[發(fā)明專利]用于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的呼吸運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880033897.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111033568A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·徐;P·奧利維爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司;約翰斯霍普金斯大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉兆君

一種呼吸運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法(30)包括：重建發(fā)射成像數(shù)據(jù)(22)以生成重建圖像(50)，所述發(fā)射成像數(shù)據(jù)包括由正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像設(shè)備采集的響應(yīng)線(LOR)或由伽馬相機(jī)采集的投影；在所述重建圖像內(nèi)定義一個(gè)或多個(gè)評(píng)估體積(66)；基于所述LOR或所述投影的時(shí)間戳將所述發(fā)射成像數(shù)據(jù)分箱到時(shí)間區(qū)間分箱中；并且通過(guò)以下操作來(lái)生成位移?時(shí)間曲線(70)：針對(duì)每個(gè)時(shí)間區(qū)間分箱計(jì)算被分箱在所述時(shí)間區(qū)間分箱中并與所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積相交的所述LOR或所述投影的統(tǒng)計(jì)位移測(cè)度，所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積可以被選擇為重疊在所述重建圖像中識(shí)別的運(yùn)動(dòng)評(píng)估圖像特征(60)。

技術(shù)領(lǐng)域

下文總體上涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域、發(fā)射成像領(lǐng)域、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像領(lǐng)域、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)成像領(lǐng)域、患者監(jiān)測(cè)領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在諸如正電子發(fā)射斷層攝影(PET)或單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)的發(fā)射成像中，向患者或其他成像對(duì)象施用放射性藥物，放射性藥物被設(shè)計(jì)成優(yōu)先聚集在靶器官或靶組織中和/或跟蹤身體機(jī)能(如糖吸收)。放射性藥物包括放射性同位素，例如，PET中的正電子發(fā)射同位素。將成像對(duì)象裝載到成像設(shè)備(例如，用于PET成像的PET掃描器或用于SPECT成像的伽馬相機(jī))中，并且通常使用分析或迭代重建算法來(lái)收集和重建發(fā)射成像數(shù)據(jù)以生成重建圖像。為了提高準(zhǔn)確度，可以提供成像對(duì)象的衰減圖，例如根據(jù)對(duì)象的透射X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像計(jì)算出成像對(duì)象的衰減圖，并且衰減圖用于通過(guò)在成像對(duì)象體內(nèi)探測(cè)到的輻射(例如，在PET情況下為511keV伽馬射線)的衰減來(lái)校正重建圖像的退化情況。

圖像退化的另外的來(lái)源是對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。使用對(duì)象約束能夠抑制隨意運(yùn)送。然而，無(wú)法避免不隨意運(yùn)動(dòng)，特別是因呼吸以及在更小程度上因心跳循環(huán)引起的不隨意運(yùn)動(dòng)。為了限制對(duì)成像對(duì)象的輻射暴露，放射性藥物的劑量應(yīng)保持較低水平，因此通常采用幾分鐘到幾十分鐘的量級(jí)的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)射成像數(shù)據(jù)采集時(shí)間來(lái)收集足夠的數(shù)據(jù)，以獲得可接受的信噪比(SNR)。因此，采集時(shí)間橫跨了大量的呼吸周期和心動(dòng)周期。

呼吸門控是已知用于限制呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)發(fā)射成像質(zhì)量的影響的方法。在這種方法中，在發(fā)射成像數(shù)據(jù)采集期間，將呼吸監(jiān)測(cè)帶或其他呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備附接到成像對(duì)象。根據(jù)門控機(jī)制對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行分箱，并且通常僅重建(如由門控機(jī)制所指示的)期望的門控區(qū)間中的發(fā)射數(shù)據(jù)以生成重建圖像。通常，選擇呼氣末相位進(jìn)行重建，因?yàn)樵谝淮魏粑型瓿珊魵馀c在下一次呼吸中開始吸氣之間的這段時(shí)間是靜態(tài)的且通常會(huì)延長(zhǎng)一段時(shí)間而占據(jù)呼吸循環(huán)的很大一部分，例如，在一些情況下占據(jù)呼吸循環(huán)的大約為60％。心臟門控可以以類似的方式執(zhí)行，例如使用心電圖(ECG)作為心跳循環(huán)監(jiān)測(cè)器來(lái)執(zhí)行心臟門控。然而，在心臟門控研究中，重建每個(gè)門控相位的發(fā)射數(shù)據(jù)以形成門控心臟圖像。隨后以電影模式顯示多個(gè)門控心臟圖像，以示出跳動(dòng)的心臟的運(yùn)動(dòng)。

下面公開了新的且改進(jìn)的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)公開的方面中，一種發(fā)射成像數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括電子處理器和非瞬態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述非瞬態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)能由所述電子處理器讀取并運(yùn)行以執(zhí)行呼吸運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的指令。所述方法包括：重建發(fā)射成像數(shù)據(jù)以生成重建圖像，其中，所述發(fā)射成像數(shù)據(jù)包括由正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像設(shè)備采集的響應(yīng)線(LOR)或由伽馬相機(jī)采集的投影；使用所述重建圖像來(lái)確定橫跨體素組的運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積；基于所述LOR或所述投影的時(shí)間戳將所采集的發(fā)射列表模式數(shù)據(jù)分箱到時(shí)間區(qū)間分箱中；并且通過(guò)包括以下內(nèi)容的操作來(lái)生成位移-時(shí)間曲線：針對(duì)每個(gè)時(shí)間區(qū)間分箱計(jì)算被分箱在所述時(shí)間區(qū)間分箱中并與所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積相交(即，在所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積內(nèi)通過(guò))的所述LOR或所述投影的(統(tǒng)計(jì))位移測(cè)度。使用所述重建圖像對(duì)所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積的所述確定可以包括：在所述重建圖像中識(shí)別運(yùn)動(dòng)評(píng)估圖像特征；并且選擇所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估體積以重疊或包括所述運(yùn)動(dòng)評(píng)估圖像特征。