本發(fā)明主要涉及醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，尤其涉及一種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備及其掃描方法。

背景技術(shù)：

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，X光成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MR)、和正子發(fā)射斷層掃描(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等成像技術(shù)和設(shè)備在醫(yī)療機(jī)構(gòu)的臨床和研發(fā)工作中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。這些醫(yī)學(xué)影像設(shè)備各有特點(diǎn)，因此可以采用醫(yī)學(xué)圖像的配準(zhǔn)(registration)技術(shù)，將兩類(lèi)醫(yī)學(xué)圖像信息融合(fusion)，使兩類(lèi)不同類(lèi)型的醫(yī)學(xué)圖像結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，在一幅圖像中能同時(shí)表達(dá)人體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與功能信息，從而更全面地更直觀地反映人體的解剖、生理與病例特征。

例如PET/CT是在原有能夠反映示蹤劑體內(nèi)分布的功能分子影像設(shè)備PET的基礎(chǔ)上，與能夠反映組織解剖結(jié)構(gòu)的影像設(shè)備CT結(jié)合，同時(shí)提供PET圖像與CT影像，并進(jìn)行圖像融合的影響設(shè)備。

PET/CT設(shè)備大多數(shù)情況下會(huì)執(zhí)行全身掃描，有時(shí)會(huì)執(zhí)行軀干掃描，掃描劑量相對(duì)較大。尤其是，CT掃描劑量比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備及其掃描方法，它在結(jié)合CT掃描方式和其他掃描方式的情況下，能夠降低CT掃描劑量。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法，使用第一掃描方式進(jìn)行掃描，該第一掃描方式為采集該患者的功能數(shù)據(jù)的掃描方式；獲得使用該第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像；根據(jù)該第一圖像進(jìn)行第二掃描方式的劑量規(guī)劃，該第二掃描方式為采集該患者的解剖數(shù)據(jù)的掃描方式，包括：分析該第一圖像以識(shí)別感興趣區(qū)域；在該感興趣區(qū)域進(jìn)行高分辨輻射劑量的掃描，在該感興趣區(qū)域以外的區(qū)域進(jìn)行低分辨輻射劑量的掃描劑量；以及根據(jù)該劑量規(guī)劃的方案使用第二掃描方式進(jìn)行掃描。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，分析該第一圖像以識(shí)別任何感興趣區(qū)域的方法包括：分析該第一圖像以確定一個(gè)或多個(gè)可疑病灶位置；根據(jù)該可疑病灶位置確定該感興趣區(qū)域，該感興趣區(qū)域包含該可疑病灶位置。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，沿著該醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的病床的軸向區(qū)分該感興趣區(qū)域和該感興趣區(qū)域以外的區(qū)域。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)該劑量規(guī)劃的方案使用第二掃描方式進(jìn)行掃描之后還包括：獲得使用該第二掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第二圖像。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括：根據(jù)該第二圖像對(duì)該第一圖像進(jìn)行再處理。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)該劑量規(guī)劃的方案使用第二掃描方式進(jìn)行掃描之后還包括：使用該第一掃描方式再次進(jìn)行掃描；獲得使用該第一掃描方式再次進(jìn)行掃描得到的數(shù)據(jù)所重建的第三圖像；根據(jù)該第二圖像對(duì)該第三圖像進(jìn)行再處理。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該再處理包括衰減校正。

本發(fā)明還提出一種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，適于使用第一掃描方式和第二掃描方式對(duì)患者進(jìn)行掃描，該第一掃描方式為采集該患者的功能數(shù)據(jù)的掃描方式，該第二掃描方式為采集該患者的解剖數(shù)據(jù)的掃描方式，該醫(yī)學(xué)影像設(shè)備包括處理器、第一掃描單元和第二掃描單元，其中該處理器配置為執(zhí)行如下步驟：控制該第一掃描單元使用該第一掃描方式進(jìn)行掃描；獲得使用該第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像；根據(jù)該病灶位置進(jìn)行該第二掃描方式的劑量規(guī)劃，包括：分析該第一圖像以識(shí)別感興趣區(qū)域；在該感興趣區(qū)域進(jìn)行高分辨輻射劑量的掃描，在感興趣區(qū)域以外的區(qū)域進(jìn)行低分辯輻射劑量的掃描；以及根據(jù)該劑量規(guī)劃的方案控制該第二掃描單元使用該第二掃描方式進(jìn)行掃描。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該處理器分析該第一圖像以識(shí)別感興趣區(qū)域的步驟包括：分析該第一圖像以確定一個(gè)或多個(gè)可疑病灶位置；根據(jù)該可疑病灶位置確定該感興趣區(qū)域，該感興趣區(qū)域包含該可疑病灶位置。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該處理器配置為沿著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的病床的軸向區(qū)分該感興趣區(qū)域和該感興趣區(qū)域以外的區(qū)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以通過(guò)其他掃描方式預(yù)先進(jìn)行掃描的結(jié)果，對(duì)CT掃描的劑量進(jìn)行規(guī)劃，從而在不影響診斷的情況下大幅度降低掃描劑量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。

圖4是本發(fā)明又一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PET MIP圖像。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可疑病灶位置標(biāo)記示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)全身掃描或者大范圍掃描的劑量較大，然而對(duì)于大部分掃描區(qū)域，CT的作用是提供大致的解剖學(xué)圖像和衰減校正(例如作為PET的輸入級(jí))，不需要診斷級(jí)別的圖像。例如在惡性腫瘤患者的預(yù)后評(píng)價(jià)中，并不關(guān)心病灶(包括轉(zhuǎn)移灶)以外的區(qū)域。為此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)預(yù)先確定鎖定病灶位置，在對(duì)應(yīng)區(qū)域設(shè)定診斷級(jí)別的劑量，其他區(qū)域采用低劑量，而在不影響診斷質(zhì)量的前提下大幅度的降低掃描劑量。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。參考圖1所示，本實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備簡(jiǎn)單地包括處理器11、第一掃描單元12和第二掃描單元13。在本發(fā)明的上下文中，處理器是能夠執(zhí)行指令以進(jìn)行控制、處理、通信等功能的器件。盡管在本發(fā)明中以單一形式示例處理器11，但可以理解，處理器11可以是一些控制器件、處理器件的組合。第一掃描單元12能夠使用第一掃描方式進(jìn)行掃描。第二掃描單元13能夠使用第一掃描方式進(jìn)行掃描。第一掃描方式是采集患者的功能數(shù)據(jù)的掃描方式。作為舉例，目前已知的方式包括PET掃描、MR掃描或SPECT掃描?？梢岳斫?，如果有其他已知的方式能夠?qū)崿F(xiàn)前述目的，也在本發(fā)明的實(shí)施范圍內(nèi)。第二掃描方式是采集患者的解剖數(shù)據(jù)的掃描方式。作為舉例，目前已知的方式包括CT掃描。第一掃描單元12和第二掃描單元13按照前述的掃描方式相應(yīng)的配置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，第一掃描單元12和第二掃描單元13可包括許多電子和機(jī)械的部件，由于其并非本發(fā)明的重點(diǎn)，在此不進(jìn)行展開(kāi)。處理器11可以命令第一掃描單元12和第二掃描單元13在所需的時(shí)機(jī)按照所需的參數(shù)(如劑量、時(shí)間)執(zhí)行掃描。處理器11可以獲取掃描結(jié)果，并通過(guò)處理來(lái)獲得所需的圖像。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。參考圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法包括以下步驟：

在步驟201，使用第一掃描方式進(jìn)行掃描。

例如進(jìn)行PET掃描。PET掃描過(guò)程為已知，在此不再展開(kāi)。在已知的PET/CT設(shè)備中，PET掃描通常在CT掃描之后進(jìn)行，在本實(shí)施例中，先進(jìn)行PET掃描。由于使用PET掃描得到的數(shù)據(jù)需要校正，例如衰減校正、散射校正、歸一化校正等。較佳的，可以利用MLAA等算法進(jìn)行初步的衰減校正和散射校正。

在步驟202，獲得使用第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像。

可以根據(jù)第一掃描方式的掃描結(jié)果重建第一圖像。例如PET掃描的結(jié)果可以重建出PET圖像，如圖5所示。

在步驟203，根據(jù)第一圖像進(jìn)行第二掃描方式的劑量規(guī)劃。

此步驟首先包括分析第一圖像以識(shí)別任何感興趣區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，在圖5所示的PET MIP圖像中會(huì)包含可疑病灶位置(代謝增高部位)。在此步驟中，分析此圖像以確定一個(gè)或多個(gè)可疑病灶位置，且根據(jù)可疑病灶位置確定感興趣區(qū)域，感興趣區(qū)域包含可疑病灶位置。在一個(gè)示例中，可以接收操作者在根據(jù)第一掃描方式所重建的圖像上所標(biāo)記的可疑病灶位置。例如，可以將PET MIP圖像通過(guò)系統(tǒng)的顯示器顯示給醫(yī)生，由醫(yī)生標(biāo)記可疑病灶位置。在另一個(gè)示例中，可以自動(dòng)識(shí)別使用第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像上的可疑病灶位置。例如，系統(tǒng)在重建第一圖像后通過(guò)圖像識(shí)別算法來(lái)識(shí)別PET MIP圖像上的可疑病灶位置。較佳的，自動(dòng)識(shí)別的可疑病灶位置可以呈現(xiàn)給醫(yī)生，由醫(yī)生視情況進(jìn)行調(diào)整。圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可疑病灶位置標(biāo)記示意圖。

在識(shí)別感興趣區(qū)域后，在感興趣區(qū)域進(jìn)行高分辨輻射劑量的掃描，在感興趣區(qū)域以外的區(qū)域進(jìn)行低分辯輻射劑量的掃描。高分辨輻射劑量通常為診斷級(jí)別的劑量。低分辯輻射劑量是能夠提供解剖學(xué)圖像的劑量。在有些實(shí)施例中，可以使用CT掃描得到的數(shù)據(jù)對(duì)PET圖像進(jìn)行衰減校正，第二級(jí)別輻射劑量是能夠提供解剖學(xué)圖像和衰減校正的劑量。診斷級(jí)別以及低劑量的管電壓、管電流參數(shù)可以根據(jù)(但不限于)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行默認(rèn)參數(shù)的設(shè)置。

由于CT掃描的劑量差異通常僅在沿著設(shè)備的病床的軸向方向(稱為z軸)改變，因此本實(shí)施例中，感興趣區(qū)域和感興趣區(qū)域以外的區(qū)域，也是在z軸做區(qū)分。圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。參考圖7所示，在兩個(gè)包括可疑病灶的感興趣區(qū)域ROI 1和ROI 2，設(shè)定較高的掃描劑量，其他區(qū)域設(shè)定較低的掃描劑量。

在另一實(shí)施例中，可以適當(dāng)擴(kuò)大感興趣區(qū)域的范圍。圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。如圖7所示，為了保證解剖區(qū)域的全覆蓋，可選擇ROI擴(kuò)大范圍的勾畫(huà)。圖7中除外ROI 1與ROI 2中間區(qū)域的聯(lián)通覆蓋，還分別向軸向兩端擴(kuò)展，以增大診斷劑量的覆蓋范圍。此實(shí)施例由于診斷劑量范圍的擴(kuò)大，可以在CT解剖像上更精細(xì)地觀察病灶周?chē)奂皡^(qū)域。

由于PET/CT設(shè)備中，PET的位置與CT的位置是經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的，因此PET圖像和CT圖像位置是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的，這就可以根據(jù)PET圖像上的病灶位置得到CT圖像上的病灶位置。

在步驟204，根據(jù)劑量規(guī)劃的方案使用第二掃描方式進(jìn)行掃描。

在此步驟中，根據(jù)步驟203規(guī)劃的劑量使用CT掃描方式對(duì)患者進(jìn)行掃描。掃描方式可以為全身掃描或者主要軀干掃描。

盡管上述的實(shí)施例是以PET/CT為例描述，但是可以理解，第一掃描方式也可以是MR掃描或SPECT掃描。

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。參考圖3所示，本實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法的步驟301-304與圖2所示實(shí)施例的步驟201-204相同，除此之外，本實(shí)施例還包括從步驟305開(kāi)始，獲得使用第二掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第二圖像，根據(jù)該第二圖像對(duì)使用第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像進(jìn)行再處理。例如，使用CT掃描得到的數(shù)據(jù)所重建的CT圖像，對(duì)使用PET掃描得到的數(shù)據(jù)所重建的PET圖像進(jìn)行再處理。此處的再處理可包括衰減校正、散射校正等。在步驟306，對(duì)再處理后的第一圖像和第二圖像進(jìn)行融合處理。

盡管上述的實(shí)施例是以PET/CT為例描述，但是可以理解，第一掃描方式也可以是MR掃描或SPECT掃描。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法流程圖。參考圖4所示，本發(fā)明又一實(shí)施例的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描方法包括以下步驟：

在步驟401，使用第一掃描方式進(jìn)行掃描。

例如進(jìn)行PET掃描。PET掃描過(guò)程為已知，在此不再展開(kāi)。在已知的PET/CT設(shè)備中，PET掃描通常在CT掃描之后進(jìn)行，在本實(shí)施例中，先進(jìn)行PET掃描。不過(guò)，與圖2、圖3所示實(shí)施例不同，此步驟中PET掃描結(jié)果只用于CT掃描的劑量規(guī)劃，不作為最后的診斷圖像。由于對(duì)掃描質(zhì)量(如信噪比、對(duì)比度等)要求較低，此次掃描可以用低于診斷圖像掃描的更短時(shí)間完成。

在步驟402，獲得使用第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像。

可以根據(jù)第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)，重建第一圖像。例如使用PET掃描得到的數(shù)據(jù)可以重建出PET圖像，如圖5所示。

在步驟403，根據(jù)第一圖像進(jìn)行第二掃描方式的劑量規(guī)劃。

此步驟首先包括分析第一圖像以識(shí)別任何感興趣區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，在圖5所示的PET MIP圖像中會(huì)包含可疑病灶位置(代謝增高部位)。在此步驟中，分析此圖像以確定一個(gè)或多個(gè)可疑病灶位置，且根據(jù)可疑病灶位置確定感興趣區(qū)域，感興趣區(qū)域包含可疑病灶位置。在一個(gè)示例中，可以接收操作者在根據(jù)使用該第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像上所標(biāo)記的可疑病灶位置。例如，可以將PET MIP圖像通過(guò)系統(tǒng)的顯示器顯示給醫(yī)生，由醫(yī)生標(biāo)記可疑病灶位置。在另一個(gè)示例中，可以自動(dòng)識(shí)別根據(jù)使用第一掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第一圖像上的病灶位置。例如，系統(tǒng)在重建第一圖像后通過(guò)圖像識(shí)別算法來(lái)識(shí)別PET MIP圖像上的可疑病灶位置。較佳的，自動(dòng)識(shí)別的可疑病灶位置可以呈現(xiàn)給醫(yī)生，由醫(yī)生視情況進(jìn)行調(diào)整。圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可疑病灶位置標(biāo)記示意圖。

在識(shí)別感興趣區(qū)域后，在感興趣區(qū)域進(jìn)行高分辨輻射劑量的掃描，在感興趣區(qū)域以外的區(qū)域進(jìn)行低分辯輻射劑量的掃描。高分辨輻射劑量通常為診斷級(jí)別的劑量。低分辯輻射劑量是能夠提供解剖學(xué)圖像的劑量。在有些實(shí)施例中，可以使用CT掃描得到的數(shù)據(jù)對(duì)PET圖像進(jìn)行衰減校正，低分辨輻射劑量是能夠提供解剖學(xué)圖像和衰減校正的劑量。診斷級(jí)別以及低劑量的管電壓、管電流參數(shù)可以根據(jù)(但不限于)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行默認(rèn)參數(shù)的設(shè)置。

由于CT掃描的劑量差異通常僅在沿著設(shè)備的病床的軸向方向(稱為z軸)改變，因此本實(shí)施例中，感興趣區(qū)域和感興趣區(qū)域以外的區(qū)域，也是在z軸做區(qū)分。圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。參考圖7所示，在兩個(gè)包含可疑病灶的感興趣區(qū)域ROI 1和ROI 2，設(shè)定較高的掃描劑量，其他區(qū)域設(shè)定較低的掃描劑量。

在另一實(shí)施例中，可以適當(dāng)擴(kuò)大感興趣區(qū)域的范圍。圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CT劑量規(guī)劃示意圖。如圖7所示，為了保證解剖區(qū)域的全覆蓋，可選擇ROI擴(kuò)大范圍的勾畫(huà)。圖7中除外ROI 1與ROI 2中間區(qū)域的聯(lián)通覆蓋，還分別向軸向兩端擴(kuò)展，以增大診斷劑量的覆蓋范圍。此實(shí)施例由于診斷劑量范圍的擴(kuò)大，可以在CT解剖像上更精細(xì)地觀察病灶周?chē)奂皡^(qū)域。

由于PET/CT設(shè)備中，PET的位置與CT的位置是經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的，因此PET圖像和CT圖像位置是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的，這就可以根據(jù)PET圖像上的病灶位置得到CT圖像上的病灶位置。

在步驟404，根據(jù)劑量規(guī)劃的方案使用第二掃描方式進(jìn)行掃描。

在此步驟中，根據(jù)步驟403規(guī)劃的劑量使用CT掃描方式對(duì)患者進(jìn)行掃描。掃描方式可以為全身掃描。

在步驟405，使用第一掃描方式再次進(jìn)行掃描。

例如在此步驟中，可使用PET掃描方式再進(jìn)行掃描。此次掃描結(jié)果將作為診斷之用，因此對(duì)掃描質(zhì)量要求更高，需要標(biāo)準(zhǔn)掃描時(shí)間。

在步驟406，根據(jù)使用該第二掃描方式得到的數(shù)據(jù)所重建的第二圖像，對(duì)根據(jù)使用再次掃描得到的數(shù)據(jù)所重建的第三圖像進(jìn)行再處理。

例如，使用CT掃描所重建的CT圖像，對(duì)使用PET再次掃描所重建的PET圖像進(jìn)行再處理。此處的再處理可包括PET衰減校正、散射校正等。

在步驟407，對(duì)再處理后的第三圖像和第二圖像進(jìn)行融合處理。

盡管上述的實(shí)施例是以PET/CT為例描述，但是可以理解，第一掃描方式也可以是MR掃描或SPECT掃描。

如步驟401和405所提到的，使用第一掃描方式進(jìn)行初次掃描的時(shí)間小于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，使用第一掃描方式進(jìn)行再次進(jìn)行掃描的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。這樣，本實(shí)施例多進(jìn)行了一次掃描，但是可以沿用傳統(tǒng)的掃描順序。這種方式尤其適用于全身PET。對(duì)于全身PET來(lái)說(shuō)，由于靈敏度高，成像速度快，多進(jìn)行了一次PET掃描只需花費(fèi)20s左右時(shí)間。

雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來(lái)描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，在沒(méi)有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。