[发明专利]利用门控信号检测和校正列表模式PET数据中的运动的方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及诊断成像领域。本发明具体应用于结合以列表模式收集数据的正电子发射断层摄影（PET）系统使用，并将特别参考它们进行描述。不过，要认识到，以下内容也可以应用于其他类型的核成像、组合核/CT成像、CT成像等。

背景技术

在PET成像中，每个放射性衰变事件都导致一对在直径方向上相对的伽玛射线，它们被同时检测到，定义了一条响应线（LOR）。在一段时间内收集LOR——该时间通常显著长于呼吸或心搏周期——并将其重建为3D图像。在对肺、心脏或它们周围的区域进行成像时，由于呼吸或心脏运动的原因而发生放射性衰变的身体组织在空间上周期性移位，导致所得的静态图像中出现模糊（或损失空间分辨率）。模糊使得难以或者不可能识别图像中的小病变。

对模糊问题的一个解决方案是对数据采集进行门控或分箱（bin），从而将心脏或呼吸周期的很多次重复内的相同运动阶段或运动阶段系列中的数据收集到共同的分箱中。将分箱中的数据重建为（一个或多个）运动阶段的图像。只有总数据的一部分落入每个阶段，因此，每个门控图像的统计数据都不好。虽然这种门控技术会提高空间分辨率，但也会对时间分辨率产生不利影响。在PET成像中，放射性示踪剂被不同的组织和病变吸收的速率以及它从不同组织和病变中洗出的速率等，都携带了重要的诊断价值。通过从在许多次心搏或呼吸周期中收集的数据重建图像，这种时间信息会变的模糊或丢失。纠正运动引起的模糊而不影响图像统计数据是要审慎的做法。

在PET成像中，如果要尝试在相较于心脏或呼吸周期较短的时间段中动态地重建数据，那么只有小部分不充分的数据可以用于每个动态间隔的重建。所得的图像将会有噪声，难以或不可能识别小的病变。利用病变的动态图像估计运动的运动校正技术，比如Philips LMC（局部运动校正），要受到有限统计量的影响，因此运动估计的可检测性和准确性会受到不利影响，尤其是对于小的病变。

本申请提出了克服上述问题以及其他问题的新的和改进的方法和装置。

发明内容

根据一个方面，提供了一种方法和装置，其生成经历呼吸或心脏运动的感兴趣区域的PET图像，该图像具有优异的空间和时间分辨率。

根据另一方面，提供了一种成像系统。列表模式存储器以列表模式存储生成的运动的受试者的数据。一个或多个处理器被编程为按照运动状态对列表数据分类并重建多种运动的每种中的列表模式数据。从图像导出对列表模式数据的校正，将列表模式数据变换为选定的参考运动状态。将参考运动状态中的列表模式数据重建为经运动校正的图像。根据另一方面，为生成的受试者功能数据打上时间戳并以列表模式存储。从列表模式数据生成多个高空间分辨率、低时间分辨率图像。利用所述高空间分辨率、低时间分辨率图像估计运动，将所述列表模式数据转换到公共运动状态。

根据另一方面，提供了一种成像方法。对在受试者移动通过多种运动状态时产生的功能数据打上时间戳。以列表模式存储所述功能数据。由列表模式数据生成多个高空间分辨率、低时间分辨率图像。利用所述高空间分辨率、低时间分辨率图像执行运动校正，将所述列表模式数据转换到公共运动状态。将经运动校正的列表模式数据重建为高时间和空间分辨率的静态图像或动态图像。

根据另一方面，一种成像系统包括PET扫描器系统，其生成周期性运动通过多个运动阶段的受试者的多个带时间戳的响应线（LOR）。运动检测器检测采集每条LOR期间受试者的运动状态。分类模块按照运动状态对LOR进行分类，一个或多个重建处理器将处于每种运动阶段中的LOR重建为相应的高空间分辨率、低时间分辨率图像。局部运动校正模块由高空间分辨率、低时间分辨率图像确定将LOR转换到公共运动状态的变换。重建模块可以将数据重建为静态图像，或者重建模块可以将公共运动阶段的LOR的时间连续的组重建为一系列高时间分辨率、高空间分辨率的动态图像。

一个优点在于生成具有优异的时间和空间分辨率图像。

另一个优点在于能够识别和监测在经历周期运动的更小的区域和病变中放射性示踪剂的辐射摄取和洗出。

根据另一个优点，更加精确地识别了运动。

根据另一个优点，可以识别小的低对比度病变，例如小的肺部病变。

根据另一方面，在最终输出图像中保持采集统计数据。

根据另一个优点，未增加患者的辐射剂量。

在阅读和理解以下详细描述之后，本领域普通技术人员将认识到本发明的更进一步优点。

附图说明