[發明專利]從PET列表數據中的呼吸運動信號的噪聲魯棒的實時提取

在審

• 申請號: 201880020713.0
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN110536640A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: A·F·薩洛蒙;張濱;A·格迪克;P·奧利維爾
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B6/03
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉兆君<國際申請>=PCT/EP2018

一種在由正電子發射斷層攝影(PET)或單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)成像設備(10)采集的成像視場(FOV)中的成像對象的發射數據(22)上操作的運動信號生成方法。在所述成像FOV中定義區域的陣列(32)而無需參考所述成像對象的解剖結構。針對在成像FOV中定義的區域的陣列的每個區域，根據由PET或SPECT成像設備采集的所述發射數據來計算活動位置對時間曲線(54)。對所述活動位置對時間曲線進行頻率選擇性濾波，以生成經濾波的活動位置對時間曲線。通過組合區域的至少所選擇的子集的經濾波的活動位置對時間曲線來生成至少一個運動信號(66)。

技術領域

以下總體涉及醫學成像領域、發射成像領域、正電子發射斷層攝影(PET)成像領域、單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)成像領域、患者監測領域、呼吸監測領域和相關領域。

背景技術

在諸如正電子發射斷層掃描(PET)或單光子發射計算機斷層掃描(SPECT)的發射成像中，向患者或其他成像對象施用放射性藥物，所述放射性藥物被設計為優選地積聚在靶器官或組織中并且包括放射性同位素，例如PET中的正電子發射同位素。將成像對象加載到成像設備(例如，用于PET成像的PET掃描器，或用于SPECT成像的γ相機)中，并且通常使用迭代重建算法來收集和重建發射成像數據，以生成重建圖像。為了提高準確度，可以提供成像對象的衰減圖，例如從對象的透射計算機斷層攝影(CT)圖像計算，并且衰減圖用于校正對成像對象的身體中檢測到的輻射的衰減的重建(例如在PET的情況下為511keV伽馬射線)。

根據感興趣區域的尺寸，對象可以在整個發射成像會話保持單個固定位置；或者，如果要對比在成像設備的單個視場(FOV)中捕獲的更大的體積進行成像，則可以采用多階段成像，其中對象支撐體(例如，臥榻)逐步地移動患者通過成像FOV，在每個步驟獲得單獨的圖像。連續的患者運動也是可能的，即患者可以在成像數據采集期間以連續方式移動通過FOV，并且在采集時針對患者位置調整所得數據以生成大于成像設備FOV的圖像。

已知的圖像劣化源是對象的運動。一種這樣的運動源是呼吸。減少呼吸運動偽影的一種方法是處理在單個呼吸階段期間獲得的數據-為此目的，通常選擇呼氣末，因為它相對靜止且持續時間相對較長(通常為呼吸循環的約30％)。可以使用呼吸帶或其他專用設備來監測呼吸。然而，這樣的設備對于患者來說可能是不舒服的，并且可能貢獻于測量的輻射的散射和/或吸收，從而降低圖像質量。

被稱為“數據驅動”方法的其他方法試圖從發射成像數據中提取呼吸信號。這種方法在諸如透射計算機斷層攝影(CT)成像的成像模態的情況下是有效的，其中獲得強信號，從該信號可以描繪和監測諸如肺/膈膜界面的解剖特征以用于呼吸運動。數據驅動的方法不太容易應用于發射成像。這是由于為了患者的放射安全性而使用的放射性藥物劑量低，這導致低發射信號強度并因此導致低的信噪比(SNR)。此外，發射成像通常捕獲功能信息，例如高代謝致癌腫瘤通常是“明亮”特征或“熱點”，這是由于腫瘤中的高血管系統導致腫瘤中施用的放射性藥物的高濃度。

Kesner的美國專利US 2008/0273785(“Kesner”)公開了一種用于提取呼吸信號的數據驅動方法，用于PET圖像的回顧性門控。在該方法中，以0.5秒的時間間隔生成PET圖像的時間序列，并且針對圖像的每個體素提取經頻率濾波的活動對時間曲線。通過濾波以限制呼吸頻率，預期活動對時間曲線與呼吸相關，并且這些曲線被組合以產生呼吸信號。可以采用體素加權，其中體素權重基于活動-時間-曲線的平均值，或者基于體素與空間梯度的接近度。可以將一些體素權重設置為零，以便排除那些體素對組合呼吸信號的貢獻。

以下公開了新的和改進的裝置和方法。

發明內容