[发明专利]使用解剖列表模式掩模的PET成像

说明书

技术领域

本发明涉及正电子成像领域，尤其涉及对在正电子发射断层摄影(PET) 中采集的列表模式数据进行的重建。

背景技术

正电子发射断层摄影(PET)是核医学的一个分支，在其中将诸如18F- 氟代脱氧葡萄糖(FDG)的发射正电子的放射性药物引入患者的身体。随着放 射性药物的衰变，生成正电子。更具体地，在公知的正电子湮没事件中多 个正电子中的每个与电子反应，从而生成重合的一对511keV伽玛射线，该 射线沿响应线(LOR)的两个相反方向行进。在重合时间内探测到的伽玛 射线对通常被PET扫描仪记录为湮没事件。在飞行时间(“TOF”)成像中， 进一步测量在重合时间间隔内探测到重合对中的每条伽玛射线的时间。飞 行时间信息提供了探测到的事件沿着LOR的位置的指示。

来自扫描的湮灭事件数据被用于重建指示对象中放射性核素分布的体 积数据。重建典型地使用统计(迭代)或者分析重建算法来进行。与分析 重建方法相比，迭代方法可以提供高级的重建。但是，它们通常更为复杂， 计算上代价更高，并且相对更加耗时。迭代重建技术包括最大似然期望最 大化(ML-EM)，有序子集预期最大化(OS-EM)，可调子块迭代预期最大 化(RBI-EM)和行处理最大相似度(RAMLA)技术。参见Shepp和Vardi： Maximum Likelihood for Emission Tomography，IEEE Trans.Med.Imagging卷 2，113-122页(1982)；Hudson和Larkin，Accelerated Image Reconstruction Using Ordered Subsets of Projection Data，IEEE Trans.Med.Imagging卷 3，no.4，601-609页(1994)；Byrne，Accelerating the EMML Algorithm and Related Iterative Algorithm by Rescaled Block-Iterative Methods，IEEE Trans.Image Processing，卷7，no.1，100-109页(1998)；Brown和DePierro， A Row-Action Alternative to the EM Algorithm for Maximizing Likelihoods in Emission Tomography，IEEE Trans.Med.Imagging卷5，no.5，687-699页 (1996)。

在PET成像系统的性能中重建时间可能是关键因素。当使用迭代重建 技术时尤其是这样。迭代重建的特征在于涉及如下三个基本步骤：第一， 以初始对象估计开始，将对象估计正向投影到投影区中；第二，将得到的 投影与所测量的投影进行比较，从而在投影区中形成校正；以及第三，然 后将校正反向投影到图像域中并用于更新对象估计。经过附加的迭代重复 所描述的这三个基本步骤，直到该估计收敛于一个解或者否则终止该迭代 过程。

一般而言，对于列表模式数据的总重建时间与要处理事件的总数成正 比。因此，一种用于减少重建时间的技术是减少所利用的湮灭事件数据的 量。所报告的在所检查的感兴趣对象或者区域边界外发生的湮灭事件一般 是错误事件，通常为散射和随机事件，并且可以在重建期间忽略不计。而 且，重建效率还可以通过限制将图像域元素(例如体素，连通域(blob)或 者其它基本功能)更新为所检查的感兴趣对象或区域的边界内的元素，从 而缩短重建时间来实现。

但是，如果列表模式事件数据或者图像域元素被识别以通过在重建期 间执行的技术排除，在识别之前仍然耗费了重建迭代步骤和资源。因此， 需要识别感兴趣对象或者区域边界外的列表模式事件数据和/或图像元素， 以便在重建之前排除，由此缩短了总重建时间。

发明内容

本发明的一个方面是对这些内容进行寻址，及其他。

提供了用于对在对象的正电子发射断层摄影扫描期间采集的列表模式 数据进行重建的方法和设备，所述数据包括指示多个所探测的正电子湮灭 事件的信息。识别在感兴趣区域中发生的所探测的事件；使用包括射线跟 踪操作的迭代重建技术重建所识别的事件，从而生成指示感兴趣区域的体 积数据，其中，射线跟踪操作仅仅跟踪定位在感兴趣区域中的图像矩阵元 素；和生成指示体积数据的人类可读图像。