[发明专利]包括品质度量的双模态成像

说明书

以下涉及发射成像领域、医疗成像领域、双模态成像领域和相关领域。

诸如正电子发射断层摄影（PET）或单光子发射计算机断层摄影（SPECT）的发射成像技术需要向对象施予放射性物质（例如，放射性药剂），并基于发射测量生成对象中的放射性物质的分布的映射图。这样的技术能够有利地提供功能信息，并且能够用在诸如功能心脏成像的应用中。

发射成像是诸如透射计算机断层摄影（CT）或磁共振（MR）成像的解剖学成像技术的补充，因为前者提供了与后者所描绘的关于解剖学结构的功能信息。此外，已经认识到，CT或MR图像提供的解剖学信息能够提供衰减（或者，等价地，吸收）映射图，以负责来自对象中的放射性物质的发射的衰减（或者，等价地，吸收）。CT直接测量衰减，并且因此将CT图像转换为衰减映射图是直截了当的（例如，校正CT中所使用的x射线的吸收与PET中所使用的511keV光子之间的差异）。为了从MR图像导出衰减映射图，基于组织类型的识别用衰减值适当地替代MR图像的体素。该后一方案还可以用于从CT图像构建吸收映射图。使用这样的衰减映射图，能够说明衰减对发射数据的作用，从而重建出更加精确的发射图像。

如果解剖学图像与发射图像很好地空间对齐，那么基于相应的解剖学图像针对吸收校正发射图像是有利的。然而，发射图像和解剖学图像之间的错位可能导致针对吸收校正的发射图像中存在伪影。在心脏成像（或者其他的躯干区域的成像）的说明性实例中，如果吸收校正将肺体素错误地识别为组织体素或反之，则可能产生显著的伪影。这是因为肺区域（大部分是空气）的吸收比组织的吸收低得多。组织/骨体素的错误识别也类似地是有问题的。

在典型的临床实践中，医师需要患者的PET或SPECT图像。从放射科医师或其他成像技术人员对所需的成像过程进行规划，继而执行，所述人员既执行成像数据采集，又执行接下来的图像重建处理（后者是结合计算机等执行的）。通常，放射科医师或其他成像技术人员在不进行吸收校正的情况下执行初始发射图像重建，并通过图像融合技术等对未校准的发射图像和解剖学图像（或由其生成的衰减映射图）进行目测比较。如果匹配是相近的，那么放射科医师或其他成像技术人员将继续使用解剖学图像进行衰减校正重建，以生成衰减映射图。如果存在相当大的错位，那么放射科医师或其他成像技术人员例如可以通过移动解剖学图像使之与发射图像更好地对准而执行一定的人工图像配准，之后使用配准的衰减映射图执行衰减校正的重建。

如果放射科医师或其他成像技术人员所做的人工图像配准工作较差，或者在存在显著的错位时完全忽略了执行人工图像配准，那么最终的衰减校正发射图像可能包含显著的伪影。另一方面，如果采集状态的发射和解剖学图像数据集已经得到了良好的对准，那么即使不执行图像配准，最终的图像也可能具有高的品质。

医师最后接收最终衰减校正的发射图像用于临床观察。医师附加到这一图像上的临床价值依赖于医师对其可靠性的评估。然而，图像的可靠性取决于（至少部分地）衰减校正的精确性，医师没有评估该准确性的基础。

以下提供了本文中公开的新的改进的装置和方法。

根据一个公开的方面，一种方法包括：从所采集的对象的解剖学图像数据集生成衰减映射图；重建所采集的对象的发射图像数据集以生成发射图像，所述重建包括使用所述衰减映射图校正对象中的发射辐射的衰减；计算对所述衰减映射图和所述发射图像的对准进行量化的品质保证度量的值；以及将所述发射图像与所计算的品质保证度量一起显示或打印。

根据另一个公开的方面，一种包括数据处理电子设备的装置被配置为执行包括以下内容的方法：从针对对象采集的解剖学图像数据集生成衰减映射图；重建所采集的对象的发射图像数据集以生成发射图像，所述重建包括使用所述衰减映射图校正对象中的发射辐射的衰减；计算对所述衰减映射图和所述发射图像的对准进行量化的品质保证度量的值；以及构建包括所述发射图像和表示所计算的品质保证度量的元数据的数据单元。

根据另一个公开的方面，一种存储介质存储了可以由数据处理电子设备运行的指令，用于执行包括以下内容的方法：通过重建从对象采集的发射图像数据集而生成初始发射图像；从从对象采集的解剖学图像数据集生成衰减映射图，所述生成包括将以下中的一个与所述初始发射图像配准：（i）从所述解剖学图像数据集重建的解剖学图像和（ii）所述衰减映射图，所述配准包括执行全局刚性配准，之后是对感兴趣区域的局部非刚性配准；以及重建所述发射图像数据集以生成衰减校正的发射图像，所述重建包括使用所生成的衰减映射图对对象中的发射辐射的衰减进行校正。