本發(fā)明涉及醫(yī)療技術領域，特別涉及一種pet成像系統(tǒng)及其成像方法。

背景技術：

pet(positronemissiontomography：正電子發(fā)射斷層成像)成像技術是利用被標記的葡萄糖、氨基酸、胸腺嘧啶、受體的配體或血流顯像劑等藥物作為示蹤劑，以解剖圖像方式、從分子水平線上機體及病灶組織細胞的代謝、功能、血流、細胞增殖或受體分布狀況，為臨床提供更多生理和病理方面的診斷信息，對于幫助癌癥的早期診斷有著優(yōu)異的表現(xiàn)。

其中，數(shù)據(jù)采集是pet系統(tǒng)的一個重要組成部分，pet的數(shù)據(jù)采集存在多種工作方式，但總的來說，pet的數(shù)據(jù)采集包括三種掃描方式，分別是透射掃描、門控掃描和靜態(tài)掃描(又稱發(fā)射掃描)。通常地，對于患者全身的pet掃描一般采用靜態(tài)掃描，即在示蹤劑在體內(nèi)達到穩(wěn)定后開始采集pet數(shù)據(jù)，采集時間比較長。而門控掃描往往是單床位或雙床位的掃描模式，其利用內(nèi)臟器官運動的周期性特點，將數(shù)據(jù)采集與運動周期同步，是一種為消除臟器運動所產(chǎn)生的模糊效應而采用的掃描方式。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為獲取患者全身的pet圖像，一般預先對患者全身作一次靜態(tài)掃描，然后，對具有生理運動的部位增加一次門控掃描。這樣的做法，不但掃描以及圖像重建時間長，用戶體驗差，而且對于不存在呼吸運動的體位比如腿部，花費的掃描時間以及得到的pet數(shù)據(jù)在臨床上大多是沒有意義的。因此，有必要提出一種能夠實現(xiàn)高效掃描以及圖像重建的成像系統(tǒng)及其成像方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種pet成像系統(tǒng)及其成像方法，旨在降低正電子斷層成像掃描的掃描時間以及門控圖像的重建時間。

為實現(xiàn)上述目的以及其它相關目的，本發(fā)明提供了一種pet成像方法，其包括：

將一預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域，每個子掃描區(qū)域對應一個掃描床位；

針對每個掃描床位預先判斷其對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動；若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域存在生理運動，則通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，并至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像；若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域不存在生理運動，則通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，并根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像。

可選的，所述pet成像方法還包括：將多個掃描床位對應的子掃描區(qū)域的pet圖像進行拼接，獲取該預定掃描區(qū)段的pet圖像。

可選的，所述第一種數(shù)據(jù)采集模式為門控數(shù)據(jù)采集，所述第二種數(shù)據(jù)采集模式為靜態(tài)數(shù)據(jù)采集。

可選的，所述判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動包括：

通過第一種數(shù)據(jù)采集模式或第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，并基于所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該子掃描區(qū)域的生理運動特征，所述第三時間段小于所述第一時間段。

可選的，所述基于第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征的具體過程包括：將所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)按照采集時間劃分為多個pet數(shù)據(jù)段；重建所述多個pet數(shù)據(jù)段以得到多個pet圖像；獲取所述多個pet圖像對應的質心運動曲線；根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

可選的，所述根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征包括：對所述多個pet圖像對應的質心運動曲線進行傅立葉變換，在頻域對所述質心運動曲線對應的頻譜特征進行分析，并根據(jù)分析結果得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

可選的，所述至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像包括：

根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)和通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取的該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像。

可選的，所述判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動包括：為至少一個掃描床位設定用戶標識，以通過讀取所述至少一個掃描床位所具有的用戶標識，判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

可選的，所述判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動包括：獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域的ct定位像，以基于該ct定位像識別該子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

進一步的，本發(fā)明還提供了一種pet成像系統(tǒng)，其包括劃分單元、判斷單元、掃描單元和重建單元；

所述劃分單元用于將一預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域，每個子掃描區(qū)域對應一個掃描床位；

所述判斷單元用于針對每個掃描床位預先判斷其對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動；

所述掃描單元用于根據(jù)所述判斷單元的判斷采集對應的pet數(shù)據(jù)，若所述判斷單元判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域存在生理運動，則所述掃描單元通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，若所述判斷單元判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域不存在生理運動，則所述掃描單元通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)；

所述重建單元用于至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像和/或用于根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)還包括拼接單元，用于將多個掃描床位對應的子掃描區(qū)域的pet圖像進行拼接，獲取所述預定掃描區(qū)段的pet圖像。

可選的，所述判斷單元用于根據(jù)以下信息中的至少一種，判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動：

該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)；

該掃描床位所具有的用戶標識；

該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的ct定位像；

其中，所述掃描單元還用于采集掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，且所述第三時間段小于所述第一時間段；且所述判斷單元用于基于所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征，并用于根據(jù)該子掃描區(qū)域的生理運動特征判斷該子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

可選的，在根據(jù)該子掃描區(qū)域的生理運動特征判斷該子掃描區(qū)域是否存在生理運動時，所述判斷單元用于將所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)按照采集時間劃分為多個pet數(shù)據(jù)段，并重建所述多個pet數(shù)據(jù)段以得到多個pet圖像，且獲取所述多個pet圖像對應的質心運動曲線，且根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

可選的，在根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征時，所述判斷單元用于對所述多個pet圖像對應的質心運動曲線進行傅立葉變換，在頻域對所述質心運動曲線對應的頻譜特征進行分析，并根據(jù)分析結果得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)還包括存儲單元，所述存儲單元存儲有映射表，所述映射表存儲有掃描床位與其用戶標識之間的對照關系；且所述判斷單元用于訪問所述映射表并讀取掃描床位對應的用戶標識，并根據(jù)該用戶標識判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)還包括ct裝置，用于獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域的ct定位像并反饋給所述判斷單元，所述判斷單元用于根據(jù)該ct定位像判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)還包括輸出單元和輸入單元；所述輸出單元用于將上述預定掃描區(qū)段的pet圖像輸出，以供打印、顯示或共享等；所述輸入單元用于接收外界指令，所述外界指令包括門控重建的算法以及是否進行門控重建，所述重建單元根據(jù)該外界指令確定是否獲取子掃描區(qū)域的門控圖像以及以何種門控重建算法獲取該門控圖像。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)還包括監(jiān)測器，用于在所述掃描單元獲取所述第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)時，監(jiān)測子掃描區(qū)域的生理周期。

可選的，所述監(jiān)測器包括監(jiān)測所述子掃描區(qū)域的心動周期的心電圖儀和監(jiān)測所述子掃描區(qū)域的呼吸周期的呼吸監(jiān)測器中的至少一個。

綜上，在本發(fā)明提供的pet成像系統(tǒng)及其成像方法中，具有如下有益效果：

第一，本發(fā)明首先將一個預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域，且每個子掃描區(qū)域對應一個掃描床位；之后，針對每個掃描床位預先判斷對應的子掃描區(qū)域是否是存在生理運動，若子掃描區(qū)域沒有生理運動，則通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)得到該子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像，反之，若子掃描區(qū)域具有生理運動(如呼吸、脈搏、心跳)，則通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)得到該子掃描區(qū)域的門控圖像。

相比于預先通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取所有掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)后，以及通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取其中具有生理運動的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，最后結合具有生理運動的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)、以及所有子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，得到預定掃描區(qū)域的pet圖像，本發(fā)明提供的pet成像過程的掃描時間更短，且可以不必獲取具有生理運動的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，因此，可以簡化數(shù)據(jù)處理，并縮短圖像重建時間。

第二，本發(fā)明還可以通過第一種數(shù)據(jù)采集模式或第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，且第三時間段小于第一時間段，那么，可通過第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征，并根據(jù)該生理運動特征判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動，這樣一來，可以進一步降低掃描時間，提高圖像重建的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一提供的pet成像方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征的流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例一提供的第三時間段內(nèi)多個pet圖像對應的質心運動曲線圖；

圖4是圖3所示的第三時間段內(nèi)多個pet圖像對應的質心運動的頻譜圖；

圖5是本發(fā)明實施例二提供的pet成像方法的流程圖；

圖6是本發(fā)明實施例三提供的pet成像方法的流程圖；

圖7是本發(fā)明實施例四提供的pet成像系統(tǒng)的結構框圖。

其中，pet成像系統(tǒng)-100；劃分單元-110；判斷單元-120；掃描單元-130；重建單元-140；拼接單元-150；存儲單元-160；輸入單元-170；輸出單元-180；ct裝置-191；拍照裝置-192；后處理單元-193。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特征更加清楚，以下結合附圖1～7以及具體實施例，對本發(fā)明提出的pet成像系統(tǒng)及其成像方法作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

首先，本發(fā)明提供的pet成像方法包括：

將一預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域，每個子掃描區(qū)域對應一個掃描床位；

針對每個掃描床位預先判斷其對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動；若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域存在生理運動，則通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，并至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像；若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域不存在生理運動，則通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，并根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像。

其中，所述第一種數(shù)據(jù)采集模式優(yōu)選是門控數(shù)據(jù)采集，所述第二種數(shù)據(jù)采集模式優(yōu)選是靜態(tài)數(shù)據(jù)采集。

接下去，為了進一步說明本發(fā)明的pet成像系統(tǒng)及其成像方法，本文假定上述預定掃描區(qū)段為患者全身，且假定該患者全身被劃分為三個子掃描區(qū)域，分別為患者頭部、患者胸腹部以及患者下肢，但此劃分不應作為對本發(fā)明的限定，具體可根據(jù)pet裝置所能夠覆蓋的pet成像空間來確定。另外，以生理運動為呼吸運動進行舉例說明，但本發(fā)明所指的生理運動包括但不限于呼吸運動，還可以是心跳、脈搏等生理運動。再有，對上述三個子掃描區(qū)域的掃描操作順序不作特別的限定，既可以先掃描患者頭部，也可以先掃描患者胸腹部或患者下肢。

實施例一

圖1是本發(fā)明實施例一提供的pet成像方法的流程圖，如圖1所示，該pet成像方法具體包括下述步驟。

步驟s01為：獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)。

應當理解的是，每個子掃描區(qū)域對應于一個掃描床位，比如患者頭部對應有一個掃描床位，患者胸腹部對應另一個掃描床位，患者下肢對應有其余的一個掃描床位，而二個子掃描區(qū)域所對應的掃描床位便構成雙床位。故而，通過掃描床位的轉換，可以調整子掃描區(qū)域。一個掃描床位對應于一次pet掃描，進行完一個掃描床位的掃描后，檢查床載置患者移動到下一個掃描床位處進行pet掃描，即下一個掃描床位對應的子掃描區(qū)域進入pet成像空間內(nèi)。

另外，所述第三時間段小于第一時間段，且所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)可通過門控數(shù)據(jù)采集或靜態(tài)數(shù)據(jù)采集獲取。

步驟s01之后，執(zhí)行步驟s02：基于第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取對應的子掃描區(qū)域的生理運動特征。

然后，根據(jù)步驟s02中的生理運動特征執(zhí)行步驟s03：

判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動；若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域存在呼吸運動，則執(zhí)行步驟s04。

步驟s04為：通過門控數(shù)據(jù)采集獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，之后，執(zhí)行步驟s05。

步驟s05為：至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以門控重建算法對這些第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)進行門控重建處理，以獲取步驟s06中該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像。

反之，在上述步驟s03中，若該掃描床位對應的子掃描區(qū)域不存在呼吸運動，則執(zhí)行步驟s07：

通過靜態(tài)數(shù)據(jù)采集獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)。之后，執(zhí)行步驟s08：

根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以靜態(tài)圖像重建算法對這些第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)進行靜態(tài)重建處理，獲取步驟s09中該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像。

在獲取了子掃描區(qū)域的圖像后，優(yōu)選執(zhí)行步驟s10：判斷掃描是否結束。若掃描結束，則更優(yōu)選執(zhí)行步驟s11。若掃描還未結束，則執(zhí)行步驟s12。

可選的，根據(jù)子掃描區(qū)域的數(shù)量是否等于設定的最大值來判斷掃描是否結束，比如在本實施例中，將患者全身劃分為3個子掃描區(qū)域。因此，在經(jīng)過圖像重建后的子掃描區(qū)域的數(shù)量達到3個時，便優(yōu)選將所有子掃描區(qū)域的圖像進行拼接，以獲取患者全身的pet圖像并輸出以結束掃描。反之，在經(jīng)過圖像重建后的子掃描區(qū)域的數(shù)量未達到3個時，便繼續(xù)對下一個子掃描區(qū)域進行判斷、掃描、圖像重建，直至經(jīng)過圖像重建后的子掃描區(qū)域的數(shù)量等于設定的最大值。

繼而，若步驟s10中判斷掃描未結束，則重復上述步驟，直至獲取每個子掃描區(qū)域的圖像。其中，若判斷掃描未結束，則在獲取上一個子掃描區(qū)域的圖像后，執(zhí)行步驟s12：切換至下一個掃描床位，以對應于下一個子掃描區(qū)域，即使下一個子掃描區(qū)域進入pet成像空間。

接著如之前所述，若驟s10中判斷掃描結束，則執(zhí)行步驟s11：將所有子掃描區(qū)域的圖像進行拼接，獲取預定掃描區(qū)段的pet圖像。

舉例來說，取得患者頭部的靜態(tài)圖像、患者胸腹部的門控圖像以及患者下肢的靜態(tài)圖像后，將患者頭部的靜態(tài)圖像、患者胸腹部的門控圖像以及患者下肢的靜態(tài)圖進行拼接，比如采用常規(guī)的圖像拼接技術，從而獲取患者全身的pet圖像，這樣便獲取了經(jīng)呼吸運動校正的患者全身的pet圖像。

較佳地，還執(zhí)行步驟s13：輸出預定掃描區(qū)段的pet圖像，之后，執(zhí)行步驟s14，結束pet掃描。

上述實施例中，在利用門控重建算法獲取子掃描區(qū)域的門控圖像時，所述門控重建算法可以利用第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征(本文中，定義為第一種門控重建算法)，也可以通過外部設備，比如生命體征監(jiān)測器(可以是設定在患者上的綁帶)采集子掃描區(qū)域的生理運動特征(本文中，定義為第二種門控重建算法)，最后根據(jù)獲得的生理運動特征對第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)進行分幀處理，以得到該子掃描區(qū)域的門控圖像。

其中，對于第二種門控重建算法來說，優(yōu)選采用效果最優(yōu)化方式建立子掃描區(qū)域的門控圖像，有效確保能夠實現(xiàn)用戶對于門控重建的需求。對于第一種門控重建算法而言，優(yōu)選采用效率最優(yōu)化方式建立子掃描區(qū)域的門控圖像，保證數(shù)字門控在有可靠的呼吸運動識別的前提下觸發(fā)，保證可靠的門控圖像質量。

此外，上述步驟s10和步驟s11之間無執(zhí)行的先后順序之區(qū)分，只要能夠將所有子掃描區(qū)域的圖像進行拼接，獲取預定掃描區(qū)段的pet圖像便可。換而言之，在一種方式中，可以在獲取所有子掃描區(qū)域的圖像后進行一次性拼接。在另一種優(yōu)選方式中，在獲取每一個子掃描區(qū)域的圖像后，即執(zhí)行一次拼接操作。具體來說，除最先獲取的一個子掃描區(qū)域的圖像外，在獲取其余任一個子掃描區(qū)域的圖像后，將在后獲取的一個子掃描區(qū)域的圖像與在先獲取的所有子掃描區(qū)域的圖像進行拼接處理，以獲取當前的所有子掃描區(qū)域拼接后的pet圖像，直至掃描結束完成拼接。以依次對患者頭部、患者胸腹部、患者下肢進行掃描來說，將患者頭部的靜態(tài)圖像與患者胸腹部的動態(tài)圖像進行拼接，獲取第一拼接后的pet圖像，之后，將第一次拼接后的pet圖像與患者下肢的靜態(tài)圖像再次拼接，獲取第二次拼接后的pet圖像，該第二次拼接后的pet圖像即是患者全身的pet圖像，此方式相比于第一種拼接操作，效率高。

在一個優(yōu)選方案中，所述至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像包括：

根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)和通過門控數(shù)據(jù)采集模式獲取的該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像。

接著，如圖2所示，上述步驟s02中，所述基于第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征的具體過程優(yōu)選包括：

步驟s021：將所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)按照采集時間劃分為多個pet數(shù)據(jù)段；

步驟s022：重建所述多個pet數(shù)據(jù)段以得到多個pet圖像；

步驟s023：獲取所述多個pet圖像對應的質心運動曲線；

步驟s024：根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

其中，所述步驟s024優(yōu)選包括：對所述多個pet圖像對應的質心運動曲線進行傅立葉變換，在頻域對所述質心運動曲線對應的頻譜特征進行分析，并根據(jù)分析結果得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

舉例來說，將3min內(nèi)的pet數(shù)據(jù)按照100ms劃分為1800個pet數(shù)據(jù)段，根據(jù)該1800個pet數(shù)據(jù)段得到1800個pet圖像，之后，獲取該1800個pet圖像對應的如圖3所示的質心運動曲線。在圖3中，橫坐標是第三時間段(單位為第n個100msms，n為正整數(shù))，縱坐標是多個pet圖像所對應的質心的相對位置。接著，將圖3所示的質心運動曲線進行傅立葉變換，得到圖4所示的頻譜圖，進一步地，根據(jù)該頻譜圖進行頻譜特性分析，即可獲取該子掃描區(qū)域的生理運動特征(即子掃描區(qū)域是否對應于胸腹部呼吸運動區(qū)域)。在圖4中，橫坐標是頻率(單位為采樣時間信號周期個數(shù))，縱坐標是信號強度。

如圖4所示，當信號強度最大值(180)所對應的目標頻率位于人體正常的呼吸頻率范圍內(nèi)，則可判斷該子掃描區(qū)域存在呼吸運動，比如人體正常的呼吸頻率在0.2hz～0.5hz之間，而信號強度最大值(180)所出現(xiàn)的目標頻率為0.25hz，那么，即可確定當前子掃描區(qū)域存在呼吸運動。

優(yōu)選，當信號強度最大值(180)所對應的目標頻率位于人體正常的呼吸頻率范圍內(nèi)，確認該子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動的步驟包括：

步驟一：將第三時間段所對應的整個頻譜段劃分為第一頻譜段(即呼吸信號所在的頻譜區(qū)段)以及第二頻譜段(即噪聲所在的頻譜區(qū)段)，所述第一頻譜段為所述目標頻譜所在的頻譜區(qū)域，且所述第一頻譜段對應于人體的呼吸運動頻率；

步驟二：獲取所述第一頻譜段的能量值和第二頻譜段的能量值；

步驟三：獲取第一頻譜段的能量值與第二頻譜段的能量值的比值；

步驟四：判斷步驟三中的比值是否大于第一預設闕值，若該比值大于所述第一預設闕值，則判斷該子掃描區(qū)域存在呼吸運動，若否，則判斷該子掃描區(qū)域不存在呼吸運動。

在其他實施例中，當信號強度最大值(180)所對應的目標頻率位于人體正常的呼吸頻率范圍內(nèi)，確認該子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動的步驟優(yōu)選包括：

步驟一一：獲取所述第一頻譜段的能量值以及第三時間段對應的整個頻譜段的能量值；

步驟一二：獲取第一頻譜段的能量值與整個頻譜段的能量值的比值；

步驟一三：判斷步驟一二中的比值是否大于第二預設闕值，若該比值大于所述第二預設闕值，則判斷該子掃描區(qū)域存在呼吸運動，若否，則判斷該子掃描區(qū)域不存在呼吸運動。

進一步的，考慮到患者的呼吸運動存在差異，在另一種實施例中，當信號強度最大值(180)所對應的目標頻率位于人體正常的呼吸頻率范圍內(nèi)，確認該子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動的步驟優(yōu)選包括：

步驟二一：將第三時間段所對應的整個頻譜段劃分為第三頻譜段以及第五頻譜段，所述第三頻譜段包括前述第一頻譜段以及第四頻譜段，所述第四頻譜段為2倍目標頻率所在的頻譜區(qū)域；例如信號強度最大值所對應的目標頻率為0.4hz，則其2倍為0.8hz，那么，所述第一頻譜段設定在0.2hz～0.5hz之間(對應于人體呼吸運動頻率)，而所述第四頻譜段設定在0.5hz～1.0hz之間，即所述第三頻譜段設定在0.2hz～1.0hz之間；

步驟二二：獲取所述第三頻譜段的能量值和第五頻譜段的能量值；

步驟二三：獲取第三頻譜段的能量值與第五頻譜段的能量值的比值；

步驟二四：判斷步驟二三中的比值是否大于第三預設闕值，若該比值大于第三預設闕值，則確定該子掃描區(qū)域存在呼吸運動。

當然，還可獲取第三頻譜段的能量值與第三時間段對應的整個頻譜段的能量值的比值，并根據(jù)該比值是否大于第四預設闕值來判斷子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動；同樣地，若該比值大于第四預設闕值，則即可確定該子掃描區(qū)域存在呼吸運動。

實施例二

本實施例中提供的pet成像方法的原理與實施例一基本相同，以下僅針對不同點進行描述。本實施例中，為至少一個掃描床位設定用戶標識，以通過讀取所述至少一個掃描床位所具有的用戶標識，判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。例如，患者頭部對應的掃描床位以及患者下肢對應的掃描床位設定同一個用戶標識，為患者胸腹部對應的掃描床位設定另一個用戶標識，該兩個用戶標識不相同。

具體結合圖5來說，本實施例的pet成像方法以步驟s21和步驟s22取代了實施例一中的步驟s01、步驟s02和步驟s03，其余步驟與實施例一相同。

其中，步驟s21為：獲取子掃描區(qū)域對應的掃描床位所具有的用戶標識。

具體的，所述用戶標識較佳地為編號，如二維碼、條形碼等，比如患者頭部對應的掃描床位的編號設定為a1，患者胸腹部以及患者下肢對應的掃描單床位的編號設定為a2(a1不等于a2)，通過獲取當前掃描床位的編號即可知曉當前所執(zhí)行的子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動，顯然，該方式中，假定預先知悉每個子掃描區(qū)域的呼吸運動狀態(tài)。

之后，執(zhí)行步驟s22：根據(jù)用戶標識，判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動。具體的，若該用戶標識指向的是具有呼吸運動的子掃描區(qū)域，則執(zhí)行步驟s04；若該用戶標識指向的是不具有呼吸運動的子掃描區(qū)域，則執(zhí)行步驟s07。

實施例三

本實施例中提供的pet成像方法的原理與實施例一基本相同，以下僅針對不同點進行描述。

結合圖6來說，本實施例的pet成像方法以步驟s31和步驟s32取代了實施例一中的步驟s01、步驟s02和步驟s03，其余步驟與實施例一相同。

其中，步驟s31為：獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域的ct定位像。

步驟s32為：根據(jù)該ct定位像識別該子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動。在此，若該ct定位像所呈現(xiàn)的是具有生理運動的子掃描區(qū)域，則執(zhí)行步驟s04，反之，執(zhí)行步驟s07。

本實施例中，在判斷子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動之前，先獲取該子掃描區(qū)域的ct定位像(topogram，也稱topo像)，以通過該ct定位像來識別當前子掃描區(qū)域是否為包括人體運動器官的組織區(qū)域。

具體的，ct設備的定位像的圖像是以不同的灰度來表示的，其反映了人體器官和組織對x射線的吸收程度。在定位像中，黑影表示低吸收區(qū)，即低密度區(qū)，如肺部；白影表示高吸收區(qū)，即高密度區(qū)，如骨骼。實際工作中，常使用ct值表示密度的高低，一般地，定位像上空氣、脂肪、水、軟組織和骨骼的ct值依次增大。

本實施例中，可以根據(jù)ct定位像識別患者胸腹部，進而確定用于門控重建的掃描床位。具體的，獲取ct定位像后，對該定位像進行圖像分割，以獲取子掃描區(qū)域內(nèi)所包含的人體器官信息，比如識別具有呼吸運動的肺部。例如，在ct定位像上設定掃描范圍后，利用患者人體上各部位的ct值存在差異的特性查找患者的胸腔邊界，以得到患者的肺部。

實施例四

與上述實施例所不同的是，本實施例提供了一種pet成像系統(tǒng)100，具體如圖7所示。所述pet成像系統(tǒng)100包括劃分單元110、判斷單元120、掃描單元130和重建單元140。

所述劃分單元110用于將預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域。

所述判斷單元120用于針對每個掃描床位預先判斷其對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

所述掃描單元130用于根據(jù)判斷單元120的判斷采集對應的pet數(shù)據(jù)。若所述判斷單元120判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域存在生理運動，所述掃描單元130通過門控數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)。若所述判斷單元120判斷掃描床位對應的子掃描區(qū)域不存在生理運動，所述掃描單元通過靜態(tài)數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)。

所述重建單元140用于至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的門控圖像，或者根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像。再或者所述重建單元140既可以獲取子掃描區(qū)域的門控圖像，還可以獲取子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像，即圖像的獲取集成于一個單元中完成。

本實施例中，所述判斷單元120可根據(jù)實施例一至實施例三中描述的一種方式判斷子掃描區(qū)域是否存在生理運動，即掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)、掃描床位所具有的用戶標識或子掃描區(qū)域的ct定位像。

進一步的，所述掃描單元130還用于采集掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以便于判斷單元120基于所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征。

更進一步的，所述判斷單元120用于將所述第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)按照采集時間劃分為多個pet數(shù)據(jù)段，并重建所述多個pet數(shù)據(jù)段以得到多個pet圖像，且獲取所述多個pet圖像對應的質心運動曲線，且根據(jù)所述多個pet圖像對應的質心運動曲線得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。具體的，所述判斷單元120用于對所述多個pet圖像對應的質心運動曲線進行傅立葉變換，在頻域對所述質心運動曲線對應的頻譜特征進行分析，并根據(jù)分析結果得到子掃描區(qū)域的生理運動特征。

可選的，所述pet成像系統(tǒng)100還包括拼接單元150，用于將多個掃描床位對應的子掃描區(qū)域的pet圖像進行拼接，獲取預定掃描區(qū)段的pet圖像。更進一步的，所述拼接單元150可通過調整靜態(tài)圖像以及門控圖像重疊部分的權重比以及平滑系數(shù)，以此保證門控圖像和靜態(tài)圖像拼接位置的圖像質量，盡可能體現(xiàn)掃描對象運動信息。

更可選的，所述pet成像系統(tǒng)100還包括存儲單元160，所述存儲單元160存儲有映射表，所述映射表存儲有一個或多個掃描床位與對應的用戶標識之間的對照關系。所述判斷單元120用于訪問所述映射表并讀取掃描床位對應的用戶標識，并用于根據(jù)該用戶標識判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動。

本實施例中，所述pet成像系統(tǒng)100還包括輸入單元170和輸出單元180。所述輸出單元180用于將拼接單元150獲取的預定掃描區(qū)段的pet圖像進行輸出，比如輸出至打印機、服務器、顯示器等，以便于打印、共享或顯示等。所述輸入單元170用于接收外界指令，所述外界指令包括門控重建的算法以及是否進行門控重建，所述重建單元140根據(jù)該外界指令確定是否獲取子掃描區(qū)域的門控圖像以及以何種門控重建算法獲取該門控圖像。該輸入單元170可選是人機界面或鍵盤等。用戶可以在重建單元140門控之前，通過輸入單元170選擇門控重建模型。所述輸出單元180例如是網(wǎng)絡端口，usb端口等。所述輸出單元180可輸出格式dicom的pet圖像，其會根據(jù)全身掃描以及重建狀態(tài)合理設置相關輸出參數(shù)，保證圖像輸出的正確性以及可兼容性。

在一個實施例中，所述pet成像系統(tǒng)100還包括ct裝置191，用于獲取子掃描區(qū)域的ct定位像并反饋給判斷單元120，所述判斷單元120用于根據(jù)該ct定位像判斷子掃描區(qū)域是否具有能夠產(chǎn)生呼吸運動的人體器官組織。

除了ct定位像外，所述pet成像系統(tǒng)100還優(yōu)選包括拍照裝置192，該拍照裝置192可以獲取子掃描區(qū)域的照片，所述判斷單元120根據(jù)該照片識別當前子掃描區(qū)域是否為能夠產(chǎn)生呼吸運動的體位。所述拍照裝置192可設置在患者的上方，對準患者預被掃描的區(qū)域。比如，所述拍照裝置192將拍攝到的照片發(fā)送至判斷單元120的顯示模塊進行顯示，如此，操作者便可根據(jù)顯示的照片判斷當前子掃描區(qū)域的呼吸運動狀態(tài)。

進一步的，所述重建單元140優(yōu)選根據(jù)第一時間段的pet數(shù)據(jù)以及通過門控數(shù)據(jù)采集模式獲取的第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，獲取子掃描區(qū)域的門控圖像。其中，所述掃描單元130在采集pet數(shù)據(jù)時，采集參數(shù)的設置可根據(jù)門控重建分幀數(shù)以及靜態(tài)掃描參數(shù)確定。

優(yōu)選的，所述pet成像系統(tǒng)100還包括后處理單元193，用于對重建單元140獲取的門控圖像進行后處理，并將后處理的門控圖像輸出至拼接單元150，以通過后處理的方式保證門控重建圖像不同床位間統(tǒng)計特性一致性及定量正確性。

更優(yōu)選的，所述pet系統(tǒng)100還包括控制單元(未圖示)，分別與上述各個單元通訊連接，以在控制單元控制下實現(xiàn)智能化運行。詳細來說，所述判斷單元120在控制單元控制下判斷子掃描區(qū)域是否存在呼吸運動；所述掃描單元130在控制單元控制下根據(jù)判斷單元120判斷的結果獲取子掃描區(qū)域在對應時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)；所述重建單元140在控制單元控制下至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，獲取子掃描區(qū)域的門控圖像，或者在控制單元控制下根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，獲取子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像；所述拼接單元150在控制單元控制下將多個子掃描區(qū)域的圖像進行拼接，得到預定掃描區(qū)段的pet圖像；所述輸出單元180在控制單元控制下輸出預定掃描區(qū)段的pet圖像；所述后處理單元193在控制單元控制下對門控圖像進行后處理；所述輸入單元170可以將接收的外界指令發(fā)送給控制單元，使得控制單元根據(jù)該外界指令控制重建單元140是否實施門控重建或選擇何種門控重建算法。

本實施例中，若所述重建單元140通過基于體外生命監(jiān)測器采集呼吸運動的第二種門控重建算法來獲得門控圖像，所述pet成像系統(tǒng)100還包括監(jiān)測器，用于在掃描單元130獲取所述第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)時，監(jiān)測子掃描區(qū)域的生理周期。所述監(jiān)測器可包括監(jiān)測所述子掃描區(qū)域的心動周期的心電圖儀和監(jiān)測所述子掃描區(qū)域的呼吸周期的呼吸監(jiān)測器中的至少一個。

此外，當所述判斷單元120檢測到第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)中存在生理運動特征時，優(yōu)先使用第二種門控重建方法來獲取子掃描區(qū)域的門控圖像。

最后，本發(fā)明的pet成像系統(tǒng)100為重建單元140提供兩種可選擇的決策模型，包括效率最優(yōu)化和效果最優(yōu)化。優(yōu)選的，在獲取子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像時，以效率最優(yōu)為大權重設置，而在獲取子掃描區(qū)域的門控圖像時，以效果最優(yōu)化為大權重設置。

綜上，本發(fā)明提供的成像系統(tǒng)及其成像方法所取得的有益效果如下：

第一，本發(fā)明首先將一個預定掃描區(qū)段劃分為一個或多個子掃描區(qū)域，且每個子掃描區(qū)域對應一個掃描床位；之后，針對每個掃描床位預先判斷對應的子掃描區(qū)域是否是存在生理運動，若子掃描區(qū)域沒有生理運動，則通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以根據(jù)第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)得到該子掃描區(qū)域的靜態(tài)圖像，反之，若子掃描區(qū)域具有生理運動(如呼吸、脈搏、心跳)，則通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取該掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，以至少根據(jù)第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)得到該子掃描區(qū)域的門控圖像。

相比于預先通過第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取所有掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)后，以及通過第一種數(shù)據(jù)采集模式獲取其中具有生理運動的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，最后結合具有生理運動的子掃描區(qū)域在第一時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)、以及所有子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，得到預定掃描區(qū)域的pet圖像，本發(fā)明提供的pet成像過程的掃描時間更短，且可以不必獲取具有生理運動的子掃描區(qū)域在第二時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，因此，可以簡化數(shù)據(jù)處理，并縮短圖像重建時間。

第二，本發(fā)明還可以通過第一種數(shù)據(jù)采集模式或第二種數(shù)據(jù)采集模式獲取掃描床位對應的子掃描區(qū)域在第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)，且第三時間段小于第一時間段，那么，可通過第三時間段內(nèi)的pet數(shù)據(jù)獲取子掃描區(qū)域的生理運動特征，并根據(jù)該生理運動特征判斷該掃描床位對應的子掃描區(qū)域是否存在生理運動，這樣一來，可以進一步降低掃描時間，提高圖像重建的效率。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。