[发明专利]核成像中基于模型的视场扩展

说明书

本申请涉及医学成像系统和方法。本申请特别地与诸如PET/CT系统的多模态系统一起应用。应明了，本发明也应用于SPECT、CT、PET、MRI等的各种组合。

在多模态断层摄影系统中，使用两个或更多个不同的成像模态来定位或测量对象空间中的不同成分。在PET/CT系统中，PET成像系统创建身体中高代谢活动的图像，而不是创建周围解剖结构的图像。CT扫描允许医生查看人体内的内部结构。在进行PET/CT扫描之前，患者接收一剂量的放射性药物。该药物通过血液运载并且聚集到一个或多个靶器官或区域中，引起发射正电子的湮没事件。在扫描期间，系统探测所发射的辐射的踪迹，从而创建患者内放射性药物的分布的图像。图像可以示出循环系统和/或放射性药物在各种区域或器官中的相对吸收。在PET/CT图像中，来自CT扫描的解剖结构数据与来自PET扫描的代谢数据的整合给医师确定是否存在疾病、疾病的位置和范围，以及跟踪疾病蔓延有多快的视觉信息。对于难以处置的区域(例如，头部和颈部区域、纵隔膜、术后腹部)以及为患者定位接收放疗或化疗的处置区域，PET/CT系统是特别有帮助的。

CT扫描数据能够用于衰减校正，进一步增强PET图像。传统PET系统中的衰减校正可以涉及透射扫描，在透射扫描中外部放射性透射源围绕FOV旋转并且在检查区域中不存在患者及之后存在患者的两种场景下测量通过检查区域的衰减。两个值的比用于校正可能引起图像噪声、图像伪影、图像扭曲以及可能掩藏重要特征的非均匀密度。

PET/CT系统使用CT透射数据来构造遍及身体的密度差异图，并且用于校正发射光子的吸收。基于CT的衰减校正受益于低统计噪声、高速采集、免于与注射的放射性同位素相关的干扰以及消除放射性透射源硬件。

散射校正算法也可以受益于CT导出的衰减图。散射校正算法基于CT透射衰减图和发射PET数据对散射分布建模。在减去散射贡献之后，重建PET数据以得到经散射校正的图像。

利用核成像进行心脏检查是常见的。通常由SPECT执行冠状动脉灌注和心肌存活性的检查，但PET正在取得进步，因为由胸部和隔膜引起的衰减干扰能够容易地利用基于透射扫描的衰减图得以校正。两种核成像模态都遭受有限视场(FOV)的不足，这一点对于利用PET的动态心脏检查更是如此，在该检查中仅在一个床位置处采集数据。有限的空间分辨率使得很难对FOV之外的活动进行散射估计和扩溢(spill-over)估计，因为不测量FOV之外的这一活动。例如，在心脏检查中，接近心脏的肝吸收大量的放射性示踪剂，造成心脏区域中的活动的扩溢。在整个身体的检查中，可以使用部分体积校正算法来校正扩溢；然而，当扩溢活动源被部分或完全排除在FOV以外时，会发生问题。另外，在单个散射模拟(SSS)中无法对来自FOV以外的肝的反向散射建模。

本申请提供一种新的且改进的诊断成像系统，其能够量化核成像FOV以外的大量活动，从而克服上述问题及其他问题。

根据一方面，提供了一种包括第一成像系统和核成像系统的组合成像系统。第一成像系统配置为采集第一FOV中至少一个解剖结构的结构数据。核成像系统配置为采集第二FOV中至少一个解剖结构的功能数据，其中，第二FOV小于第一FOV。重建处理器配置为对由核成像系统采集并基于由第一成像系统采集的结构数据校正了扩溢伪影和反向散射伪影中的至少一个的功能数据进行重建。

根据另一方面，提供了一种利用了组合成像系统的方法，包括利用第一成像系统采集第一FOV中至少一个解剖结构的结构数据。由核成像系统采集第二FOV中至少一个解剖结构的功能数据，其中，第二FOV小于第一FOV。基于由第一成像系统采集的结构数据校正功能数据的扩溢伪影和反向散射伪影中的至少一个并且对经校正的功能数据进行重建。

一个优势在于可以在功能PET图像中实现更高的信噪比。

本领域技术人员在阅读并理解说明书后将会明了本发明的其他优势。

本发明可以实施为各种部件和部件的布置，以及各种步骤及步骤的安排。附图仅用于图解说明优选实施例而不应被解释为限制本发明。

图1为具有基于模型的FOV扩展的组合PET/CT系统的示意图；

图2是整个肝在FOV中的CT平片(surview)扫描；

图3图解说明利用NH₃进行动态灌注检查期间的患者的三个视图；

图4是产生核探测器中的错误符合事件的FOV以外的反向散射事件的图示；以及

图5是量化扩溢活动的曲线图。在图像中将具有同质活动(◇)的区域表示为平滑的分布曲线(+)。