[发明专利]包括利用个性化模板图像的立体定位标准化的成像数据统计测试

说明书

一种方法包括获得对象的图像以经由统计测试处理。所述方法还包括获得对象个性化模板图像，其基于对象的预定特性而被针对对象进行个性化。所述方法还包括将所述对象个性化模板图像配准到所述对象的所述图像。所述方法还包括使用被配准到所述对象的所述图像的所述对象个性化模板图像来执行统计测试。计算系统(304)包括存储器(320)，其存储统计测试模块(320)和数据(324)。所述计算系统还包括运行一个或多个指令的处理器(318)，所述指令使得所述处理器：使用用于所述逐体素统计测试的立体定位标准化的对象个性化模板图像来执行对功能图像的逐体素统计测试。

技术领域

本发明总体涉及图像处理并且更具体地涉及包括利用个性化模板图像的立体定位标准化的成像数据统计测试，并且将利用对正电子发射断层摄影(PET)成像的具体应用来描述本发明。

背景技术

PET成像可以被用于通过对被引入对象中的放射药剂示踪剂的空间分布进行成像来对对象中的生理活动进行成像。这样的示踪剂的范例是[¹⁸F]氟脱氧葡萄糖(FDG)，其是葡萄糖类似物。当放射药剂衰减时，发射正电子。响应于正电子湮灭事件中正电子与电子的相互作用，生成511keV伽马射线的符合对。伽马射线沿着响应线在相反方向上行进，并且由PET成像系统在符合时间窗内检测到的伽马射线对被记录为湮灭事件。事件被重建以产生放射性核素的分布的图像，以及由此产生组织的示踪剂摄取的图像。

文献指示痴呆(dementia)已经由世界卫生组织识别为全球健康优先级议题。由于老龄化社会和对于疾病的经改善的处置，痴呆有望对未来的护理和诊断具有重要影响。公共研究已经示出，进行成像以对神经退化疾病进行检测和鉴别诊断的作用在增加。该趋势导致针对脑扫描的自动量化的技术的可用性的增加。逐体素统计测试是图像量化技术，其越来越多地被用于对具有可疑的神经退化疾病的对象的FDG-PET脑扫描。然而，在FDG-PET脑扫描的外观中存在宽泛的可变性，这可能将误差引入到逐体素统计测试中。

例如，包括大脑里面的充满脑脊液的腔的系统的脑室随着年龄和源于包括大脑的大部分脑的神经结构的生理和病理退化两者的神经退化疾病(如阿尔茨海默症)的进展而扩大。脑室的扩大影响FDG-PET脑扫描的总体外观，这是因为非新陈代谢活跃的脑室区域显现为低信号强度的大区域。遗憾的是，基于年龄的脑室尺寸变化将误差引入到立体定位标准化步骤中，所述立体定位标准化步骤包括将对象脑图像与单个预生成的模板图像配准，所述预生成的模板图像通常是根据不同对象的多幅脑图像而生成的平均图像。

在对象图像中的脑室由于年龄而扩大并且被允许在配准期间发生形变的情况下，拉伸伪影可能被引入到经立体定位标准化的对象图像中。例如，配准过程可以拉伸图像的小的区以确保要求对象图像的脑室边界与所使用的模板图像的形态匹配的数学约束。在图1中图示了这一点，图1示出了在原始对象图像与静态模板图像之间的脑室尺寸不同的情况下，原始对象图像中的小的区需要被严重地形变。虽然可以正确地检测低新陈代谢病变，但反常的脑图像的视觉印象可能并不特别适于由临床医生进行视觉观察和评估。

一种减轻视觉可观察的拉伸伪影的方法是包括禁止脑室边界附近的形变的配准约束。然而，该方法引入脑室边界附近的伪影，所述伪影可能被错误地检测为低新陈代谢组织。在图2中图示了这一点，图2示出了经配准PET脑图像以及被重叠在其上并示出低新陈代谢区的交叠。在图2中，第一区202表示符合脑组织的真实低新陈代谢，并且第二区204表示在配准之后由扩大的脑室引起的伪影。由于模板图像包含比对象图像中的扩大的脑室更小的脑室，因此出现伪影。该伪影可能导致对低新陈代谢组织的伪阳性检测。

遗憾的是，在现有技术中不存在能够避免上文讨论的伪影中的全部两者(即解剖拉伸和伪低新陈代谢区)的图像配准技术，这是因为伪影由于对对象图像与模板图像之间的空间对应性的建立的固有不适定问题而产生，而其中，所述模板图像是具有不同的对象脑室尺寸的对象图像集的预定平均图像。

发明内容

本文中所描述的各方面解决以上提到的问题和其他问题。