[發(fā)明專利]用于對(duì)圖像中的級(jí)聯(lián)伽馬進(jìn)行解釋和建模的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480020722.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN105431884B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·A·科爾特姆爾;R·F·穆梓克;J·耶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司;醫(yī)科大學(xué)集團(tuán)公司;凱斯西儲(chǔ)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G01T1/16
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及正電子發(fā)射斷層攝影(PET)。其具體與PET采集相結(jié)合而應(yīng)用，并且將特別參考PET采集來描述本申請(qǐng)。然而應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)還適用于其他使用場(chǎng)景，并且不必限于前述應(yīng)用。

背景技術(shù)

某些正電子發(fā)射放射性核素在其衰變中除了正電子之外還發(fā)射伽馬射線(也被稱為“伽馬”)。這些額外的伽馬被稱為級(jí)聯(lián)伽馬或者瞬發(fā)伽馬。這樣的放射性核素包括例如銣82(⁸²Rb)、碘124(¹²⁴I)和釔86(⁸⁶Y)。(一種或多種)級(jí)聯(lián)伽馬與正電子近乎同時(shí)地發(fā)射，這使其難以與期望的湮滅對(duì)分開。

(一種或多種)級(jí)聯(lián)伽馬導(dǎo)致所獲得的PET數(shù)據(jù)的污染，這導(dǎo)致得到的PET圖像的質(zhì)量和定量準(zhǔn)確度的降低。這與康普頓散射無關(guān)。因此，針對(duì)級(jí)聯(lián)伽馬發(fā)射的校正是重要的，特別是在要求定量準(zhǔn)確度的應(yīng)用中。該校正特別重要的一個(gè)應(yīng)用是對(duì)心臟的定量動(dòng)態(tài)⁸²Rb-PET成像，這是因?yàn)槎繙?zhǔn)確度對(duì)于流程是最重要的。

存在用來執(zhí)行針對(duì)PET中的散射事件的校正的若干方法。一種這樣的方法是單散射仿真(SSS)。SSS仿真的挑戰(zhàn)在于，當(dāng)患者較大時(shí)，多個(gè)散射可能對(duì)所有散射事件中的大部分有貢獻(xiàn)并且降低準(zhǔn)確度。另外，未由患者占據(jù)并且可用于估計(jì)污染的視場(chǎng)的分?jǐn)?shù)變得非常有限。盡管如此，通過蒙特卡洛(MC)仿真已經(jīng)示出了散射貢獻(xiàn)的總體形狀不隨多個(gè)散射的添加而顯著地改變。因此，能夠?qū)SS進(jìn)行縮放以補(bǔ)償來自多個(gè)散射的貢獻(xiàn)。

估計(jì)針對(duì)SSS的縮放因子的典型方法是將SSS正弦圖的“尾部”部分?jǐn)M合到測(cè)得的正弦圖，其中，尾部是指正弦圖中與成像目標(biāo)的外面相對(duì)應(yīng)的部分。在該方法中，假設(shè)測(cè)得的數(shù)據(jù)中的尾部部分僅包括來自散射事件的貢獻(xiàn)。當(dāng)尾部可用并且在其中包括足夠的計(jì)數(shù)時(shí)，該假設(shè)對(duì)于較小的患者是有效的。然而，當(dāng)掃描較大的患者時(shí)，尾部部分的大小減小或消失(截?cái)?。在尾部部分的大小較小或消失的情況下，對(duì)尾部進(jìn)行擬合可能具有顯著的誤差。

執(zhí)行針對(duì)PET中的散射事件的校正的另一方法是執(zhí)行完全MC仿真以產(chǎn)生原發(fā)(primary)貢獻(xiàn)和散射貢獻(xiàn)兩者的形狀。然而，該方法要求大量的計(jì)算并且因此對(duì)于商業(yè)PET成像而言太慢。執(zhí)行針對(duì)PET中的散射事件的校正的又一方法是將基于MC的散射仿真用于縮放和SSS，以預(yù)測(cè)分布形狀。

散射校正的前述方法的挑戰(zhàn)在于，其不解釋級(jí)聯(lián)伽馬。Hayden等人的【美國專利No.7894652】描述了一種方法，通過所述方法，在基于SSS的方法中連同PET散射一起校正對(duì)級(jí)聯(lián)伽馬污染的分布進(jìn)行近似的分布。在相關(guān)工作中，Watson等人【J Nucl Med.2008；49(補(bǔ)1)：64頁】描述了從隨機(jī)校正分布導(dǎo)出的方法。Esteves等人【J Nucl Cardiol.2010；17(2)：247頁】將相同的方法應(yīng)用到人類數(shù)據(jù)，并且展示了該經(jīng)改進(jìn)的圖像結(jié)果。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N克服以上提到的問題和其他問題的新的且經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種解釋級(jí)聯(lián)伽馬的成像系統(tǒng)。所述成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被編程為接收對(duì)從對(duì)象的靶體積發(fā)射的探測(cè)到的伽馬射線進(jìn)行描述的事件數(shù)據(jù)。所述探測(cè)到的伽馬射線包括從所述靶體積內(nèi)的放射性核素發(fā)射的級(jí)聯(lián)伽馬。所述至少一個(gè)處理器還被編程為使用蒙特卡洛(MC)仿真技術(shù)對(duì)來自所述靶體積的級(jí)聯(lián)伽馬發(fā)射和湮滅伽馬發(fā)射以及所述成像系統(tǒng)(10)的符合探測(cè)進(jìn)行仿真，以生成包括湮滅符合事件和級(jí)聯(lián)符合事件的級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)集。甚至，所述至少一個(gè)處理器還被編程為利用使用所述級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)集中的所述湮滅符合事件與所述級(jí)聯(lián)符合事件之間的關(guān)系的對(duì)級(jí)聯(lián)符合的校正將所述事件數(shù)據(jù)重建為所述靶體積的圖像表示。

根據(jù)另一方面，提供了一種解釋級(jí)聯(lián)伽馬的成像方法。接收對(duì)從對(duì)象的靶體積發(fā)射的探測(cè)到的伽馬射線進(jìn)行描述的事件數(shù)據(jù)。所述探測(cè)到的伽馬射線包括從所述靶體積內(nèi)的放射性核素發(fā)射的級(jí)聯(lián)伽馬。使用蒙特卡洛(MC)仿真技術(shù)對(duì)來自所述靶體積的級(jí)聯(lián)伽馬發(fā)射和湮滅伽馬發(fā)射以及所述成像系統(tǒng)的符合探測(cè)進(jìn)行仿真，以生成包括湮滅符合事件和級(jí)聯(lián)符合事件的級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)集。利用使用所述級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)集中的所述湮滅符合事件與所述級(jí)聯(lián)符合事件之間的關(guān)系的對(duì)級(jí)聯(lián)符合的校正將所述事件數(shù)據(jù)重建為所述靶體積的圖像表示。