[發(fā)明專利]一種用環(huán)真光子數(shù)門控方法進(jìn)行呼吸運動門控校正技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410199789.8
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104000618A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀建峰;崔銳
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用環(huán)真光子數(shù)門控方法進(jìn)行呼吸運動門控校正技術(shù)，屬于核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

呼吸運動可導(dǎo)致PET（Positron?Emission?Tomography）和PET/CT胸腹部診斷圖像模糊不清，從而導(dǎo)致低估SUV（standardized?uptake?value）值和高估病灶體積，直接影響臨床醫(yī)生對胸腹部腫瘤病灶的定性、分期和對病變放射治療計劃的制定。

為了減少呼吸運動對PET診斷圖像的影響，提高PET圖像診斷的精確度，在最近十幾年內(nèi)許多專家、學(xué)者深入研究并提出了各式各樣的呼吸運動校正方法。其中呼吸運動門控方法是一種應(yīng)用最為廣泛的呼吸運動校正方法。呼吸運動門控方法可分為基于外界輔助裝置（hardware-driven）的門控方法和基于原始數(shù)據(jù)(data-driven)的門控方法。

基于外部輔助裝置的門控方法是在PET掃描時通過添加外界輔助裝置來監(jiān)測病人一項或幾項生理參數(shù)的變化值，從而估計呼吸運動并進(jìn)行門控校正。現(xiàn)有的外部輔助門控裝置有：實時呼吸氣流流速計,心電圖,實時位置監(jiān)控系統(tǒng)（RPM）,壓力傳感器，呼吸溫度傳感器等。

基于原始數(shù)據(jù)的門控方法是通過分析PET掃描的原始數(shù)據(jù)與呼吸運動的相關(guān)關(guān)系來進(jìn)行呼吸運動門控。現(xiàn)有的基于原始數(shù)據(jù)的門控方法有：后驗門控方法，在一組3D的SPET和PET切片數(shù)據(jù)中估計剛體運動的門控方法，利用運動的高吸收病灶（質(zhì)心點）在z軸上的活度分布來進(jìn)行運動校正的門控方法，系統(tǒng)靈敏度門控（GSG）方法，光流法呼吸運動門控方法，區(qū)域正弦圖波動門控（SRF）方法，片段質(zhì)心方法門控方法等。

現(xiàn)有的門控方法中，有的門控方法需要額外的添加輔助裝置來進(jìn)行呼吸運動門控校正，有的門控方法需要手動的去定義感興趣區(qū)域，有的算法比較復(fù)雜，有的沒有充分的利用原始數(shù)據(jù)所包含的呼吸運動信息等。所以導(dǎo)致PET或PET/CT呼吸運動校正效率低下，精確度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明提供一種基于環(huán)真光子數(shù)的呼吸運動門控校正技術(shù)來克服上述現(xiàn)有的呼吸運動校正技術(shù)算法復(fù)雜、效率低下，精確度不高的問題，本發(fā)明是用PET環(huán)真光子數(shù)會隨著肺的運動而發(fā)生相應(yīng)變化的特征來進(jìn)行PET呼吸運動門控校正的技術(shù)，可有效地減少PET圖像的呼吸運動偽影，使肺腫瘤的形狀、大小和位置接近靜止?fàn)顟B(tài)。?

本發(fā)明用環(huán)真光子數(shù)門控方法進(jìn)行呼吸運動門控校正技術(shù)是這樣實現(xiàn)的：首先獲取PET掃描結(jié)果為列表模型格式的數(shù)據(jù)；將這些數(shù)據(jù)按一個固定時間間隔劃分為N幀；在每幀的數(shù)據(jù)中，對PET每個環(huán)在單位放射性濃度下的環(huán)真光子數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計；在經(jīng)過統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的所有幀中，選取其中一幀作為參考幀，用此參考幀分別與其他統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的所有幀的環(huán)真光子數(shù)進(jìn)行比較，得出其他幀的環(huán)真光子數(shù)與參考幀的環(huán)真光子數(shù)的絕對誤差；選定一個閾值，將其他幀的環(huán)真光子數(shù)與參考幀的環(huán)真光子數(shù)的絕對誤差與此閾值進(jìn)行比較，把滿足絕對誤差小于閾值的幀的所有數(shù)據(jù)放在一起形成一份新的列表模型數(shù)據(jù)；然后將得到的新的列表模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，這樣就得到一幅清晰的門控校正后的PET圖像。

所述用環(huán)真光子數(shù)門控方法進(jìn)行呼吸運動門控校正技術(shù)具體步驟如下：

A、獲取PET掃描結(jié)果為列表模型格式的數(shù)據(jù)；當(dāng)病人進(jìn)行胸腹部PET掃描檢查，把掃描的結(jié)果以列表模型數(shù)據(jù)輸出；

B、將這些數(shù)據(jù)按一個固定時間間隔劃分為N幀；

C、在每幀的數(shù)據(jù)中，對PET每個環(huán)在單位放射性濃度下的環(huán)真光子數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，即第M幀第I環(huán)真光子數(shù)=第M幀第I環(huán)真光子總計數(shù)/第M幀放射性濃度；

其中M為在經(jīng)過統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的幀的編號，I為PET掃描器的探測環(huán)編號；

D、在經(jīng)過統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的所有幀中，選取其中一幀作為參考幀，用此參考幀分別與其他統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的所有幀的環(huán)真光子數(shù)進(jìn)行比較，得出其他幀的環(huán)真光子數(shù)與參考幀的環(huán)真光子數(shù)的絕對誤差；選取其中一幀作為參考幀，這里的一幀可選統(tǒng)計了環(huán)真光子數(shù)的所有幀中的其中任意一幀；

E、選定一個閾值，將其他幀的環(huán)真光子數(shù)與參考幀的環(huán)真光子數(shù)的絕對誤差與此閾值進(jìn)行比較，把滿足絕對誤差小于閾值的幀的所有數(shù)據(jù)放在一起形成一份新的列表模型數(shù)據(jù)；選定閾值時，對所有的絕對誤差值進(jìn)行分析，擬合為一條曲線，求曲線的二階導(dǎo)數(shù)，選取使二階導(dǎo)數(shù)為零的絕對誤差值作為閾值；

F、將得到的新的列表模型數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，這樣就得到一幅清晰的門控校正后的PET圖像；