[发明专利]使用磁共振波谱图像数据对PET或SPECT核成像系统的衰减校正

说明书

本公开具体应用于患者成像系统，具体涉及诸如单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、正电子发射断层摄影(PET)扫描器等的患者成像设备。然而，应当认识到，所描述的技术还可以应用于波谱(spectroscopy)系统、其他核成像方案、其他成像技术等。

在计算机断层摄影(CT)图像中，像素值涉及像素或体素的辐射衰减特性，与之不同的是，磁共振(MR)图像是基于来自共振偶极子、通常为氢偶极子的共振信号。他人已经提出通过使用MR图像强度将每个像素归类为组织或空气来使用MR图像数据计算衰减因子。另一些人已经提出使用组织的磁共振特性来分离软组织和骨骼，从而将每个体素归类为软组织、骨骼或空气中的一种并给出为该类分配的衰减因子。

在核成像中，当伽马(gamma)射线(光子)行进通过身体时，存在到达探测器的光子的总数的衰减。这导致探测到的光子的数量随着遭遇具有高衰减的组织的路径长度而减少，这还造成身体内“热点”的差的量化并且可能造成临床上的误诊。

衰减校正(AC)是一种应用于核图像以校正光子衰减效应的定量技术。在核成像组合(incorporate)从受检者体内分布的放射性核素获取的发射图像时，AC使用患者的组织光子衰减分布的附加数据来产生身体的衰减效应的绘图(map)。该衰减信息通常来自CT扫描器或核CT图像(根据核扫描器的发射辐射重建的图像)。这一信息被应用于核图像的重建，从而抵消身体的衰减效应。在PET-MR扫描器中，不能使用用于有效提供对PET图像的AC的常规的X射线照相术技术。此处所描述的技术提供了使用MR图像针对AC问题的解决方案。

在组合的核/MR成像中，来自MR扫描的局部MR线圈(例如，乳房线圈、直肠内线圈等)常常在核扫描(例如，PET或SPECT)期间留在患者身上或体内，并且可能在核图像中引起衰减。解决这种衰减的经典方法包括基准标记以识别核图像中线圈的位置并由此校正所引起的衰减。然而，这种方法包括对标准MR线圈的修改使其应当有助于一般的MR成像过程。对线圈的修改耗时并且劳动强度大，并且线圈组的重复造成成本高，其中，所述线圈组中一个用于仅MR，一个用于PET-MR。此外，MR基准生成能够引起伪影的RF信号，所述伪影能够混淆入MR图像中。

本申请提供了一种用于多模式成像系统中的衰减校正的新的并经改进的系统和方法，从而将MR图像数据用于生成具有化学位移(chemical shift)信息的MRAC，并且利用MRAC生成无伪影的衰减绘图以校正PET图像，这克服了以上涉及的问题和其他问题。

根据一个方面，一种图像校正系统包括存储在受检者的MR扫描期间采集的磁共振(MR)波谱图像数据的存储器。该系统还包括处理器，所述处理器确定从MR波谱图像数据中选定的体素的谱、基于每个体素的谱确定其的组织类型、将每种组织类型转换为光子衰减值、并将针对每个体素的衰减值整合为MR衰减校正(MRAC)绘图。该系统还包括核成像重建处理器，所述核成像重建处理器根据MRAC绘图将核图像数据重建为经衰减校正的核图像数据。

根据另一方面，一种校正核图像中的衰减的方法，包括获取针对MR图像中的一个或多个体素的MR图像数据以及针对MR图像中的一个或多个体素中的至少一个的波谱数据；确定针对一个或多个体素中的每个的化学谱；以及根据从体素的谱确定的体素的化学成分识别针对每个相应体素的组织类型。该方法还包括执行针对相应的组织类型的衰减值的表查找、根据针对体素所识别的组织类型为MR图像中的每个体素分配衰减值，以生成MR衰减校正(MRAC)绘图，并使用MRAC绘图从采集的核图像数据重建经衰减校正的核图像。

根据另一方面，一种在其上存储有用于控制一个或多个计算机针对核图像中的衰减进行校正的软件的计算机可读介质，所述软件包括用于获取针对MR图像中的一个或多个体素的MR图像数据以及针对MR图像中的一个或多个体素中的至少一个的波谱数据，以及确定针对一个或多个体素中的每个的化学谱。该软件还包括指令，所述指令用于根据从体素的谱确定的体素的化学成分识别针对每个相应体素的组织类型；执行针对相应的组织类型的衰减值的表查找；以及根据针对体素所识别的组织类型为MR图像中的每个体素分配衰减值，以生成MR衰减校正(MRAC)绘图。该软件还包括用于使用MRAC绘图从采集的核图像数据重建经衰减校正的核图像的指令。