[发明专利]用于SPECT‑CT图像中的柔软器官划分区的功能分析的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月4日提交的美国临时申请号61/429,638的优先权，该临时申请的公开通过引入被全部并入本文。

技术领域

本教导总体上涉及用于医学成像中的柔软器官的功能分析的系统和方法。更具体地，本教导涉及用于使用SPECT-CT图像总体上对柔软器官且特别是肝划分区进行计算机化功能分析的方法和系统。

背景

计算机化断层摄影或CT方法广泛用于诊断目的。它可提供人类器官的非常详细的解剖结构信息。在肿瘤学中，CT用于通过测量肿瘤尺寸变化来监测对肿瘤的治疗的治疗反应。然而，治疗反映在肿瘤的尺寸变化上可能花费很长时间，例如几个月。相反，单光子发射计算机化断层摄影（SPECT）是可提供对人类器官和/或肿瘤的直接新陈代谢测量的方法，允许人们按功能水平区分开健康组织与有病组织。然而，虽然SPECT和CT设备都提供成像，来自SPECT设备的成像不能按照与CT实行的相同方式来提供对人类器官的详细解剖结构信息。然而最近，CT和SPECT组合在一个成像设备中，允许CT和SPECT图像都在一个图像期中被获取。

目前，SPECT-CT成像的利用通常保持在图像水平。例如，在SPECT中的肝功能测量中，医师通常手动地描摹SPECT中的肝的左和右叶边界，并计算同位素计数来测量肝叶的肝功能。然而，在对肝病变的经皮治疗计划中，例如通过射频消融（RFA）或化疗栓塞，测量局部区或感兴趣的叶划分区中的肝功能是合乎需要的。例如，测量血管结构的血液供给或血液排出的肝功能是合乎需要的。因为SPECT不提供关于详细的解剖结构的信息，只与SPECT图像一起操作并不能执行上述任务。虽然SPECT和CT图像设备可提供在SPECT图像空间和CT图像空间之间的机械配准，转换可只用于SPECT和CT图像之间的粗略对准。因为SPECT和CT图像在不同的时间被获取，呼吸和身体运动可导致从机械配置的非刚性偏离。因此，在CT空间中的分析不能容易应用于SPECT空间。

能够通过使用CT中的解剖信息准确地测量SPECT中的局部区或肝划分区的肝功能因此是高度合乎需要的。实时地和以交互式方式执行这样的测量也是合乎需要的。

概述

在本公开的实施方式中，公开了用于测量肝功能的系统。系统包括用于产生肝的功能图像的第一设备和用于产生肝的结构图像的第二设备。系统包括用于将来自第二设备的点坐标转换成第一设备的点坐标并基于该转换来创建肝图像的坐标转换单元、用于划分肝图像的划分单元以及用于分析划分的肝功能的分析单元。

在另一实施方式中，第一设备是单光子发射计算机化断层摄影（SPECT）设备。在另一实施方式中，第二设备是计算机化轴向断层摄影（CT）设备。

在另一实施方式中，第一设备还包括有病组织指定单元和健康组织划分单元，且第二设备的成像单元还包括器官划分单元和器官分析单元。在又一实施方式中，有病肝指定单元和健康组织划分单元确定健康肝组织的表面点。

在另一实施方式中，系统包括健康组织配准单元。在另一实施方式中，健康组织配准单元基于健康肝组织来确定局部变形参数。在另一实施方式中，器官划分单元和区域分析单元基于血管结构来执行器官几何分析。

在另一实施方式中，公开了在具有至少一个处理器、存储器和连接到网络的通信平台的机器上实现的用于分析肝的功能的方法。该方法包括使用第一设备识别肝组织，使用从第一设备得到的信息识别有病肝组织，使用从第一设备得到的信息识别健康肝组织，获得健康肝组织的表面点，使用从第二设备得到的图像划分肝，从成像系统识别肝的内部结构，使用从第二设备得到的图像得到肝组织的表面点，将使用第一设备得到的健康肝组织的表面点映射到使用第二设备得到的肝组织的表面点，以及分析局部区域的肝功能。在另一实施方式中，该分析基于使用第一设备得到的健康肝组织的表面点的映射。

在另一实施方式中，该分析基于来自第二设备的所识别的内部结构的区域。在另一实施方式中，来自第二设备的内部结构的区域被映射到第一设备的坐标空间。

在另一实施方式中，该分析基于识别特定区域内的同位素计数。在另一实施方式中，通过计算特定区域内的同位素计数除以整个肝区域内的总同位素计数来执行分析。在该方法的另一实施方式中，第一设备是单光子发射计算机化断层摄影（SPECT）设备。在该方法的另一实施方式中，第二设备是计算机化轴向断层摄影（CT）设备。