用于在圖像重構(gòu)中執(zhí)行聯(lián)合估計技術(shù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在圖像重構(gòu)中執(zhí)行聯(lián)合估計技術(shù)的方法和系統(tǒng)。一種用于校正發(fā)射斷層成像圖像的方法包括獲得第一模態(tài)圖像數(shù)據(jù)集，識別第一模態(tài)數(shù)據(jù)集中可受呼吸運動影響的區(qū)域，以及應(yīng)用聯(lián)合估計衰減校正技術(shù)以改進(jìn)發(fā)射圖像數(shù)據(jù)。本文中也描述了醫(yī)療成像系統(tǒng)。發(fā)射斷層成像可包括正電子發(fā)射斷層成像(PET)和單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)。
【專利說明】
用于在圖像重構(gòu)中執(zhí)行聯(lián)合估計技術(shù)的方法和系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0001]本文中公開的主題一般涉及成像系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用于執(zhí)行醫(yī)療圖像的校正和重構(gòu)的方法和系統(tǒng)。
[0002]多模態(tài)成像系統(tǒng)使用不同模態(tài)掃描，例如，計算斷層成像(CT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層成像(PET)及單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)。在操作期間，圖像質(zhì)量可受各種因素影響。一個此類因素是患者運動。另一因素是在使用由患者運動造成的兩個不同成像模態(tài)采集的圖像之間不準(zhǔn)確的衰減校正。
[0003]相應(yīng)地，至少一個已知PET-CT系統(tǒng)利用由CT系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)以生成PET掃描數(shù)據(jù)的衰減校正。具體而言，從在CT掃描期間生成的CT數(shù)據(jù)推導(dǎo)多個發(fā)射衰減校正因子，其中，CT系統(tǒng)專門配置成生成要用于CT衰減校正因子的數(shù)據(jù)。更具體地說，CT信息用于生成衰減圖，衰減圖隨后可應(yīng)用于衰減正確的PET或SPECT發(fā)射信息。
[0004]例如在PET成像中，示蹤劑分布的準(zhǔn)確定量重構(gòu)要求將由組織造成的光子的衰減和散射考慮在內(nèi)。散射校正要求準(zhǔn)確的衰減估計。呼吸運動能夠?qū)ι傻乃p圖的準(zhǔn)確度有不利影響。被掃描主體的某些受呼吸影響的區(qū)域可易于受在CT衰減校正因子與PET發(fā)射信息之間的衰減校正失配影響。要改進(jìn)準(zhǔn)確度和圖像質(zhì)量，需要通過改進(jìn)的技術(shù)降低此失配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一實施例，提供了成像系統(tǒng)和方法，包括:采集計算斷層成像(CT)數(shù)據(jù)庫;從CT數(shù)據(jù)集確定肺部邊界信息;通過生成用于肺部邊界信息內(nèi)體素和肺部邊界的參數(shù)化距離內(nèi)體素的圖像掩蔽，生成邊界掩蔽;采集發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集；以及重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集;其中，重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集包括應(yīng)用邊界掩蔽到發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集;通過聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)，重構(gòu)邊界掩蔽內(nèi)的發(fā)射體素;通過活性估計技術(shù)，重構(gòu)邊界掩蔽外的發(fā)射體素；以及將重構(gòu)圖像體素組合成重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。系統(tǒng)可包括CT系統(tǒng)、PET系統(tǒng)和/或SPECT系統(tǒng)。系統(tǒng)和方法能夠還包括向網(wǎng)絡(luò)、顯示器、打印機或存儲器裝置輸出重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。基于成像歷史、患者特征或操作員輸入，能夠設(shè)置參數(shù)化距離。
[0006]此外，根據(jù)一實施例，聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)包括在活性重構(gòu)與衰減重構(gòu)之間交替圖像體素的更新。聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)趨近局部最優(yōu)?；钚灾貥?gòu)包括來自發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的活性信息，并且衰減重構(gòu)包括來自CT數(shù)據(jù)集的衰減信息?；钚怨烙嬎p校正技術(shù)包括使用從CT數(shù)據(jù)集生成的衰減圖。
[0007]此外，根據(jù)一實施例，發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)集。根據(jù)一實施例，發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)數(shù)據(jù)集。
[0008]此外，根據(jù)一實施例，發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是四維(4D)，并且確定肺部邊界信息，生成邊界掩蔽，以及重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的步驟為發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的每個箱(bin)執(zhí)行。通過為每個箱組合重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集，系統(tǒng)和方法還能夠生成4D重構(gòu)發(fā)射圖像。
[0009]此外，根據(jù)一實施例，使用MRI成像系統(tǒng)和MRI圖像數(shù)據(jù)集而不是CT。
[0010]1.一種成像方法，包括:
采集計算斷層成像(CT)數(shù)據(jù)集；
從所述CT數(shù)據(jù)集確定肺部邊界信息；
通過生成用于所述肺部邊界信息內(nèi)體素和所述肺部邊界信息的參數(shù)化距離內(nèi)體素的圖像掩蔽，生成邊界掩蔽；
采集發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集;以及重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集；
其中所述重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集包括應(yīng)用所述邊界掩蔽到所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集;通過聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽內(nèi)的發(fā)射體素;通過活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽外的發(fā)射體素；以及將重構(gòu)圖像體素組合成重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。
[0011]2.如技術(shù)方案I所述的方法，其中聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)包括在活性重構(gòu)與衰減重構(gòu)之間交替圖像體素的更新。
[0012]3.如技術(shù)方案2所述的方法，其中所述聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)趨近局部最優(yōu)。
[0013]4.如技術(shù)方案2所述的方法，其中所述活性重構(gòu)包括來自所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的活性信息，并且所述衰減重構(gòu)包括來自所述CT數(shù)據(jù)集的衰減信息。
[0014]5.如技術(shù)方案I所述的方法，其中活性估計技術(shù)包括使用從所述CT數(shù)據(jù)集生成的衰減圖。
[0015]6.如技術(shù)方案I所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)集。
[0016]7.如技術(shù)方案I所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)數(shù)據(jù)集。
[0017]8.如技術(shù)方案I所述的方法，還包括:
向網(wǎng)絡(luò)、顯示器、打印機或存儲器裝置輸出所述重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。
[0018]9.如技術(shù)方案I所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是四維(4D)，并且確定肺部邊界信息，生成邊界掩蔽，以及重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的所述步驟為所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的每個箱執(zhí)行。
[0019]10.如技術(shù)方案9所述的方法，還包括:
通過為每個箱組合所述重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集，生成4D重構(gòu)發(fā)射圖像。
[0020]11.如技術(shù)方案I所述的方法，其中基于成像歷史、患者特征或操作員輸入，設(shè)置所述參數(shù)化距離。
[0021]12.一種醫(yī)療成像系統(tǒng)，包括:
第一模態(tài)成像系統(tǒng)；
正電子發(fā)射斷層成像(PET)系統(tǒng)；
耦合到所述第一模態(tài)系統(tǒng)和所述PET系統(tǒng)的計算機，所述計算機編程為:
采集第一模態(tài)數(shù)據(jù)集；
從所述第一數(shù)據(jù)集確定身體邊界信息；
通過生成用于所述身體邊界信息內(nèi)體素和所述身體邊界信息的參數(shù)化距離內(nèi)體素的圖像掩蔽，生成邊界掩蔽； 采集PET數(shù)據(jù)集；以及重構(gòu)所述PET數(shù)據(jù)集；
其中所述重構(gòu)所述PET數(shù)據(jù)集包括應(yīng)用所述邊界掩蔽到所述PET數(shù)據(jù)集;通過聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽內(nèi)的PET體素;通過活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽外的PET體素；以及將重構(gòu)PET圖像體素組合成重構(gòu)PET圖像。
[0022]13.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)包括在活性重構(gòu)與衰減重構(gòu)之間交替圖像體素的更新。
[0023]14.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中所述聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)趨近局部最優(yōu)。
[0024]15.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中所述活性重構(gòu)包括來自所述PET數(shù)據(jù)集的活性信息，并且所述衰減重構(gòu)包括來自所述第一模態(tài)數(shù)據(jù)集的衰減信息。
[0025]16.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中活性估計技術(shù)包括使用從所述第一模態(tài)數(shù)據(jù)集生成的衰減圖。
[0026]17.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，還包括:
向網(wǎng)絡(luò)、顯示器、打印機或存儲器裝置輸出所述重構(gòu)PET圖像。
[0027]18.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述PET數(shù)據(jù)集是四維(4D)，并且確定身體邊界信息，生成邊界掩蔽，以及重構(gòu)所述PET數(shù)據(jù)集的所述步驟為所述PET數(shù)據(jù)集的每個箱執(zhí)行。
[0028]19.如技術(shù)方案18所述的系統(tǒng)，還包括:
通過為每個箱組合所述重構(gòu)PET數(shù)據(jù)集，生成4D重構(gòu)PET圖像。
[0029]20.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中基于成像歷史、患者特征或操作員輸入，設(shè)置所述參數(shù)化距離。
[0030]21.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述第一模態(tài)是計算斷層成像(CT)。
[0031]22.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中所述第一模態(tài)是磁共振成像(CT)。
[0032]23.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中身體邊界信息是肺部邊界信息。
[0033]24.如技術(shù)方案23所述的系統(tǒng)，其中從所述第一模態(tài)數(shù)據(jù)集確定肺部邊界信息包括從所述第一模態(tài)數(shù)據(jù)集確定所述肺部區(qū)域的軸向覆蓋范圍，并且僅確定在所述軸向覆蓋范圍內(nèi)所述第一模態(tài)數(shù)據(jù)集的部分中的肺部邊界信息。
[0034]25.如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中身體邊界信息是受呼吸影響的區(qū)域信息。
【附圖說明】
[0035]圖1是根據(jù)各種實施例形成的示范成像系統(tǒng)的插圖。
[0036]圖2是示出根據(jù)各種實施例，用于衰減校正發(fā)射數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
[0037]圖3是示出根據(jù)各種實施例的被侵蝕邊界的示范圖像。
[0038]圖4是示出根據(jù)各種實施例，用于衰減校正4D發(fā)射數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
[0039]圖5是根據(jù)各種實施例，在圖1中示出的第一模態(tài)單元的示意框圖。
[0040]圖6是根據(jù)各種實施例，在圖1中示出的第二模態(tài)單元的示意框圖。
【具體實施方式】
[0041]在結(jié)合附圖閱讀時，將更好地理解以上概述及各種實施例的以下詳細(xì)描述。就示出各種實施例的功能塊的圖解而言，功能塊不一定指示硬件電路之間的分割。因此，例如，一個或多個功能塊(例如，處理器或存儲器)可在單件硬件(例如，通用信號處理器或隨機存取存儲器塊、硬盤或諸如此類)或多件硬件中實現(xiàn)。類似地，程序可以是獨立程序，可以作為子例程包含在操作系統(tǒng)中，可以是安裝的軟件包的功能及諸如此類。應(yīng)理解的是，各種實施例不限于圖形中所示的布置和手段。
[0042]在本文使用時，單數(shù)形式表述或前面帶有字詞“一個”的要素或步驟應(yīng)理解為不排除多個所述要素或步驟，除非明確陳述此類排除。此外，對本發(fā)明的“一個實施例”的引用無意解釋為排除也包含所述特性的另外實施例的存在。另外，除非有明確相反的陳述，否則，“包括”或“具有”含特定屬性的要素或多個要素的實施例可包括不具有該屬性的另外要素。
[0043]此外，在本文中使用時，短語“重構(gòu)圖像”無意于排除生成表示圖像的數(shù)據(jù)，但未生成可視圖像的實施例。因此，在本文中使用時，術(shù)語“圖像”在廣義上指可視圖像和表示可視圖像的數(shù)據(jù)。然而，許多實施例生成或配置成生成至少一個可視圖像。
[0044]圖1是根據(jù)各種實施例形成的示范成像系統(tǒng)的插圖。成像系統(tǒng)10是包括不同類型的成像模態(tài)的多模態(tài)成像系統(tǒng)，如正電子發(fā)射斷層成像(PET)、單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)、計算斷層成像(CT)、超聲、磁共振成像(MRI)或能夠生成診斷圖像的任何其它系統(tǒng)。在所示實施例中，成像系統(tǒng)10是PET/CT系統(tǒng)。各種實施例不限于用于為受試人成像的醫(yī)療成像系統(tǒng)，而是可包括用于為非人體對象成像的獸醫(yī)或非醫(yī)療系統(tǒng)。
[0045]參照圖1，多模態(tài)成像系統(tǒng)10包括第一模態(tài)單元12和第二模態(tài)單元14。這些單元可沿如10中所示軸對齊，或者可共處于患者周圍的共同空間，如使第二模態(tài)單元14在第一模態(tài)單元12內(nèi)或反之亦然。兩個模態(tài)單元允許多模態(tài)成像系統(tǒng)10使用第一模態(tài)單元12在第一模態(tài)中掃描對象或主體16，并且使用第二模態(tài)單元14在第二模態(tài)中掃描主體16。掃描在共處模態(tài)情況下可選擇性地是同時的。多模態(tài)成像系統(tǒng)10允許在不同模態(tài)中的多次掃描，以有利于在單模態(tài)系統(tǒng)中增大診斷能力。在所示實施例中，第一模態(tài)單元12是PET成像系統(tǒng)，并且第二模態(tài)單元14是CT系統(tǒng)。成像系統(tǒng)10示為包括與PET成像系統(tǒng)12相關(guān)聯(lián)的機架(gantry) 18和與CT系統(tǒng)14相關(guān)聯(lián)的機架20。在操作期間，使用例如電動工作臺24將主體16定位在通過成像系統(tǒng)10定義的口徑或中央開口 22內(nèi)。
[0046]成像系統(tǒng)10也包括操作員工作站30。在操作期間，響應(yīng)從操作員工作站30收到的一個或更多個命令，電動工作臺24將主體16移到機架18和/或機架20的中央開口22中。工作站30隨后發(fā)送信號到第一和/或第二模態(tài)單元12和14，以掃描主體16，并且采集主體16的發(fā)射數(shù)據(jù)和/或CT數(shù)據(jù)。工作站30可實施為位于成像系統(tǒng)10附近并且經(jīng)通信鏈路32硬連線到成像系統(tǒng)10的計算機。工作站30也可實施為諸如膝上型計算機或手持式計算機等傳送信息到成像系統(tǒng)10和從成像系統(tǒng)10接收信息的便攜式計算機?？蛇x的是，通信鏈路32可以是允許以無線方式將信息傳送到工作站30和/或從工作站30傳送到成像系統(tǒng)10的無線通信鏈路。在操作中，工作站30配置成實時控制成像系統(tǒng)10的操作。工作站30也編程為執(zhí)行本文中描述的醫(yī)療圖像診斷采集和重構(gòu)過程。
[0047]工作站30包括中央處理單元(CPU)或計算機34、顯示器36和輸入裝置38。在本文中使用時，術(shù)語“計算機”可包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，包括使用微控制器、精簡指令集計算機(RISC)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、邏輯電路及能夠執(zhí)行本文中描述的功能的任何其它電路或處理器的系統(tǒng)。上述示例只是示范，因此無意以任何方式限制術(shù)語“計算機”的定義和/或含意。在示范實施例中，計算機34執(zhí)行在一個或更多個存儲元件或存儲器裝置42中存儲的指令集，以便處理從第一和第二模態(tài)12和14收到的信息。存儲元件也可根據(jù)希望或需要存儲數(shù)據(jù)或其它信息。存儲元件可以是信息源或位于計算機34內(nèi)的物理存儲器元件的形式。
[0048]成像系統(tǒng)10也包括實現(xiàn)本文中描述的各種方法的衰減校正模塊40。衰減校正模塊40可實現(xiàn)為在計算機34中安裝的一個硬件?？蛇x的是，衰減校正模塊40可實現(xiàn)為在計算機34上安裝的指令集。指令集可以是獨立程序，可以作為子例程包含在計算機34上安裝的操作系統(tǒng)中，可以是計算機34上安裝的軟件包中的功能及諸如此類。應(yīng)理解的是，各種實施例不限于圖形中所示的布置和手段。
[0049]指令集可包括指示做為處理機器的計算機34執(zhí)行特定操作的各種命令，如本文中描述的各種實施例的方法和過程。指令集可以為軟件程序的形式。在本文中使用時，術(shù)語“軟件”和“固件”可交換，并且包括在存儲器中存儲，以便由計算機執(zhí)行的任何計算機程序，存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器及非易失性RAM (NVRAM)存儲器。上述存儲器類型只是示范，并且因此對于可用于存儲計算機程序的存儲器的類型不是限制。
[0050]圖2是示出根據(jù)各種實施例，用于衰減校正發(fā)射數(shù)據(jù)的方法的流程圖。圖2是用于衰減校正發(fā)射數(shù)據(jù)的示范方法200的流程圖。PET發(fā)射數(shù)據(jù)將表示為一示范實施例。在各種實施例中，方法200可例如使用計算機34和/或衰減校正模塊40實現(xiàn)。
[0051 ]在步驟201中，使用例如圖1中示出的CT系統(tǒng)14，采集也稱為CT數(shù)據(jù)集的衰減數(shù)據(jù)。通過執(zhí)行主體16的掃描，可獲得CT數(shù)據(jù)?？蛇x的是，可從在主體16的以前掃描期間收集的數(shù)據(jù)獲得CT數(shù)據(jù)，其中，CT數(shù)據(jù)已存儲在諸如存儲器裝置42等存儲器裝置中。CT數(shù)據(jù)可以任何格式存儲?？稍谥黧w16的實時掃描期間獲得CT數(shù)據(jù)集。它可以是全身掃描，或者是只針對一部分主體的掃描。CT掃描可針對關(guān)注的區(qū)域(ROI)。如果只為一部分主體執(zhí)行CT數(shù)據(jù)采集，則這通常是與在此多模態(tài)系統(tǒng)中由另外模態(tài)掃描的主體的相同區(qū)域。
[0052]在步驟202中，系統(tǒng)使用采集的CT數(shù)據(jù)，確定肺部區(qū)域的軸向覆蓋。圖2中示出的特定實施例集中在校正由肺部的使用造成的呼吸運動有關(guān)的圖像質(zhì)量問題。由于第一模態(tài)(CT)產(chǎn)生用于發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)的衰減校正的數(shù)據(jù)，因此，患者呼吸狀態(tài)的任何失配或由于發(fā)射數(shù)據(jù)集的更長時間性質(zhì)(相對于衰減數(shù)據(jù)集)造成的失配將貢獻(xiàn)于衰減校正的發(fā)射數(shù)據(jù)圖像質(zhì)量的損失。呼吸運動也影響發(fā)射斷層成像掃描數(shù)據(jù)和對應(yīng)重構(gòu)圖像的質(zhì)量。肺部區(qū)域被定義為軸向覆蓋，軸向覆蓋包括肺部，并且從肺部向外擴展一定距離以便也捕捉受呼吸運動適度到嚴(yán)重影響的區(qū)域。這能夠包括從上方肺部到肺部隔膜邊界，并且能夠向下到達(dá)膀胱。例如，參見圖3中的軸向覆蓋308。軸向覆蓋可由系統(tǒng)或用戶基于偏好或輸入調(diào)整。用戶也可選擇使系統(tǒng)擴展軸向覆蓋以包括在肺部下面的距離，這也可受在皮膚和空氣邊界線的衰減偽影影響。因此，本文中描述的方法可應(yīng)用到另外的衰減偽影情況，其中，呼吸運動影響患者內(nèi)空氣組織界面(內(nèi)部和外部界面)的運動。
[0053]在步驟203中，系統(tǒng)使用來自步驟202的CT軸向覆蓋圖像數(shù)據(jù)，確定(3D)三維肺部邊界。確定的肺部邊界能夠是完全CT數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)子集，并且在軸端的填充能夠用于允許軸向延伸?？捎嬎惴尾繀^(qū)域中像素值的3D圖像梯度，以查找其中圖像梯度大于預(yù)設(shè)值的目標(biāo)邊界線。這為受呼吸運動影響最大的區(qū)域提供了邊界的定義。系統(tǒng)或用戶能夠設(shè)置此類預(yù)設(shè)值。能夠使用檢測肺部邊界的其它方法。作為備選，系統(tǒng)能夠設(shè)置成針對空氣、組織或骨區(qū)。在那些情況下，此步驟將不集中在確定肺部邊界，而是將集中在使用本領(lǐng)域熟知的技術(shù)，確定那些備選區(qū)域。
[0054]在一實施例中，步驟203集中在肺部邊界上。在一備選實施例中，步驟203能夠集中在受呼吸移動影響的身體的其它區(qū)域。這些是諸如隔膜附近的區(qū)域或肺部附近的其它區(qū)域。例如，腫瘤能夠在患者的皮膚上的黑色素瘤情況能夠具有受呼吸影響的偽影。對于發(fā)射和衰減掃描失配，情況尤其是如此。因此，在這些區(qū)域中，系統(tǒng)能夠在步驟203中確定身體邊界，并且隨后在步驟204中創(chuàng)建有關(guān)被侵蝕的身體邊界掩蔽。
[0055]在步驟204中，系統(tǒng)生成被侵蝕邊界掩蔽。侵蝕表示邊界模糊或者輕度擴展成包括在檢測到的邊界的鄰居中的更多像素。系統(tǒng)創(chuàng)建圖像掩蔽，其中，如果體素是步驟203的確定的肺部邊界的一部分，則將掩蔽中的體素設(shè)成某個值(例如，I)。系統(tǒng)隨后擴展掩蔽，應(yīng)用I值到確定的肺部邊界像素的參數(shù)化、可更改距離內(nèi)的體素。侵蝕是完成此操作的一種技術(shù)。參數(shù)化值能夠基于多種因素由系統(tǒng)生成，因素包括歷史、患者特征(如呼吸周期、呼吸幅度)和/或用戶設(shè)置。此參數(shù)化值意在捕捉可能受呼吸運動(或者如果方法在改進(jìn)不同衰減偽影類型，則為其它組織)影響靠近空氣組織界面的另外像素。被侵蝕邊界掩蔽擴展邊界掩蔽，以通過高空間密度更改擴展區(qū)域中的覆蓋。掩蔽中的剩余體素被設(shè)置成備選值(例如，O)。因此，生成空氣組織邊界的被侵蝕邊界掩蔽，掩蔽包括肺部邊界和來自肺部邊界的被侵蝕或擴展區(qū)域。
[0056]在步驟205中，例如使用圖1中示出的PET系統(tǒng)12，采集PET發(fā)射數(shù)據(jù)集或正弦圖。通過執(zhí)行主體16的掃描，可獲得PET發(fā)射數(shù)據(jù)集?？蛇x的是，可從在主體16的以前掃描期間收集的數(shù)據(jù)獲得PET發(fā)射數(shù)據(jù)集，其中，PET發(fā)射數(shù)據(jù)集已存儲在諸如存儲器裝置42等存儲器裝置中。PET發(fā)射數(shù)據(jù)集可以任何格式存儲?？稍谥黧w16的實時掃描期間獲得PET發(fā)射數(shù)據(jù)集。原PET發(fā)射數(shù)據(jù)集可被處理成發(fā)射圖像數(shù)據(jù)。
[0057]在步驟206中，為來自步驟205的每個發(fā)射圖像數(shù)據(jù)中的每個體素決定體素是否在來自步驟204的被侵蝕邊界掩蔽內(nèi)。因此，應(yīng)用邊界掩蔽到發(fā)射數(shù)據(jù)集。如果體素不在掩蔽內(nèi)，則系統(tǒng)繼續(xù)到步驟207。如果體素在掩蔽內(nèi)，則它在由于呼吸運動造成的失配而不可正確估計衰減圖的區(qū)域中，因此，系統(tǒng)繼續(xù)到步驟208。步驟208中何處應(yīng)用聯(lián)合估計技術(shù)的這樣的定位降低了在無衰減梯度的區(qū)域中不準(zhǔn)確的風(fēng)險。由于聯(lián)合估計技術(shù)可比活性估計技術(shù)占用更長時間，因此，只在需要此類技術(shù)之處應(yīng)用聯(lián)合估計技術(shù)使系統(tǒng)圖像重構(gòu)速度保持盡可能低，同時仍盡可能準(zhǔn)確地產(chǎn)生圖像估計。
[0058]在步驟207中，系統(tǒng)通過活性估計技術(shù)重構(gòu)發(fā)射圖像數(shù)據(jù)?；钚怨烙嫾夹g(shù)包括使用預(yù)測量的衰減估計。這包括生成和使用來自CT數(shù)據(jù)的衰減圖，并且逐體素匹配發(fā)射數(shù)據(jù)。由于例如呼吸運動影響小或者在這些區(qū)域中沒有失配衰減系數(shù)，因此，這些體素是其中從CT數(shù)據(jù)創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)衰減圖可能準(zhǔn)確的體素。因此，在圖像重構(gòu)期間，預(yù)測量的衰減圖應(yīng)用到發(fā)射數(shù)據(jù)。
[0059]在步驟208中，系統(tǒng)使用發(fā)射數(shù)據(jù)和聯(lián)合估計，通過在活性與衰減的估計之間交替，通過聯(lián)合估計技術(shù)重構(gòu)圖像數(shù)據(jù)。具體而言，聯(lián)合衰減活性估計用于已確定在衰減梯度附近并且因此可能受呼吸影響的那些區(qū)域。聯(lián)合估計技術(shù)包括迭代算法，迭代算法只使用發(fā)射數(shù)據(jù)交替估計示蹤劑活性濃度分布和衰減圖像。通過估計衰減信息和活性數(shù)據(jù)，聯(lián)合估計技術(shù)迭代交替估計在重構(gòu)體素中的活性濃度。最初可從CT掃描估計衰減信息。CT值與到要求的511 keV光子能的轉(zhuǎn)換一起使用，并且被正向投影以獲得衰減校正因子正弦圖。這提供了衰減系數(shù)的空間分布，該分布能夠應(yīng)用到測量的發(fā)射數(shù)據(jù)。因此，聯(lián)合估計技術(shù)包括連續(xù)優(yōu)化方案，其中，通過在使用用發(fā)射圖像估計和CT衰減信息建模的衰減圖像之間交替的圖像重構(gòu)，更新發(fā)射或活性圖像。換而言之，聯(lián)合衰減活性估計重復(fù)迭代形成衰減校正活性圖像需要的當(dāng)前衰減和活性估計，隨后與測量的發(fā)射數(shù)據(jù)比較。通過在活性重構(gòu)與衰減重構(gòu)之間交替圖像體素的更新，體素趨近一致的局部最優(yōu)，以提供更準(zhǔn)確的衰減校正。這又提供了發(fā)射數(shù)據(jù)的更準(zhǔn)確重構(gòu)。
[0060]在步驟209中，系統(tǒng)將來自步驟207和208的重構(gòu)發(fā)射數(shù)據(jù)組合成單個重構(gòu)發(fā)射數(shù)據(jù)集。
[0061]在步驟210中，系統(tǒng)向存儲器、顯示器、網(wǎng)絡(luò)或其它位置輸出校正的定量發(fā)射斷層成像圖像。這些圖像可以Bq/ml表示。
[0062]此方法通過改進(jìn)在發(fā)射數(shù)據(jù)與靜態(tài)CT數(shù)據(jù)之間的匹配，降低了在定量和圖像偽影方面的誤差，同時使圖像重構(gòu)時間保持最低。因此，改進(jìn)的圖像能夠輸出并且向用戶顯示。用戶的一個示例將是醫(yī)學(xué)專家。
[0063]在一備選實施例中，本文中的系統(tǒng)和方法可包括與發(fā)射斷層成像系統(tǒng)(PET/SPECT)組合的MRI系統(tǒng)，這是因為MRI圖像能夠提供衰減圖的初始估計。因此，步驟201 -204和其它步驟可通過由MRI成像系統(tǒng)生成的MRI數(shù)據(jù)完成。
[0064]圖3是示出根據(jù)各種實施例的被侵蝕邊界的示范圖像。圖3有助于根據(jù)特定的呼吸實施例，形象化方法200的步驟。本文通篇討論了方法200的其它使用。示出了患者部分300。軸向覆蓋308是在步驟202中確定的肺部區(qū)域的范圍。肺部邊界302在步驟203中確定。被侵蝕邊界304(虛線)在步驟204中用于生成被侵蝕邊界掩蔽。通過提供與應(yīng)包括在被侵蝕邊界中的肺部邊界302的距離，參數(shù)化值306用于確定在3D肺部邊界302周圍的3D被侵蝕邊界304。參數(shù)化值306示為在被侵蝕邊界204與肺部邊界302之間的距離。圖3將參數(shù)化值306示為在邊界周圍是一致的。在一備選實現(xiàn)中，某些區(qū)域可具有變化的參數(shù)化值，這些值適用于可比其它區(qū)域受呼吸運動影響更多的區(qū)域。
[0065]圖4是示出根據(jù)各種實施例，用于衰減校正4D(四維，S卩，包括時間信息)發(fā)射數(shù)據(jù)的方法的流程圖。由于在采集要進(jìn)行運動匹配的兩組圖像數(shù)據(jù)中的時間差原因，能夠引發(fā)問題。4D CT采集能夠在單個呼吸周期內(nèi)執(zhí)行。備選，使用MRI數(shù)據(jù)而不是CT。在一個或更多個呼吸周期內(nèi)能夠與發(fā)射數(shù)據(jù)同時或相繼采集MRI數(shù)據(jù)。門控(gated)或分箱(binned)發(fā)射數(shù)據(jù)收集一般每數(shù)據(jù)卷利用幾個周期，這能夠是20或更多個周期。由于圖像采集時間差及由于主體的呼吸模式中固有的不變性，能夠發(fā)生呼吸模式失配。此方法尋求通過允許在空氣/組織界面附近的區(qū)域中衰減和發(fā)射的聯(lián)合估計，降低與此失配有關(guān)的誤差，從而改進(jìn)圖像重構(gòu)。
[0066]在步驟402中，系統(tǒng)采集與圖像掃描的主體有關(guān)的發(fā)射數(shù)據(jù)。這參照PET發(fā)射數(shù)據(jù)相對于圖5進(jìn)一步描述。在一備選實施例中，可采集SPECT數(shù)據(jù)。
[0067]在步驟404中，系統(tǒng)從采集的發(fā)射數(shù)據(jù)生成4D發(fā)射數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過在呼吸周期內(nèi)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分箱，添加第四維。根據(jù)一實施例，可存在6個呼吸周期箱。視利用的特定硬件實施例而定，這能夠與CT數(shù)據(jù)采集交替或同時發(fā)生。
[0068]在步驟406中，系統(tǒng)采集與圖像掃描的主體有關(guān)的4DCT數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可執(zhí)行全身掃描，或者是只針對一部分主體的掃描。CT掃描可針對關(guān)注的區(qū)域(ROI)。如果只為一部分主體執(zhí)行CT數(shù)據(jù)采集，則這通常是與如將在此多模態(tài)系統(tǒng)中由另外模態(tài)掃描的主體的相同區(qū)域。這相對于圖6進(jìn)一步描述。在一備選實施例中，可采集MRI數(shù)據(jù)。
[0069]在步驟408中，系統(tǒng)從4DCT數(shù)據(jù)生成4D CT圖像和衰減估計。在一實施例中，衰減估計可以為衰減圖的形式。
[0070]在步驟410中，系統(tǒng)使用在步驟408中生成的4DCT圖像數(shù)據(jù)生成邊界掩蔽。能夠為每個箱內(nèi)的CT數(shù)據(jù)生成被侵蝕邊界掩蔽。此步驟可利用圖203的步驟202、203和204。
[0071]在步驟412中，系統(tǒng)使用聯(lián)合估計技術(shù)執(zhí)行定量重構(gòu)以生成4D活性圖像。這能夠為選擇的圖像類型的每個箱完成。系統(tǒng)生成4D活性圖像，圖像在其重構(gòu)中利用了聯(lián)合衰減活性估計。對于每個箱，如相對于圖2的步驟206、207、208和209討論的一樣，系統(tǒng)能夠比較發(fā)射體素和相應(yīng)被侵蝕邊界掩蔽以便確定是應(yīng)通過活性估計技術(shù)還是聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)來重構(gòu)特定體素。這些圖像能夠存儲在存儲器裝置中，通過計算機網(wǎng)絡(luò)輸出，或者打印在紙上，和/或在操作員控制臺上顯示。在步驟412中，系統(tǒng)可為CT/發(fā)射圖像應(yīng)用另外類型的定量校正。
[0072]在步驟414中，系統(tǒng)從步驟404的4D發(fā)射數(shù)據(jù)和步驟408的CT圖像數(shù)據(jù)和衰減估計中重構(gòu)4D活性圖像。這可為選擇的圖像類型的每個箱或門(gate)執(zhí)行。由于4D CT和發(fā)射圖像包括時間信息，因此，圖像可基于其與時間信息的關(guān)系，通過部分圖像數(shù)據(jù)被置于用于重構(gòu)的選擇箱而進(jìn)行分箱。在呼吸圖像中，可存在例如6個箱，其捕捉呼吸周期的6個狀態(tài)。此步驟也包括圖像重構(gòu)技術(shù);包括使用步驟408的衰減估計，在箱匹配的4D圖像的重構(gòu)中利用衰減校正。系統(tǒng)產(chǎn)生跨完全呼吸周期的初始4D圖像。這些初始4D圖像能夠存儲在存儲器裝置中，通過計算機網(wǎng)絡(luò)輸出，或者打印在紙上，和/或在操作員控制臺上顯示。
[0073]在步驟416中，系統(tǒng)執(zhí)行已利用步驟412的聯(lián)合估計技術(shù)和步驟414的初始4D圖像體積的4D活性圖像體積的比較或計算。比較顯示在CT與發(fā)射數(shù)據(jù)之間在4D圖像體積中完成的位置或相位匹配的程度。比較能夠通過計算用于兩個圖像體積的Jaccard距離來完成。Jaccard距離越大，圖像集發(fā)散就越大?？墒褂么_定圖像類似性的備選方法。也能夠生成，存儲和輸出突出顯示檢測到的差別的第三圖像數(shù)據(jù)集。
[0074]在步驟418中，比較的結(jié)果及4D圖像的每個集能夠輸出到計算機、顯示屏幕、計算機網(wǎng)絡(luò)、存儲器裝置或其它位置。向用戶的輸出能夠提供并排比較，改變顏色、形狀、角度和/或字詞，以明確傳達(dá)在圖像集之間的差別。此另外的比較信息可有助于醫(yī)學(xué)專家做出與在掃描的主體有關(guān)的有根據(jù)的判斷。另外，對于診斷關(guān)注的特征或區(qū)域，系統(tǒng)能夠輸出隨用于每個4D重構(gòu)方案的每個箱變化的定量比較以形成活性圖像體積。在特征未拉伸或更改形狀，并且箱表示在該箱期間實際示蹤劑吸收值的“快照”的假設(shè)下，跨箱產(chǎn)生最一致特征定量的重構(gòu)方法可被視為更準(zhǔn)確。
[0075]本文中描述的是利用CT信息提供發(fā)射圖像的衰減校正的方法和系統(tǒng)。如在PET/CT中按常規(guī)進(jìn)行的操作一樣，在不同時采集發(fā)射數(shù)據(jù)和衰減校正數(shù)據(jù)時，成像系統(tǒng)能夠遭受到在兩者之間由呼吸誘發(fā)的失配。這些方法尋求降低失配的影響，并且形成改進(jìn)的圖像。系統(tǒng)能夠?qū)钚詧D像的整個體積執(zhí)行完全聯(lián)合估計技術(shù)，但這可占用比優(yōu)選的更長的時間。因此，系統(tǒng)能夠作出明知的決定，提供迅速且準(zhǔn)確的圖像。
[0076]本文中描述的方法的各種實施例可作為如圖1中所示雙模態(tài)成像系統(tǒng)10等醫(yī)療成像系統(tǒng)的一部分，或者與該系統(tǒng)一起使用。
[0077]圖5是圖1中示出的例如PET成像系統(tǒng)等第一模態(tài)單元12的示意框圖。PET系統(tǒng)12包括布置為單獨檢測器模塊502的環(huán)形配件的檢測器陣列500。檢測器陣列500也包括中央開口 22，其中可使用例如電動工作臺24(圖1中示出)定位諸如主體16等對象或患者。電動工作臺24與檢測器陣列500的中央軸對齊。在操作期間，響應(yīng)從操作員工作站30收到的一個或更多個命令，電動工作臺24將主體16移到檢測器陣列500的中央開口 22中。更具體地說，PET掃描儀控制器510響應(yīng)通過通信鏈路32從操作員工作站30收到的命令。因此，通過PET掃描儀控制器510，從操作員工作站30控制掃描操作。
[0078]在操作期間，在從主體16內(nèi)的不蹤劑發(fā)射的正電子與主體內(nèi)的電子碰撞時，發(fā)射光子。光子與檢測器陣列4 O O上的閃爍體碰撞時，光子碰撞在閃爍體上產(chǎn)生閃爍。閃爍體產(chǎn)生傳送到電子部分(未示出)的模擬信號，電子部分可形成檢測器陣列500的一部分。在發(fā)生閃爍事件時，電子部分輸出模擬信號。提供了一組采信電路520以接收這些模擬信號。采集電路520處理模擬信號以識別每個有效的事件，并且提供指示識別的事件的數(shù)字或值集。例如，此信息指示事件發(fā)生的時間和檢測到事件的閃爍閃爍體的位置。
[0079]數(shù)字信號通過例如電纜等通信鏈路傳送到數(shù)據(jù)采集控制器522?；谑盏降男盘?，數(shù)據(jù)采集控制器522執(zhí)行散射校正和/或各種其它操作。PET系統(tǒng)12也可包括經(jīng)通信鏈路526互連到數(shù)據(jù)采集控制器522的圖像重構(gòu)處理器524。在操作期間，圖像重構(gòu)處理器524在數(shù)字信號上執(zhí)行各種圖像增強技術(shù)，并且生成主體16的圖像。
[0080]圖6是圖1中示出的例如CT系統(tǒng)等第二模態(tài)單元14的示意框圖。機架20具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613、x射線源614，該射線源向旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613相對側(cè)上的檢測器配件618投射X射線束616。主軸承可用于將旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613附連到機架20的固定結(jié)構(gòu)。X射線源614包括固定目標(biāo)或旋轉(zhuǎn)目標(biāo)。檢測器配件618由多個檢測器620和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS) 622形成。視特定實施例配置而定，準(zhǔn)直器能夠包括在檢測器末端和/或在X射線發(fā)射末端。多個檢測器620感應(yīng)通過主體16的投射的X射線，并且DAS 622將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以便隨后處理。每個檢測器620產(chǎn)生一個模擬或數(shù)字電信號，該信號表示入射X射線束的強度及因此在它通過主體16時是衰減的射束。在采集X射線投影數(shù)據(jù)的掃描期間，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613和其上面安裝的組件能夠繞旋轉(zhuǎn)的中心旋轉(zhuǎn)。
[0081 ]旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613的旋轉(zhuǎn)和X射線源614的操作由CT系統(tǒng)的控制機制626管控。控制機制626能夠包括X射線控制器628和提供電源和定時信號到X射源614的生成器630及控制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件613的旋轉(zhuǎn)速度和位置的機架電機控制器632。圖像重建器634從DAS 622接收采樣和數(shù)字化的X射線數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行高速圖像重構(gòu)。重構(gòu)的圖像輸出到計算機34，計算機在計算機存儲裝置42中存儲圖像。
[0082]計算機34也經(jīng)具有諸如鍵盤、鼠標(biāo)、觸敏控制器、話音激活控制器或任何其它適合的輸入設(shè)備等某一形式操作員接口的操作員輸入38，從操作員接收命令和掃描參數(shù)。顯示器36允許操作員從計算機34觀察重構(gòu)的圖像和其它數(shù)據(jù)。操作員供應(yīng)的命令和參數(shù)由計算機34用于向DAS 622、x射線控制器628和機架電機控制器632提供控制信號和信息。另外，計算機34操作工作臺電機控制器644，該控制器控制電動工作臺24定位主體16和機架20。
[0083]本文中所述方法改進(jìn)了圖像質(zhì)量，提供了定量準(zhǔn)確的活性濃度分布圖像。聯(lián)合估計方法和技術(shù)能夠得以應(yīng)用而無需用戶動作，從而自動改進(jìn)了圖像質(zhì)量。此外，由于聯(lián)合估計技術(shù)能夠使用螺旋CT采集(靜態(tài)快照)以覆蓋4D發(fā)射數(shù)據(jù)集，因此，可使用更低的CT劑量，因而完全4D CT可不是必需的，并且因此對于患者，從X射線源接收到的劑量將被降低。另夕卜，由于不保證在螺旋CT數(shù)據(jù)采集期間的呼吸狀態(tài)匹配發(fā)射呼吸狀態(tài)的靜止部分，因此，聯(lián)合估計和靜止期間呼吸門控能夠改進(jìn)活性濃度圖像的準(zhǔn)確度和可靠性。為適應(yīng)可能的衰減/發(fā)射失配，在空氣/組織邊界附近的聯(lián)合活性/衰減估計的相同過程能夠用于此運動降低類型的發(fā)射成像，其中，僅一定百分比的每個呼吸周期中，最靜止部分得以保持并且用于活性濃度圖像重構(gòu)。如果來自CT的衰減信息未精確匹配，則將聯(lián)合估計在空氣/組織邊界附近的衰減值和活性濃度值，以允許一定量的空間失配，并且因此改進(jìn)在這些區(qū)域中活性濃度圖像的定量準(zhǔn)確度。
[0084]在本文中使用時，指令集可包括指示做為處理機器的計算機或處理器執(zhí)行特定操作的各種命令，如本發(fā)明的各種實施例的方法和過程。指令集可以為軟件程序的形式，軟件程序可形成有形非暫時性計算機可讀介質(zhì)或媒體的一部分。軟件可以為各種形式，如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件。此外，軟件可以是單獨程序或模塊的集合，更大程序內(nèi)的程序模塊或程序模塊的一部分的形式。軟件也可包括以面向?qū)ο蟮木幊绦问降哪K化編程。處理機器對輸入數(shù)據(jù)的處理可以是響應(yīng)操作員命令，或者響應(yīng)以前處理的結(jié)果，或者響應(yīng)另一處理機器發(fā)出的請求。
[0085]在本文中使用時，術(shù)語“軟件”和“固件”可包括在存儲器中存儲，由計算機執(zhí)行的任何計算機程序，存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器及非易失性RAM (NVRAM)存儲器。上述存儲器類型只是示范，并且因此對于可用于存儲計算機程序的存儲器的類型不是限制。
[0086]要理解，上述描述旨在說明而不是限制。例如，上述實施例(和/或其方面)可相互組合使用。另外，在不脫離其范圍的情況下，可進(jìn)行許多修改以使特定情況或材料適應(yīng)各種實施例的示教。雖然本文中描述的材料的范圍和類型旨在定義各種實施例的參數(shù)，但它們無意于限制，并且只是示范。在查看上述說明后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白許多其它實施例。因此，各種實施例的范圍應(yīng)參照所附權(quán)利要求及此類權(quán)利要求授權(quán)的等效物的完全范圍來定義。在隨附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“之中”的等效物。另外，在下述權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標(biāo)簽，并無意對其物體強加數(shù)字要求。此外，除非且直至權(quán)利要求限制明確使用詞語“用于...的部件”且之后是缺乏其它結(jié)構(gòu)的功能的聲明，否則，以下此類權(quán)利要求的限制不是以功能性限定的格式編寫，并且無意基于35 U.S.C.§ 112第6段理解。
[0087]此書面說明使用示例公開了各種實施例，包括最佳模式，并且也允許本領(lǐng)域的技術(shù)人員實踐各種實施例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)并執(zhí)行任何包含的方法。各種實施例可取得專利的范圍由權(quán)利要求定義，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員明白的其它示例。如果此類其它示例具有并非與權(quán)利要求書面語言不同的結(jié)構(gòu)要素，或者包括具有與權(quán)利要求書面語言非實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則示例將在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種成像方法，包括: 采集計算斷層成像(CT)數(shù)據(jù)集； 從所述CT數(shù)據(jù)集確定肺部邊界信息； 通過生成用于所述肺部邊界信息內(nèi)體素和所述肺部邊界信息的參數(shù)化距離內(nèi)體素的圖像掩蔽，生成邊界掩蔽； 采集發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集；以及 重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集； 其中所述重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集包括應(yīng)用所述邊界掩蔽到所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集;通過聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽內(nèi)的發(fā)射體素;通過活性估計技術(shù)，重構(gòu)所述邊界掩蔽外的發(fā)射體素；以及將重構(gòu)圖像體素組合成重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)包括在活性重構(gòu)與衰減重構(gòu)之間交替圖像體素的更新。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述聯(lián)合衰減活性估計技術(shù)趨近局部最優(yōu)。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述活性重構(gòu)包括來自所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的活性信息，并且所述衰減重構(gòu)包括來自所述CT數(shù)據(jù)集的衰減信息。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中活性估計技術(shù)包括使用從所述CT數(shù)據(jù)集生成的衰減圖。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)集。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)數(shù)據(jù)集。8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 向網(wǎng)絡(luò)、顯示器、打印機或存儲器裝置輸出所述重構(gòu)發(fā)射斷層成像圖像。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集是四維(4D)，并且確定肺部邊界信息，生成邊界掩蔽，以及重構(gòu)所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的所述步驟為所述發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集的每個箱執(zhí)行。10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 通過為每個箱組合所述重構(gòu)發(fā)射斷層成像數(shù)據(jù)集，生成4D重構(gòu)發(fā)射圖像。
【文檔編號】G06T11/00GK105989621SQ201610155227
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】S.D.沃倫韋伯
【申請人】通用電氣公司