[發明專利]用于確定成像劑的分布的方法

有效

• 申請號: 201380044202.X
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104584072B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: Y·貝爾克
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/30
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

技術領域

本發明涉及用于分析來自醫學成像系統的圖像的方法。更具體地，本發明應用于成像劑分布測量領域，并且進一步更具體地，本發明可以適用于在靶向放射治療的遞送中的劑量優化領域中測量放射性示蹤劑的分布。

背景技術

在醫學成像領域中，對體內放射性示蹤劑分布的測量被用來指示各種生物過程的功能。身體例如可以是人類或動物或其他有機體，并且放射性示蹤劑可以是優選地被身體中的特定器官攝取的化學化合物。為了測量放射性示蹤劑的空間分布，典型地使用諸如PET和SPECT的斷層攝影成像，得到放射性示蹤劑的高準確度三維圖像。該圖像還被分割成區劃，例如器官、器官的子分段、或腫瘤，接下來處理圖像以計算在特定區劃內的總攝取。為了確定放射性示蹤劑的累積隨時間的變化，可以在一段時間的過程上生成多個這樣的三維圖像。隨后，這樣的圖像可以被醫生用于輔助對狀況的診斷或規劃醫學處置。通過計算在不同時間點區劃內的攝取，可以確定特定區劃的生物功能。另外，放射性示蹤劑可以被用在處置規劃步驟中，其中，放射性示蹤劑的活動和分布指示被用來瞄準癌或其他惡性腫瘤的放射性治療劑的活動。通過測量放射性示蹤劑的空間活動的演變且并計算特定區劃的活動，可以針對每個區劃來生成時間活動曲線或TAC，并且可以確定接下來在處置步驟期間被施予給身體的放射性治療劑的必要劑量。TAC可以進一步地被數值積分，以產生曲線下的面積。這反映了在該區劃中的放射性衰變事件的總數量，所述總數量可以被用來估計放射劑量。

使用斷層攝影方法來對這樣的放射性示蹤劑的分布進行三維成像產生可以被用來計算低誤差TAC的高質量圖像。然而，這是個耗時的操作，這是因為患者典型地必須被掃描，以便于根據遍歷身體的多個切片來建立三維圖像。另外，這種耗時的測量受測量過程期間放射性示蹤劑分布的活動的變化影響，這導致測量不準確。

在尋求解決這樣的不足時，已經利用具有平面成像步驟(也稱作閃爍掃描術)使用各種方法來代替以上概述的斷層攝影成像步驟中的一些。閃爍掃描術具有較短的采集時間并且需要較不復雜且較不昂貴的裝置，并且使用這樣的二維成像裝置進一步減少了對于三維成像裝置的資源需求。三維與二維圖像的組合接著被用來確定在不同時間點的區劃放射性示蹤劑分布，并且可以例如通過TAC來呈現。在出版物“Comparison of conventional,model-based quantitative planar,and quantitative SPECT image processing methods for organ activity estimation using In-111agents,IOP Publishing,Phys Med Biol.51(2006)3967-3981”中，He和Frey報告了名為QPLANAR的技術，所述技術將快速2D成像的優勢與與額外的3D成像融合。在QPLANAR中，作者使用三維CT圖像和平面閃爍掃描作為起始點。CT圖像是描述成像體積內的結構的三維圖像，并且包括一組體素或更小的三維體積。在QPLANAR中，CT圖像用作被成像的身體的三維參考結構，根據所述參考結構來在平面閃爍掃描成像系統的平面中確定源于均勻區劃放射性示蹤劑活動的活動。CT圖像被分割成單獨的區劃，因此，成像體積中的每個體素都被分配到特定區劃。每個區劃中的放射性示蹤劑活動由比例因子與歸一化的齊次“基函數”的乘積來表示；三維矩陣，其中每個元素表示區劃內的體素的放射性示蹤劑活動。在QPLANAR中，假設每個區劃具有均勻的放射性示蹤劑活動；因此所有體素都具有相同的放射性示蹤劑活動并且因此利用單個基函數來描述每個區劃。接下來，投影模型被用來確定放射性示蹤劑的均勻區劃活動在被投影到與二維閃爍掃描的位置相對應的二維平面上時的活動。因此每個區劃的基函數被投影到該平面上，以產生每個區劃一個投影基函數。經分割的區劃的平面投影接著被剛性共配準到閃爍掃描，以保證投影與閃爍掃描之間的空間對應性。最終，調節對每個區劃(例如器官)中的比例因子的初始估計，直到在閃爍掃描中測得的活動或強度與通過投影基函數來建模的活動或強度之間獲得最佳擬合。所述最佳擬合產生對每個區劃中的放射性示蹤劑活動的近似。通過隨時間測量若干這樣的閃爍掃描并且擬合在每個時間點的每個區劃中的活動，可以估計在每個閃爍掃描時期望的區劃活動。