[发明专利]用于动态灌注CT的图像数据配准

说明书

技术领域

下文总体涉及配准图像数据并结合针对计算机断层摄影（CT）的特定应用加以描述；然而，本文也想到了其他成像应用。

背景技术

计算机断层摄影（CT）扫描器通常包括静止机架和旋转机架。旋转机架由静止机架能旋转地支撑并承载X射线管。探测器跨检查区域位于X射线管的对侧。旋转机架关于z轴绕着检查区域旋转，并且由X射线管发射的辐射贯穿检查区域以及其中的患者解剖结构并由探测器进行探测。探测器生成指示被辐照的患者解剖结构的投影数据。重建器重建所述投影数据并且所生成的重建图像数据指示被辐照的患者解剖结构。

CT以及其他成像模态能够用于灌注成像。通常，灌注成像是用于获取与流体（例如，血液、淋巴等）经过解剖学组织相对应的信息并量化所述信息以便于识别该组织或其他组织的健康状态的成像方法。例如，心肌灌注成像能够用于测量心脏中肌肉组织的氧供应。因此，能够在辐射不透明的对比剂物质的注射之前和期间在三维（3D）中对患者的心脏成像，并且重建图像中的差异能够归因于在组织中洗过的对比物质。之后能够根据对比物质摄取的程度来对肌肉组织归类，并且能够检测病理，例如，心肌梗死或冠状动脉闭塞。

前瞻性ECG门控CT已经被用于心肌灌注成像。利用这种技术，尽管特定或具体的心动时相（例如，收缩、舒张等）被选择用于前瞻性门控，但在心动周期的不同时间帧中，心脏的运动状态可能是不同的。这通常是由于这样的事实，即，ECG门控依赖于电信号而不是依赖于实际机械运动，并且心脏周期长度变化未在前瞻性门控中被考虑到。因此，动态测量的时间帧可能未基于每个体素被对准，并且这样的失准可能向时域对比剂摄取曲线中引入伪影，其导致错误的分析结果。

发明内容

本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种方法，包括：配准4D对比增强图像数据集。所述方法包括将对应于多个不同时间帧的图像数据与来自所述时间帧之一的参考图像配准。所述4D对比增强图像数据集包括利用变化的对比增强在不同时间帧采集的同一感兴趣体积的图像数据，所述感兴趣体积包括移动结构，并且所述不同时间帧对应于所述移动结构的不同运动周期中的预定感兴趣运动时相。

根据另一方面，一种系统，包括：扭曲部件，其扭曲4D图像数据集的图像数据以基于梯度下降算法将所述图像数据与来自所述4D图像数据集的参考图像的数据配准。所述图像数据和所述参考图像的数据对应于同一感兴趣体积和不同时间帧。所述系统还包括相似度确定器，所述相似度确定器确定指示经扭曲的图像数据与所述参考图像的数据之间的相似度的值。

根据另一方面，一种利用指令编码的计算机可读存储介质，所述指令在由计算机的处理器执行时，令所述处理器执行如下操作：基于利用自适应步长预测的随机梯度下降优化算法以及零均值归一化互相关相似度度量，弹性地配准4D ECG前瞻性门控对比增强图像数据。

附图说明

本发明可以采取各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应解释为是对本发明的限制。

图1图示了结合有图像数据配准部件的成像系统。

图2图示了范例配准部件。

图3图示了4D图像数据的范例空间滤波。

图4图示了4D图像数据的范例时域滤波。

图5和6图示了范例配准。

图7图示了范例方法。

具体实施方式

图1图示了成像系统100，诸如计算机断层摄影（CT）扫描器。成像系统100包括静止机架102和旋转机架104，旋转机架104由静止机架103能旋转地支撑。旋转机架104关于纵轴或z轴绕着检查区域106旋转。在图示的实施例中，旋转机架104被配置成足够快速地旋转以扫描人类的搏动的心脏，例如，用于在单次心动周期期间扫描整个心脏。在一种情况下，图示的旋转机架104被配置成至少旋转两百七十毫秒（270ms）。旋转机架104还能够旋转更低或更高的旋转时间。