[发明专利]SPECT骨显像的定量分析技术及在骨评估中的用途

权利要求书

1.一种骨图像的定量检测技术，特别是关于一种SPECT或SPECT/CT定量测量骨摄取的技术，定量指标包括标准摄取值、瘦体标准摄取值和代谢体积，以及此技术在骨评估方面的用途，本技术包含：

图像采集步骤，利用SPECT或SPECT/CT采集骨伤患者的图像；

核素物理衰变校正步骤，根据SPECT探头的转动时间与核素的半衰期校正图像的物理衰减；

散射校正步骤，利用散射能窗，对图像中的散射分量进行计算，并减去散射分量图像而得到散射校正图像；

移动校正步骤，包含借助校正扫描间的患者移动，以自动重新对位CT与SPECT图像；

组织衰减校正步骤，通过转换CT图像或放射源透射图像而建立组织衰减矩阵，以叠代法重建去除图像因人体组织衰减所造成对骨显像药物摄取量的低估；

图像空间分辨率恢复步骤，通过移动点源距离准直器表面的变化，于投射图像中测量和距离相关的点扩散函数，并建立点扩散函数矩阵，并将点扩散函数矩阵用于叠代图像重建而重新恢复空间分辨率；

噪声去除步骤，通过分析或小波滤波器用于叠代图像重建中，以去除图像中的噪声；

骨代谢体积计算步骤，根据事先测定的实际放射性浓度与图像中画素强度之间的线性关系，计算出物理校正图像中各画素的骨显像药物摄取浓度，并通过坐标系转换与浓度变化梯度的计算，使用阈值计算出“感兴趣区”中的骨代谢体积；

标准摄取值计算步骤，根据患者的体重和身高，以及患者的放射性注射剂量，计算出骨对于药物的定量摄取指标，包括标准摄取值和瘦体标准摄取值；

评估步骤，通过定量指标的变化量以评估骨治疗前后产生的变化。

2.如权利要求1中的扫描间患者移动校正借助患者的CT图像，利用亨氏单位在骨与其他组织的高差异程度，以多个阈值对图像进行分区，分为骨与非骨两区，并从CT图像中去除非骨区域与只保留骨区，重建后的SPECT图像经由自动移动与转动的过程，与CT图像产生最大重叠吻合，重新自动对准SPECT与CT图像进而校正扫描间的患者移动，其中校正包括使用位移和角度方向共多个维度。

3.如权利要求1中的组织衰减校正步骤，借助转换CT图像或放射源透射图像而计算经图像中每个画素单元的140keV衰减系数，通过图像对应探头的位置，以指数模型与线积分计算每个像素单元对应探头的衰减值而创建一个衰减矩阵，并在叠代重建中使用衰减矩阵校正组织衰减，其中衰减矩阵以多个参数记录每条对应线的光子衰减的幅度。

4.如权利要求1中的图像空间分辨率恢复步骤，利用移动点源在原始投影数据中的半高宽变化，获得与准直器距离相关的点扩散函数而建立点扩散函数矩阵，并将点扩散函数矩阵用于叠代重建而重新恢复图像的空间分辨率，点扩散函数借助分析函数而建模，点扩散函数矩阵随后被用于叠代重建中的前投射步骤，通过叠代恢复图像的空间分辨率。

5.如权利要求1中的噪声去除步骤，将分析或小波滤波器予植入叠代集成重建，以去除图像中的噪声，利用等效分析滤波器在叠代重建中比对滤波后的原始图像和前投射图像的步骤中而予以过滤噪声，其中小波滤波器以固定模式对图像进行基底展开，在不同阶层的展开系数直方图中再以固定窗宽排除高频的展开系数，并使用分析函数对展开系数进行过滤，之后再进行图像重组，以去除图像噪声。

6.如权利要求1中的骨代谢体积计算步骤以“感兴趣区”中具最大摄取浓度的画素为参考点，对图像区域从一般直角坐标系转换至球坐标，图像中对半径方向进行浓度变化的梯度计算，并通过梯度的阈值范围勾画“感兴趣区”中代表代谢体积的区域，再将代谢体积的区域经由球坐标转换至直角坐标，以计算“感兴趣区”内的骨代谢体积。

7.如权利要求1～5项中，定量指标的计算方法适用于使用SPECT骨显像药物的SPECT或SPECT/CT显像，以测量骨对于药物摄取的标准摄取值、瘦体标准摄取值和代谢体积。

8.如权利要求6中，此定量分析方法所测量治疗前和治疗后对于骨的标准摄取值、瘦体标准摄取值和代谢体积的变化程度，可用于评估骨在治疗前后的变化是否具意义。

9.如权利要求6～7项中，此定量分析方法更可适用于任何使用^99mTc标记骨显像药物的SPECT或SPECT/CT显像。