[发明专利]正电子发射断层摄影图像的空间归一化的方法

说明书

一种用于使PET或SPECT图像配准的自适应模板图像包括模板图像模型，其包括根据一个或更多控制参数的、对于模板图像中的每个体素的值的可变性。

技术领域

本发明涉及正电子发射断层摄影(PET)图像分析和单光子发射断层摄影(SPECT)的领域。更具体地，本发明涉及PET和SPECT图像的空间归一化的方法。

背景技术

当从PET和SPECT成像数据进行自动个体间定量分析时，重要的是具有可以用于将来自不同个体的图像变换到其中可以进行个体之间的比较的共同参考空间的稳健且准确的空间归一化方法。这意指不同的器官图像(例如大脑图像)变换到标准解剖空间，其中来自不同个体的器官具有相同的位置、大小和形状，以便允许跨不同个体的比较。这对于来自成像数据的基于体素的分析以及感兴趣体积(VOI)分析两者都是相关的。

对于PET和SPECT图像的空间归一化，个体PET/SPECT图像或相互配准(co-register)的解剖图像可用于在个体图像与定位在参考空间中的模板图像之间找到空间变换。在大部分的应用中，解剖信息的使用将提高进行良好空间归一化的可能性。然而，在进行取决于解剖图像的方法方面存在权衡。例如，当没有解剖图像可用时，选项将是完全禁止分析或使用备选的基于PET/SPECT的方法(其将产生不同的结果)。

因此在本领域中需要有特别对于PET和SPECT图像(例如使用淀粉样蛋白显像剂的图像)的空间归一化方法，该方法仅取决于PET或SPECT图像本身。

发明内容

鉴于现有技术的需要，本发明提供与空间归一化方法结合的模型控制自适应模板图像。本发明可适用于显像剂，例如(通过说明而非限制的方式)淀粉样蛋白显像剂。

在一个实施例中，本发明提供用于使PET图像配准的自适应模板图像，该自适应模板图像包括模板图像模型，其中对于模板图像中的每个体素的值根据一个或更多控制参数而变化(即，具有可变性)。

在另一个实施例中，本发明被调整到使来自具有阿尔茨海默氏病(AD)、MCI的患者以及表示正常摄取模式、高摄取模式或低摄取模式的个体的成像数据配准的特定问题。

在一个实施例中，对于每个体素的值的可变性的范围在对应于显像剂的正常摄取水平与显像剂的异常摄取水平的值之间。

例如，可对于大脑的灰质来指示/检测显像剂的摄取水平。异常摄取水平可产生于显像剂的相对高的摄取水平或相对低的摄取水平。

在另一个实施例中，对于每个体素的值的可变性的范围在对应于灰质中的正常淀粉样蛋白水平与灰质中的高淀粉样蛋白水平的值之间。进一步预想显像剂可以是[¹⁸F]Flutemetamol(Flutemetamol)，其中灰质中的高摄取水平指示高淀粉样蛋白水平。还预想显像剂可以是由GE Healthcare ofAmersham,U.K.销售的其中纹状体中的低摄取水平指示低多巴胺转运水平。

在另一个实施例中，本发明提供使PET或SPECT图像与自适应模板图像配准的方法，其包括以下步骤：

将个体PET图像空间归一化到定位在参考空间中的自适应模板图像；

将空间归一化的个体PET图像与自适应模板图像比较来确定两者是否充分融合；以及

更改控制模板图像的参数和控制对于个体PET图像的空间变换的参数，以便在比较步骤不确定空间归一化的个体PET图像与自适应模板图像充分融合的情况下渲染(render)更改的模板图像和更新的空间变换的个体PET图像。

在另外的实施例中，本发明提供构造自适应模板图像的方法，其包括以下步骤：

从输入PET/SPECT图像集计算均值图像，其示出感兴趣区中显像剂的摄取，该输入PET/SPECT图像集已经变换到参考空间；以及