[发明专利]用于感兴趣肿瘤区域定义的解剖结构建模

说明书

本申请涉及诊断成像系统和方法。它特别适用于结合正电子发射断层摄影(PET)多模态成像系统并且将特别参考多焦点疾病的热斑探测和病变量化进行描述。

核医学成像采用放射性源来对患者进行成像。通常，放射性药物被注射到患者体内。放射性药物化合物包含以可预测速率经历衰变并且发射或导致发射具有特征能量的伽马(γ)射线的放射性同位素。一个或多个辐射探测器被邻近患者放置以监测和记录所发射的辐射。有时，探测器围绕患者旋转或变址以监测从多个方向发射的辐射。基于诸如所探测的位置和能量的信息，确定身体中的放射性药物分布，并且重建该分布的图像以研究循环系统、选定器官或组织中的放射性药物吸收等。

核医学成像由于示踪剂[18F]-氟代脱氧葡萄糖(FDG)的成功而已经被越来越多地用于癌症成像。具有反常增加的FDG吸收的焦点区域被称为热斑并且在PET图像中被显示为高局部强度区域。这些热斑指示具有高代谢活性的区域，其可能是肿瘤病变或其他恶性过程的结果。PET图像中病变活性的精确和可靠量化对于患者分期以及监测很多癌症类型的治疗反应是至关重要的。

为了评估图像，在当前临床实践中临床医生手动标记和分割病变，这些病变被假定为指示整体疾病。但是，对于诸如淋巴瘤和具有淋巴结受累和转移的其他疾病的多焦点疾病来说，焦点的数量可能是非常大的。由于时间约束，通常定义三个先导病变。但是，正常解剖结构的非病理示踪剂吸收经常使得指示性病变不明显。在FDG-PET的情况下，具有高代谢活性的正常机能器官，诸如心脏、脑、膀胱、肝脏、肾脏等，经常显示出与癌症无关的FDG吸收。另外，局部体积效应(PVE)造成识别PET图像中的肿瘤病变的另一问题。

通常，PET图像与同一解剖区域的计算机断层摄影(CT)图像、磁共振(MR)图像或其他图像组合在一起。

本申请提供克服上述及其他问题的新的改进的PET成像系统和方法。

根据一个方面，一种热斑探测系统包括分割单元和热斑探测单元，该分割单元将解剖第一图像表示分割成对应于受检者的解剖结构的区域，该热斑探测单元从功能性第二图像表示中探测高吸收区域。分类单元根据高示踪剂吸收区域相对于从解剖第一图像表示中分割的解剖结构的位置对高示踪剂吸收区域进行分类。抑制单元基于分类单元的结果抑制功能性第二图像表示中的高示踪剂吸收区域。识别单元将未抑制的高吸收区域识别为潜在病变和非潜在病变之一。

根据另一方面，一种用于诊断成像的方法包括将解剖第一图像表示分割成对应于解剖结构的区域，并且从功能性第二图像表示中探测多个高示踪剂吸收区域。功能性第二图像表示中与经分割的解剖第一图像表示的一个或多个分割区域相对应的高吸收区域被抑制。并且，未抑制的高吸收区域被识别为潜在病变和非潜在病变之一。

根据第三方面，在解剖第一图像表示中识别的解剖区域可以被带到功能性第二图像表示之上以便在此描绘解剖结构。这些结构中的示踪剂吸收可以被用作对热斑的量化的参考，例如可以计算热斑与正常肝脏组织相比的相对活性。

一个优点在于病变的自动探测和量化被改进。

另一优点在于病变的识别时间被改进。

本领域普通技术人员在阅读和理解以下详细描述之后将认识到本发明的更多优点。

本发明可以体现为各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤布置。附图仅用于图示说明优选实施例而不应被解读为限制本发明。

图1示意性显示采用热斑探测系统的诊断成像系统；

图2示意性显示热斑探测系统；

图3A图示说明功能性图像表示中的高强度区域；

图3B图示说明在解剖图像表示中分割的解剖结构；

图3C图示说明在抑制解剖结构之后的高强度区域；

图4图示说明分水岭算法；以及

图5是绘示用于探测高吸收区域的方法的流程图。

参考图1，诊断系统10包括第一成像系统，即诊断成像扫描器12，诸如计算机断层摄影(CT)成像扫描器、MRI扫描器或用于获得解剖诊断图像的类似仪器。在图示的实施例中，诊断成像扫描器12包括安装在旋转扫描架16上的X射线源14。X射线源14产生穿过检查区域18的X射线，在该检查区域内X射线与由支架20支撑的受检者(未图示)的靶区相互作用，该支架将靶区定位在检查区域18内。X射线探测器阵列22被布置成接收穿过检查区域18之后的X射线束，在该检查区域内X射线束与受检者相关作用并且被受检者部分吸收。因此所探测的X射线包括与受检者相关的吸收信息。