[发明专利]用于PET图像重建的系统和方法

说明书

一种方法可包括：获取对象的扫描区域的3D CT图像；获取对象的扫描区域的PET数据；基于多个运动相位来门控该PET数据；重建多个经门控3D PET图像；用参考3D PET图像来配准该多个经门控3D PET图像；基于配准来确定对应于该多个经门控3D PET图像中的一经门控3D PET图像的运动矢量场；确定该多个CT图像层中的每一个的运动相位；对于该多个CT图像层中的每一个，相对于参考运动相位来校正该CT图像层；以及基于经校正的CT图像层以及该PET数据来相对于该参考运动相位重建经门控PET图像。

技术领域

本公开一般涉及用于图像处理的系统和方法，尤其涉及用于重建PET图像的方法和系统。

背景技术

正电子发射断层成像(PET)是一种生成身体的靶器官或组织中的功能过程的三维图像的专门的放射程序。具体来说，在PET研究中，首先将携带放射性示踪剂的生物活性分子引入对象的体内。PET系统然后检测示踪剂间接发射的伽玛射线对，并通过分析检测到的信号重建体内示踪剂浓度的三维图像。由于PET研究中使用的生物活性分子是靶器官或组织处的代谢天然底物，因此PET可以评估靶器官或组织的生理(功能)及其生化特性。目标器官或组织的这些特性的变化可以在与疾病相关的任何解剖变化变得能通过其他诊断测试(诸如计算机断层成像(CT)或磁共振成像(MRI))被检测到之前提供用于识别疾病发作或进展的信息。

此外，PET的高灵敏度——在皮摩尔范围内——可以允许在活体内检测到少量放射性标记的标记物。PET可以与其他诊断测试结合使用，以同时获取对象身体的结构和功能信息。示例包括PET/CT混合系统、PET/MR混合系统。

PET/CT图像可使用PET/CT混合系统来获取。在PET/CT系统中的扫描期间，对象可能经历呼吸运动，这可能导致图像中的伪影。可基于CT数据校正PET数据，以补偿由于丢失对真实符合事件的检测而导致的PET投影数据的衰减。PET图像可基于经校正PET数据来获取。为此，CT数据和PET数据可能需要关于对象的相同区域的扫描进行匹配；失配随后可能在PET图像中造成伪影，这进而可能影响对PET图像的解读或基于PET图像的诊断。在PET/CT混合系统对对象进行扫描期间，如果扫描被操作用于胸部或上腹部检查，则肺部的呼吸运动和/或对象心脏的心脏运动可能导致失配。因此，期望开发一种用于匹配这样获取的CT数据和PET数据以减少对象的呼吸和/或心脏运动的影响并相应地改善重建的PET图像的质量的方法和系统。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种方法可以包括：获取对象的扫描区域的3D CT图像，所述3D CT图像包括多个CT图像层，CT图像层对应于与所述对象有关的一群空间点；获取所述对象的所述扫描区域的PET数据，所述PET数据对应于具有所述对象的多个运动相位的第一运动信号；基于所述第一运动信号的所述多个运动相位来对所述PET数据进行门控；基于经门控PET数据来重建多个经门控3D PET图像，经门控3D PET图像对应于所述多个运动相位之一，经门控3D PET图像包括多个经门控PET图像层，经门控PET图像层对应于与所述对象有关的一群空间点；将所述多个经门控3D PET图像与参考3D PET图像配准；基于所述配准来确定对应于所述多个经门控3D PET图像中的一经门控3D PET图像的运动矢量场，运动矢量场对应于运动相位；基于所述多个经门控3D PET图像的所述运动相位来为所述多个CT图像层中的每一个每一个确定运动相位；对于所述多个CT图像层中的每一个每一个，基于对应于与所述CT图像层相同的运动相位的经门控3D PET图像相对于与参考运动相位相对应的经门控3D PET图像的运动矢量场来相对于所述参考运动相位校正所述CT图像层；以及基于经校正的CT图像层和所述PET数据来相对于所述参考运动相位重建经门控PET图像。