将会与体内的负电子发生湮灭，产生一对反向运动的光子，这一对反向运动的光子将会被两个探测晶体同时检测到，其中，PET设备每个探测器环上具有相同个数的探测晶体，且每个探测器环上的每个探测晶体具有唯一的编号，PET设备每检测到一对光子时，即可对表示该湮灭点位置的信息(即湮灭点位置信息)进行存储，湮灭点位置可以反映出放射性核素的放射性活度，即可以对几近同时检测到一对光子的两个探测晶体的编号和轴向位置标识进行存储，最后，终端可以根据PET设备检测到的湮灭点位置信息，形成PET图像。进而，医生可以根据PET图像确定该扫描对象是否有发生病灶的组织。

医生可以使用PET设备对被扫描对象进行一个短时间的扫描，得到被扫描对象对应的侦查图像，具体处理可以是，医生可以在PET设备中输入一个预设时长，PET设备获取到预设时长后，可以使用预设时长和被扫描对象的长度(也就是患者的身高)，计算扫描速度等于被扫描对象的长度除以预设时长，PET设备获取到扫描速度后，可以按照该扫描速度对被扫描对象进行扫描，采集到湮灭点位置信息，然后连接的终端可以使用采集到的湮灭点的位置信息，形成PET 图像，该PET图像可以称为是侦查图像，由于湮灭点的位置信息可以反映放射性核素的放射性活度，所以侦查图像中可以显示出每个像素点放射性核素的放射性活度。

如图2所示，确定扫描时长方法的处理流程可以包括如下的步骤：

步骤201，获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域。

其中，被扫描对象可以是患者，预设时长可以由医生预设，如2分钟、3分钟等。

在实施中，PET设备可以获取到被扫描对象对应的侦查图像，侦查图像是在预设时长内对被扫描对象进行扫描得到的，然后从侦查图像中获取感兴趣区域，感兴趣区域可以通过一个指示向量Z来表示：

其中，ROI(region of interest，感兴趣区域)表示感兴趣区域，Z_j＝0表示不属于感兴趣区域，Z_j＝1表示属于感兴趣，T表示转置。

可选的，感兴趣区域可以是由用户设置的，相应的步骤201的处理可以如下：

在实施中，本发明实施例中，用户指医生，如图3所示，医生看到被扫描对象对应的侦查图像后，侦查图像中显示有放射性活度，一般放射性活度越大，发生病灶的可能性越大，所以医生选择的感兴趣区域一般是放射性活度比较大的区域。侦查图像可以显示在一个触摸屏的终端上，医生可以通过触碰触摸屏选择感兴趣区域，或者，侦查图像可以显示在一个非触摸屏的终端上，医生可以通过鼠标等其它输入设备选择感兴趣区域，终端检测到用户的输入后，可以记录感兴趣区域的位置信息，将感兴趣区域通过指示向量Z来表示。

另外，感兴趣区域可以由终端确定。医生可以划定感兴趣区域的区域大小，终端可以将放射性活度最大的区域确定为感兴趣区域。

可选的，感兴趣区域可以是任意不规则或规则的形状。

步骤202，确定感兴趣区域中的放射性活度的方差。

在实施中，假设终端基于PET设备检测到的数据(湮灭点的位置信息)，最终得到的未知图像可以使用向量x来表示，

M表示未知图像中像素点的数目，也可以称为未知图像空间的大小，x_i为每一个像素点的放射性活度。对于侦查图像中的感兴趣区域，由式(1)可知，感兴趣区域内的放射性总活度的估计可以表示为：

下面开始计算

的方差：

PET设备探测到的数据可以使用y表示，y＝[y₁,y₂,…,y_N]^T，N表示为探测数据正弦图的大小，也就是PET设备的探测器的数目。上述对未知图像的最大似然估计可以表示为：

对未知图像的最大似然估计引入一个惩罚项，则

再引入一个后滤波有：

上述式(3)至式(5)中，F表示后滤波函数，L(x,y)表示对数似然函数(log-likelihood function)，R(x)为标量惩罚函数(penalty function)，在本发明中，定义为

R为惩罚方程的黑塞矩阵，R＝▽²R(x)，对于相邻的像素，w_ij＝1，对于平面对角像素，

对于空间对角像素，

其他位置的像素w_ij＝0，i、j为任意值。β为权重因子，用来权衡对数似然函数和标量惩罚函数的重要性。

需要说明的是，上述提到的R(x)的定义是其中一种定义方式，还可以使用其它定义方式进行定义。此处不再赘述。

由于PET设备探测到的数据服从泊松分布，所以探测到的数据的对数似然函数可以表示为：

式(6)中

表示探测到的数据的平均值，

可以被建模为以下式子：

式(7)中A＝[A_ij]为系统矩阵，用数学的形式表达了PET设备中空间位置点j被探测器i探测到的概率，反映了PET设备的物理特性。

将式(7)表示为矩阵形式，可以表示为：

式(8)中A、x都表示矩阵。

需要说明的是，为了简化推导，本发明实施例不考虑散射噪声、随机噪声、衰减校正、归一化校正等因素。

将式(7)代入式(6)中，式(6)可表示为：

假设被扫描对象有K个扫描位置，不同的扫描位置对应的扫描时长使用t 表示，表示为向量则有t＝[t₁,t₂,…,t_K]^T，不同的扫描位置对应的扫描时长可以相等也可以不相等，在该扫描时长非均匀分布情况下，不同的扫描时长对应的PET 设备检测到的数据的平均值可以表示为：

在式(10)中，上标(k)可以表示为被扫描对象的扫描位置，t^(k)表示为第 k个扫描位置对应的扫描时长，

表示为第k个扫描位置上单位时间内PET设备检测到的数据的平均值，A^(k)与前面的A_ij相对应。

在实际中，床体连续移动扫描被扫描对象的过程可以等效为被扫描对象在一个PET设备的虚拟完整探测器中进行扫描，被扫描对象与该虚拟探测器相对静止。PET设备的实际探测器相对于被扫描对象移动到不同的扫描位置进行扫描，等效为此时刻虚拟探测器对应位置的晶体进行扫描，而其他位置的晶体不进行工作。这样，就有K＝虚拟探测器轴向晶体的数目-实际探测器轴向晶体的数目+1，为虚拟探测器内能够包含不同位置实际探测器的数目。在这种情况下，式(3)中的N表示为完整虚拟探测器对应的正弦图维度。

由于式(6)中没有考虑时间维度，现在将时间维度t考虑进去，将式子(10) 代入式(6)中，PET设备探测到的数据的对数似然函数可以表示为：

本发明实施例中，使用费希尔信息矩阵(Fisher Information matrix)用来表征最大似然估计的准确性，定义可以如下：

公式(12)可以写成矩阵形式：

其中，J^(k)(0)为在第k个扫描位置上单位时间内检测到的数据对应的费歇尔信息矩阵：

式(13)中T表示转置，根据式(13)可知，后滤波带惩罚项的最大似然法评估的未知图像的协方差矩阵可以近似为：

式(15)中，T表示转置，把式(2)代入式(15)可得到感兴趣区域内放射性活度的方差可以近似为：

为感兴趣区域中的放射性活度，

为感兴趣区域中每个像素点的放射性活度，Z为感兴趣区域的指示向量，Z^T为Z的转置，R为预设的惩罚方程的黑塞矩阵，F为预设的后滤波函数，J^(k)(0)为在第k个扫描位置上单位时间检测到的数据对应的费歇尔信息矩阵，K为扫描位置的数目，t^(k)为第k个位置的扫描时长，β为预设的权重因子。

这样，基于式(16)，就得到了待优化的目标函数，基于对该目标函数进行优化，可以计算被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

步骤203，根据方差和总扫描时长，确定被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

其中，总扫描时长可以由医生设置，可以是PET设备扫描被扫描对象的时长，如6分钟等。

在实施中，终端计算出感兴趣区域内放射性活度的方差

后，终端可以使用该方差和总扫描时长，确定出被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，可以基于方差的梯度来确定最佳扫描时长，相应的步骤203的处理可以如下：

根据总扫描时长，确定方差分别对被扫描对象的每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，根据确定出的多个梯度、以及总扫描时长，确定每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

在实施中，在求解每个扫描位置的最佳扫描时长时，一般要考虑，在总扫描时长固定的情况下，尽量降低与感兴趣区域不相关区域的扫描时长，增加与感兴趣区域相关性大的区域的扫描时长，使感兴趣区域内的放射性活度的分布估计的统计噪声最小，也就是使感兴趣区域内的放射性活度的方差最小，也就意味着感兴趣区域中检测到了最多的有用信息，最终得到的PET图像比较有用。

假设每个扫描位置对应的最佳扫描时长为t_optimum，t_optimum＝[t₁,t₂,…,t_K]^T，由于时长分布是连续可变的，所以无法遍历所有可行的扫描时长组合，即使计算，计算量也是比较大的，因此，即便有了感兴趣区域内的放射性活度的方差的估计后，还需要一个快速优化的算法，来有效快速的解决最小化方差的问题。

在总扫描时长一定的情况下，假设总扫描时长为T，则有

将T作为一个变量约束，利用拉格朗日乘子法，可以将时间优化的问题定义为：

其中，式(17)中，λ为朗格朗日乘子。

一般求某个函数中自变量的最佳数值，是对该函数取偏导数，使其等于0。所以可以在式(17)中求t^(k)求偏导数，得到：

对式(18)进行转换后，可以得到：

从式(19)，我们可以得到如果感兴趣区内的放射性活度的方差相对于不同扫描位置的扫描时长分布的梯度均匀，则对应为最佳扫描时长分布，因此，我们可以利用感兴趣区域内的放射性活度对于扫描时长的梯度

来指导最佳扫描时长分布的优化过程。这样，感兴趣区域内的放射性活度针对扫描时长的梯度也就成为了优化任务的关键。

在本发明实施例中，给出了一种有效的方法，方法如下：

在第k个扫描位置的扫描时长t^(k)引入一个小的扰动δ，t^(k)为第k个扫描位置的扫描时长，k为正整数且最大值为K，对应感兴趣区域的放射性活度的方差对于第k个扫描位置的扫描时长t^(k)的偏微分可以表示为：

在式(20)中，δ为对第k个扫描位置的扫描时长t^(k)引入的扰动，

式(21)中，T表示转置，对于小的扰动δ，逆矩阵[J+β·R+δ·J^(k)(0)]^-1可以做如下近似：

[J+β·R+δ·J^(k)(0)]^-1≈[J+β·R]^-1-δ·[J+β·R]^-1·J^(k)(0)·[J+β·R]^-1 (22)

将式(22)代入式(21)，得到：

将式(23)代入式(20)，得到感兴趣区域的方差对于第k个扫描位置的扫描时长t^(k)的偏微分为：

需要说明的是，式(24)中，计算量最大的部分是两个逆矩阵的操作，因此其计算量近似等于两个图像重建，而矩阵J^(k)(0)相乘操作的计算量相比很小，因此只需要两个重建图像的时长就可以计算出感兴趣区域内放射性活度的方差对所有扫描位置的扫描时长分布的梯度。

在确定出感兴趣区域内放射性活度的方差对所有扫描位置的扫描时长分布的梯度后，终端可以使用该梯度、以及总扫描时长，来确定每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，使用梯度和总扫描时长，来确定最佳扫描时长的方法可以如下：

如果确定出的多个梯度不相等，则由每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，调节每个扫描位置对应的扫描时长，每调节一次，确定方差对每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，其中，每个扫描位置对应的扫描时长的初始值均为总扫描时长与K的比值；当确定出的每个梯度相等时，确定每个梯度相等时每个扫描位置对应的扫描时长分别为被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

在实施中，终端确定出感兴趣区域内放射性活度的方差对所有扫描位置的扫描时长分布的梯度后，可以判断确定出的多个梯度是否均相等，如果确定出的多个梯度不相等，终端可以沿着有效的方向来迭代更新每个扫描位置对应的扫描时长，最终确定出最佳扫描时长，具体处理可以如下：

终端可以计算总扫描时长与K的比值(也就是每个扫描位置的时长都是一样的)，作为每个扫描位置对应的扫描时长的初始值，然后由每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，调节每个扫描位置对应的扫描时长，每调节一次每个扫描位置对应的扫描时长，重新确定感兴趣区域内的放射性活度的方差对每个扫描位置对应的扫描时长的梯度，当确定出的每个梯度相等时，说明扫描时长达到最佳，确定当前每个扫描位置对应的扫描时长分别为被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

上述基于扫描时长迭代优化算法的最终目的是使感兴趣区域内的放射性活度的方差对所有扫描时长的梯度均匀，对应的即为最佳的扫描时长分布，也就是得到了每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

另外，每个扫描位置对应的扫描时长的初始值，也可以不是总扫描时长与K 的比值，可以随机将总扫描时长分为K个扫描时长，将这K个扫描时长确定为初始值。

可选的，调节每个扫描位置的扫描时长的方法可以如下：

由每个扫描位置对应的扫描时长的初始值开始，按照公式

调整每个扫描位置对应的扫描时长，其中，

T为总扫描时长，t⁽ⁿ ^+1)(k)为t^(k)在调整n次后的数值，n为迭代次数，t₀为迭代步长，

为方差对t⁽ⁿ ^+1)(k)的梯度，E⁽ⁿ⁾为第n次确定出的多个梯度的平均值。

在实施中，扫描时长的调节原则是：以确定出的多个梯度的平均值为基准，如果梯度与平均值之差的绝对值比较大，该梯度对应的扫描时长调节的比较多一点，如果梯度与平均值之差的绝对值比较小，该梯度对应的扫描时长调节的比较少一点，也就是，梯度振荡大的扫描位置对应的扫描时长需要明显的变化，梯度接近平均值的扫描位置的扫描时长仅需要微小的变化。具体处理可以如下：

对于任一扫描位置对应的扫描时长t^(k)，终端可以以总扫描时长除以扫描位置的数目的值作为初始值，然后使用式(25)作为调节公式，调节该扫描位置的扫描时长：

在式(25)中，

表示最终计算出的所有扫描时长的总和应该等于总扫描时长T，t^(n+1)(k)为t^(k)在调整n 次后的数值，n为迭代次数，t₀为迭代步长，

为方差对t^(n+1)(k)的梯度，E⁽ⁿ⁾为第n次确定出的多个梯度的平均值。

需要说明的是，式(25)中在选取t₀时，需要权衡，如果t₀选取的过大，会造成扫描时长分布随着迭代振荡而无法收敛至最佳解，也就是得不到最佳扫描时长，如果t₀选取的过小，会降低收敛速度，所以在选取t₀时，应该选取一个合适的数值，既能保证得到最佳扫描时长，收敛速度也不至于太慢。

另外，本发明实施例中，确定出每个扫描位置的最佳扫描时长后，终端可以对最佳扫描时长的分布进行滤波处理，以降低数据噪声的影响，减小不同扫描位置之间的时长差别，消除对于扫描时长不均匀导致的区域交界处的伪影。本发明实施例中，通常采用的滤波方法有样条差值、线性差值、双线性插值、多项式差值等，本发明实施例不做限定。

在确定出每个扫描位置的最佳扫描时长后，PET设备可以使用每个扫描位置对应的最佳扫描时长，对被扫描对象进行扫描。

另外，如图4所示，在本发明实施例的最后，再简要描述一下本发明实施例中的执行流程：

步骤401，获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域。

步骤402，确定每个扫描位置对应的扫描时长的初始值。

步骤403，计算感兴趣区域的放射性活度的方差。

步骤404，计算感兴趣区域中的放射性活度对每个扫描位置的扫描时长的梯度。

步骤405，判断确定出的多个梯度是否相等。

步骤406，如果确定出的多个梯度不相等，则调节每个扫描位置对应的扫描时长对应的扫描时长，返回执行步骤403。

步骤407，如果确定出的多个梯度相等则将多个梯度相等时每个扫描位置对应的扫描时长分别确定为最佳扫描时长。

在确定最佳扫描时长后，基于最佳扫描时长进行扫描后，对待扫描对象进行扫描，得到的重建图像如图5所示。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种确定扫描时长的装置，如图6所示，该装置包括：

获取模块610，用于获取被扫描对象对应的侦查图像中的感兴趣区域，其中，所述侦查图像是在预设时长内对所述被扫描对象进行扫描得到的；

确定模块620，用于确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差；根据所述方差和总扫描时长，确定所述被扫描对象的每个扫描位置对应的最佳扫描时长。

可选的，所述确定模块620，用于：

确定所述感兴趣区域中的放射性活度的方差为：

其中，

为所述感兴趣区域中的放射性活度，

可选的，所述确定模块620，用于：

其中，δ为对第k个扫描位置的扫描时长t^(k)引入的扰动，

可选的，所述确定模块620，用于：

调整所述每个扫描位置对应的扫描时长，其中，

可选的，所述获取模块610，用于：

需要说明的是：上述实施例提供的确定扫描时长的装置在确定扫描时长时，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，上述实施例提供的确定扫描时长的装置与确定扫描时长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。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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。