[发明专利]SPECT骨显像的定量分析技术及在骨评估中的用途

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种骨图像的定量分析技术，特别是关于一种单光子发射型计算机断层显 像(singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT)或单光子发射型计算机断层显 像/X线计算机断层成像(SPECT/CT)的图像处理技术，可对于核医学单光子骨显像药物在骨 头内的摄取程度进行测量，并以定量指标进行表示，包括：骨对于显像药物的标准摄取值 (standardizeduptakevalue，SUV)、瘦体标准摄取值(standardizeduptakeleanbodymass， SUL)和代谢体积(metabolicvolume，MTV)，以及此技术方法在骨评估方面的用途。

【背景技术】

中国现己逐渐步入老年社会，骨良性疾病己成为老龄化人口的流行疾病之一，根据国家 卫计委的统计，中国60岁以上人口，60％罹患骨质疏松、骨关节与腰椎等相关骨良性疾病， 全国发病率为1.6亿，因此有效诊疗骨功能性疾病已成为保障老龄人口生活质量的重要医疗 服务项目。在骨功能评估的临床应用中，正电子发射型计算机断层显像(positronemission tomography，PET)或正电子发射型计算机断层显像/X线计算机断层成像(PET/Computed Tomography，PET/CT)等医学影像技术方法，一致性使用SUV，SUL与MTV等定量指标对带正 电子显像药物(例如使用NaF正电子显像药物)在骨靶点的摄取程度进行测量，以准确评估骨 的功能状态。以SPECT进行骨显像的技术方法已被经常使用于评价骨的功能活度，相较于PET 与PET/CT骨显像，虽然SPECT的技术方法具备成本低廉和技术简便等特点，但由于图像本身 受物理严重干扰的限制，只能通过定性方式评估骨对于显像药物的摄取程度，而无法与PET 或PET/CT一样对显像药物的摄取量进行准确定量测量，因此SPECT骨显像难以推展于新的应 用领域，对于SPECT骨显像的发展产生严重的阻碍。

鉴于此，有需要发展一种骨SPECT及SPECT/CT显像的图像定量分析技术方法，以实现 SUV、SUL和MTV定量指标的测定，并能够将定量指标实际用于骨的评估。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种SPECT或SPECT/CT骨的SUV、SUL和MTV的定量分析方法，以 克服传统SPECT和SPECT/CT技术只能定性而无法定量分析的缺陷，并将这一新技术应用于骨 的评估。

本发明所采用的技术手段为一种SPECT或SPECT/CT测量骨SUV、SUL和MTV的新技术方 法，共包含：(1)图像采集步骤，利用SPECT或SPECT/CT采集骨疾病患者的图像数据；(2) 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 (isotopedecay)；(3)散射校正步骤，利用散射能窗，对图像中的散射(scatter)分量进行 计算，并减去散射分量图像而得到散射校正图像；(4)移动校正步骤，包含借助校正扫描间 的患者移动(Inter-scanpatientmotion)，以自动重新对位CT与SPECT图像；(5)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；(6)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(pointspread function，PSF)，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；(7)噪声去除步骤，通过分析(analytic)或小波(wavelet)滤波器用于叠代图 像重建中，以去除图像中的噪声；(8)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 (单位：Bq/ml)，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；(9)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SUV与SUL；(10)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。

经本发明所采用的技术手段，解决了利用SPECT和SPECT/CT定量测量骨标准摄取值的难 题，并能够使该技术用于骨伤的评估。

【附图说明】