[發明專利]使用非剛性配準校正門控PET圖像中運動的系統和方法

有效

• 申請號: 201010604248.0
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102100565A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: G·戈帕拉克里什南;R·穆利克;A·S·羅伊;S·R·蒂魯文卡達姆;R·M·曼杰什瓦
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B5/055
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

技術領域

本發明的實施例大體上涉及成像，并且更具體地涉及使用非剛性配準校正門控圖像中的運動。

背景技術

在現代健康護理設施中，非侵入性成像(non-invasive?imaging)系統常常用于識別、診斷和治療身體疾病。醫療成像涵蓋用于使患者內的器官和組織的內部結構和/或功能行為(例如化學或代謝活動等)成像和可視化的不同非侵入技術。當前，存在許多形態的醫療診斷和成像系統，每個典型地依據不同的物理原理運行以產生不同類型的圖像和信息。這些形態包括超聲系統、計算機斷層攝影(CT)系統、X射線系統(包括常規和數字或數字化的成像系統兩者)、正電子發射斷層攝影(PET)系統、單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)系統和磁共振(MR)成像系統。

PET圖像通常用于放射治療(RT)和放射治療計劃(RTP)。一般，胸的PET圖像在若干分鐘的時間間隔上采集。在該時間期間，患者典型地由于呼吸、心臟運動和其他總患者移動經歷運動。該運動導致產生的最終圖像模糊，因此導致在該模糊的圖像中不準確的計劃腫瘤體積(PTV)的識別。該不準確的PTV可不利地導致實際腫瘤區域的不準確檢測和/或正常組織的去除。

當前可用的技術通過使用門控技術將呼吸周期分解成更小的時間間隔并且采集對應于這些更小時間間隔的圖像數據解決與PET成像中的呼吸運動關聯的問題。盡管通過采用這些門控技術對應于個體門的圖像數據可沒有運動，隔離的每個門苦于由于在對應的采集時間間隔內減少的記錄光子數引起的低信噪比。此外，由于患者呼吸引起的運動的存在妨礙在PET成像中使用胸部掃描評估結節，因為從不同的門采集的圖像不對準并且這些門控圖像的不對準表現為不同圖像之間感興趣的解剖對象的相對運動。因此，可能不能從PET掃描獲得腫瘤準確定位和它們的隨后量化。另外，當前可用的技術采用配準技術以產生最終圖像，其中對應于特定門的圖像選擇為參考圖像并且其他門控圖像配準到選擇的門控圖像。使用門控圖像作為參考圖像導致圖像偏移到選擇的門控圖像。該偏移妨礙患者中的腫瘤體積或異常的準確確定。

因此開發用于產生沒有由于例如呼吸或心臟運動等患者移動引起的運動影響的具有提高的信噪比的圖像的系統和方法是可取的。更具體地，需要有用于校正由于患者移動引起的圖像中的運動的系統和方法。另外，需要有產生最終圖像的方法，其采用無參考配準技術以減少在最終圖像中的任何偏移。

發明內容

根據本技術的方面，提供成像的方法。該方法包括重建在多個時間間隔采集的圖像數據以獲得多個圖像。此外，該方法包括使用該多個圖像產生均值圖像(mean?image)。該方法還包括通過迭代地確定該均值圖像或該多個圖像的或該均值圖像和該多個圖像兩者的收斂性(convergence)以產生收斂的均值圖像、收斂的多個圖像或收斂的均值圖像和收斂的多個圖像兩者，而校正在該均值圖像或該多個圖像中或在該均值圖像和該多個圖像兩者中的運動。

根據本技術的另一個方面，提供成像的方法。該方法包括重建在多個時間間隔采集的圖像數據以獲得多個圖像。另外，該方法包括使用該多個圖像產生均值圖像。該方法還包括通過將該多個圖像配準到該均值圖像而變換該多個圖像以獲得多個變換的圖像。此外，該方法包括使用該多個變換的圖像產生更新的均值圖像。并且，該方法包括通過迭代確定該均值圖像或該多個圖像或該多個變換的圖像的收斂性以產生收斂的均值圖像、收斂的多個圖像或收斂的多個變換的圖像，而校正在該均值圖像或該多個圖像或該多個變換的圖像中的運動。

根據本技術的再另一個方面，提供成像系統。該系統包括用于在多個時間間隔中的每個處采集圖像數據的數據采集系統。此外，該系統包括用于重建該圖像數據以獲得多個圖像的計算機系統。另外，該系統包括運動校正子系統，其用于使用該多個圖像產生均值圖像，通過迭代確定該均值圖像或該多個圖像的或該均值圖像和該多個圖像兩者的收斂性以產生收斂的均值圖像、收斂的多個圖像或收斂的均值圖像和收斂的多個圖像兩者，而校正在該均值圖像或該多個圖像中或在該均值圖像和該多個圖像兩者中的運動，和顯示運動校正的最終圖像的顯示裝置。

附圖說明

當下列詳細說明參照附圖(其中相似的符號在整個附圖中代表相似的部件)閱讀時，本發明的這些和其他的特征、方面和優勢將變得更好理解，其中：

圖1是根據本技術的方面的示范性PET成像系統的示意圖；

圖2是描繪根據本技術的方面的運動校正的示范性方法的流程圖；

圖3是描繪根據本技術的方面的跨迭代的門控圖像收斂性的圖示。

具體實施方式