本文披露的主題一般涉及核醫(yī)療成像系統(tǒng)，以及更具體地來說涉及用于單光子發(fā)射計算機層析(SPECT)成像系統(tǒng)以及尤其在心臟成像中，使用發(fā)射數(shù)據(jù)進行SPECT系統(tǒng)中的發(fā)射衰減的補償。

背景技術(shù)：
已知有不同類型的成像技術(shù)，并且將其用于醫(yī)療診斷成像。例如，使用診斷核成像，如SPECT成像來研究受檢者(如患者)體內(nèi)的放射性核素分布。典型地，將一個或多個放射性藥物或放射性同位素注入到患者體內(nèi)。將典型地包括準直器的伽馬照相機檢測器頭置于患者表面附近以捕獲和記錄發(fā)射的輻射從而獲取圖像數(shù)據(jù)。已知有不同的配置，其中伽馬照相機可以在掃描期間保持在相對于關(guān)注的受檢者固定的位置/朝向(例如，聚焦的檢測器模塊)或可繞著患者旋轉(zhuǎn)。然后可以使用如背投的圖像重構(gòu)技術(shù)來基于所獲取的圖像或所獲取的數(shù)據(jù)(例如，列表數(shù)據(jù))來構(gòu)造受檢者內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)放射性示蹤劑攝取分布的圖像。雖然此類常規(guī)系統(tǒng)可以提供具有良好診斷值的高質(zhì)量圖像，但是光子衰減是影響SPECT系統(tǒng)中的重構(gòu)圖像的質(zhì)量的主要物理因素。此類衰減可以是由于例如發(fā)射源與系統(tǒng)檢測器之間的組織所致。但是，在SPECT成像中，以及確切地來說在心臟病學(xué)中，重要的是存在患者身體所導(dǎo)致的衰減(例如，由于康普頓散射的輻射所導(dǎo)致的大部分中)的情況下獲得精確的發(fā)射圖像(成像的患者體內(nèi)放射性同位素分布的三維3D圖)。在心臟成像中，光子衰減占從心肌區(qū)域發(fā)射的光子的損耗的高達85％。而且，從量化角度來看，與圖像重構(gòu)中使用的模型的數(shù)據(jù)不一致性在空間上也是變化的(例如，僅在一些情況中心肌內(nèi)的誤差70-85％)。由此，已知的重構(gòu)方法需要衰減映射圖的知識，例如影響到達檢測器的輻射的區(qū)域中患者組織的3D模型。這些方法目前主要依賴于常常失效的、可包括輻射源的直接透射測量，或昂貴的、來自x射線計算機層析(CT)系統(tǒng)的測量，這些方法還可能增加給予患者的輻射劑量、額外的成像時間、幾何空間上配準不良和分辨率差異?？梢允褂媚Ｐ蛠肀碚魉p，但是實際衰減可能有很大不同。而且，因為患者尺寸和形狀的高度可變性，“患者標準”可能得到差的重構(gòu)結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
根據(jù)實施例，提供一種用于圖像重構(gòu)的方法。該方法包括在含至少一種放射性同位素的放射性藥物的服藥人的多個能量窗口處獲取發(fā)射數(shù)據(jù)，其中這些能量窗口包括(i)以同位素的峰值發(fā)射為中心的至少峰值能量窗口，以及(ii)位于比峰值能量窗口低的能量范圍處的至少一個散射能量窗口。該方法還包括執(zhí)行所獲取的發(fā)射數(shù)據(jù)的初級重構(gòu)以創(chuàng)建峰值能量窗口和散射能量窗口的一個或多個初級圖像，從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像或散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像的至少其中之一確定此人的身體外形。該方法還包括從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像識別此人的心臟輪廓，以及使用識別的心臟輪廓作為界標，以從散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像分割此人的至少左肺。該方法附加地包括基于至少確定的身體外形和分割的左肺定義衰減映射圖，并使用包括更新衰減映射圖和峰值能量窗口的圖像的迭代聯(lián)合估算重構(gòu)來重構(gòu)此人的關(guān)注區(qū)域的圖像，其中該聯(lián)合估算重構(gòu)包括使用所述多個能量窗口中獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)另一個實施例，提供一種核醫(yī)療(NM)成像系統(tǒng)，其包括門架和多個核醫(yī)療(NM)照相機，多個核醫(yī)療(NM)照相機耦合到門架且配置成在含至少一種放射性同位素的放射性藥物的服藥人的多個能量窗口處獲取發(fā)射數(shù)據(jù)，其中這些能量窗口包括(i)以同位素的峰值發(fā)射為中心的至少峰值能量窗口，以及(ii)位于比峰值能量窗口低的能量范圍處的至少一個散射能量窗口。該NM成像系統(tǒng)還包括圖像重構(gòu)模塊，圖像重構(gòu)模塊配置成(i)執(zhí)行所獲取的發(fā)射數(shù)據(jù)的初級重構(gòu)以創(chuàng)建峰值能量窗口和散射能量窗口的一個或多個初級圖像，(ii)從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像或散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像的至少其中之一確定此人的身體外形，(iii)從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像識別此人的心臟輪廓，(iv)使用識別的心臟輪廓作為界標，以從散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像分割此人的至少左肺，(v)基于至少所確定的身體外形和所分割的左肺定義衰減映射圖，以及(vi)使用包括更新衰減映射圖和峰值能量窗口的圖像的迭代聯(lián)合估算重構(gòu)來重構(gòu)此人的關(guān)注區(qū)域的圖像，其中該聯(lián)合估算重構(gòu)包括使用多個能量窗口中獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)又一個實施例，提供一種用于使用處理器執(zhí)行圖像重構(gòu)的非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)。該非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)包括用于命令處理器執(zhí)行如下操作的指令：在含至少一種放射性同位素的放射性藥物的服藥人的多個能量窗口處獲取發(fā)射數(shù)據(jù)，其中這些能量窗口包括(i)以同位素的峰值發(fā)射為中心的至少峰值能量窗口，以及(ii)位于比峰值能量窗口低的能量范圍處的至少一個散射能量窗口。非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)還包括命令處理器執(zhí)行如下操作的指令：執(zhí)行所獲取的發(fā)射數(shù)據(jù)的初級重構(gòu)以創(chuàng)建峰值能量窗口和散射能量窗口的一個或多個初級圖像，以及從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像或散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像的至少其中之一確定此人的身體外形。該非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)還包括命令處理器執(zhí)行如下操作的指令：從峰值能量窗口的重構(gòu)的初級圖像識別此人的心臟輪廓，使用識別的心臟輪廓作為界標，以以從散射能量窗口的重構(gòu)的初級圖像分割此人的至少左肺，以及基于至少確定的身體外形和分割的左肺定義衰減映射圖。非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)還包括命令處理器執(zhí)行如下操作的指令：使用包括更新衰減映射圖和峰值能量窗口的圖像的迭代聯(lián)合估算重構(gòu)來重構(gòu)此人的關(guān)注區(qū)域的圖像，其中該聯(lián)合估算重構(gòu)包括使用多個能量窗口中獲取的數(shù)據(jù)。附圖說明圖1是根據(jù)多種實施例構(gòu)造的示范成像系統(tǒng)的簡化框圖。圖2是圖示根據(jù)一個實施例的圖1的成像系統(tǒng)的檢測器配置的示意圖。圖3是圖示根據(jù)另一個實施例的圖1的成像系統(tǒng)的檢測器配置的示意圖。圖4是根據(jù)一個實施例形成的檢測器模塊的示意圖。圖5是根據(jù)另一個實施例形成的檢測器模塊的示意圖。圖6是圖示不同發(fā)射的示意圖。圖7是根據(jù)多種實施例的處理流程的框圖。圖8是圖示能量響應(yīng)分布中的不同能量級的曲線圖。圖9是根據(jù)多種實施例用于衰減補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。圖10是圖示根據(jù)多種實施例的檢測器模塊獲取的附加視圖的示意圖。圖11是圖示根據(jù)多種實施例使用的永久性圖像的示意圖。圖12是圖示根據(jù)多種實施例使用的體元映射的示意圖。圖13是圖示根據(jù)多種實施例的重構(gòu)的圖像的示意圖。具體實施方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，將更好地理解前述

技術(shù)實現(xiàn)要素：
以及下文對多種實施例的詳細描述。就附圖圖示多種實施例的功能框的示意圖而言，這些功能框不一定表示硬件電路之間的劃分。因此，例如，這些功能塊的其中一個或多個功能塊(例如，處理器或存儲器)可以在單件硬件(例如通用信號處理器或隨機存取存儲器塊、硬盤等)或多件硬件中實現(xiàn)。相似地，程序可以是單獨運行的程序，可以是作為子例行程序并入操作系統(tǒng)中，可以是安裝的軟件包中的功能等。應(yīng)該理解，這些多種實施例不限于附圖中示出的布置和實現(xiàn)方式。本文描述的是用于確定核醫(yī)療成像系統(tǒng)，具體為單光子發(fā)射計算機層析(SPECT)成像系統(tǒng)內(nèi)的衰減以及對此進行補償?shù)南到y(tǒng)和方法。多種實施例僅使用SPECT系統(tǒng)獲取的發(fā)射數(shù)據(jù)來估算衰減并對衰減進行補償。圖1是根據(jù)多種實施例構(gòu)造的示范核醫(yī)療成像系統(tǒng)20的框圖，在本實施例中，示范核醫(yī)療成像系統(tǒng)20是SPECT成像系統(tǒng)。一個實施例中的系統(tǒng)20包括集成的門架22，集成的門架22還包括圍繞門架中心孔洞26朝向的轉(zhuǎn)子24。轉(zhuǎn)子24配置成支承一個或多個核醫(yī)療(NM)照相機28和30(出于圖示的目的，示出兩個)。在多種實施例中，NM照相機28和30可以是例如通用伽瑪照相機或非通用伽瑪照相機，如為心臟成像配置的聚焦的針孔伽瑪照相機模塊。NM照相機28和30可以由不同類型的適合材料形成，適合材料可以是直接轉(zhuǎn)換材料或間接轉(zhuǎn)換材料，可以是像素化檢測器或照相機。例如，在間接轉(zhuǎn)換材料中，閃爍體通常由碘化鈉(NaI)的晶狀材料制成，并且將接收的伽馬輻射轉(zhuǎn)換成(例如，紫外線范圍中)較低能量的光能。在這些系統(tǒng)中，光電倍增管然后接收此光并生成對應(yīng)于光子撞擊特定離散像點(像素)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。在如碲化鎘鋅(CZT)的直接轉(zhuǎn)換材料中，撞擊光子被直接地轉(zhuǎn)換成電信號。轉(zhuǎn)子24還配置成圍繞著包括患者臺架34的檢查軸軸向旋轉(zhuǎn)，患者臺架34可以包括滑動地耦接到床臺支承系統(tǒng)以支承患者36的床臺，床臺可以直接地耦接到地板或可以通過耦接到門架22的基座耦接到門架22。該床臺可以包括滑動地耦接到床臺的上表面的擔(dān)架?；颊吲_架34配置成有助于患者36進入和退出基本與檢查軸對齊的檢查位置。在成像掃描期間，可以控制患者臺架34以將床臺和/或擔(dān)架軸向移入和移出孔洞26?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域中公知的任何方式來執(zhí)行成像系統(tǒng)20的操作和控制。應(yīng)該注意，可以與包括旋轉(zhuǎn)門架或固定門架的成像系統(tǒng)結(jié)合來實現(xiàn)多種實施例。可以與NM照相機28和30組合來提供準直器38。例如，可以將準直器38耦接到NM照相機28和30的每個照相機的前檢測面。準直器38可以是本領(lǐng)域中公知的任何適合類型的準直器。將來自NM照相機28和30的輸出傳送到處理單元40，處理單元40可以是任何適合的計算機或計算裝置。如本文使用的，術(shù)語“計算機”或“模塊”可以包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，包括使用微控制器、精簡指令集計算機(RISC)、ASIC、邏輯電路和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其他電路或處理器的系統(tǒng)。上文這些示例僅是示范性的，因此不應(yīng)以任何形式限制術(shù)語“計算機”的定義和/或含義。處理單元40可以包括衰減補償模塊50，衰減補償模塊50用于執(zhí)行如本文更詳細描述的衰減補償。衰減補償模塊50可以采用硬件、軟件或硬件與軟件的組合來實現(xiàn)。應(yīng)該注意，成像系統(tǒng)20還可以是多模態(tài)成像系統(tǒng)，如NM/MR成像系統(tǒng)。在成像掃描期間，可以由作為控制器42的一部分的臺架控制器單元44來控制患者臺架34。臺架控制器單元44可以控制患者臺架34以將患者臺架34軸向移入和移出孔洞26。NM照相機28和30可以設(shè)在相對于患者36的多個位置(例如，采用L模式配置)。應(yīng)該注意雖然NM照相機28和30配置成用于沿著(或圍繞)門架22進行可移動操作，但是可以將NM照相機28和30與之固定?？刂破?2還包括控制門架22的移動(例如，圍繞患者的旋轉(zhuǎn)移動)和NM照相機28和30的移動(如樞轉(zhuǎn)移動或移近/移開患者36的移動)的門架電動機控制器46。因此，控制器42可以控制患者臺架34相對于伽瑪照相機28和30的移動和定位以及NM照相機28和30相對于患者36的移動和定位以將患者36的期望解剖結(jié)構(gòu)(例如器官)定位在NM照相機28和30的視場(FOV)內(nèi)，此操作可以在獲取關(guān)注的器官的圖像之前執(zhí)行。臺架控制器44和門架電動機控制器46可以由處理單元40來各自自動命令，由操作員來手動控制或二者組合?？梢詫⒊上駭?shù)據(jù)組合并重構(gòu)成圖像，如下文更詳細描述的，圖像可以包括2D圖像、3D容積或隨時間推移的3D容積(4D)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)48接收NM照相機28和30產(chǎn)生的模擬和/或數(shù)字電信號數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解碼以供后續(xù)處理，正如本文更詳細描述的。圖像重構(gòu)處理器52從DAS48接收數(shù)據(jù)，并使用本領(lǐng)域中公知的任何重構(gòu)過程結(jié)合如本文描述的衰減補償來重構(gòu)圖像?？梢蕴峁?shù)據(jù)存儲裝置54以存儲來自DAS48的數(shù)據(jù)或重構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)。還可以提供輸入裝置56以接收用戶輸入，以及可以提供顯示器58以顯示重構(gòu)的圖像。操作中，在進行數(shù)據(jù)收集之前，將如放射性藥物物質(zhì)的放射性同位素(有時稱為放射性示蹤劑)對患者36給服，并且可以被特定組織或器官結(jié)合或攝取。典型的放射性同位素包括多種放射性形式的元素，盡管在SPECT成像中許多典型放射性同位素基于衰變過程中發(fā)射伽馬輻射的锝(99Tc)的同位素?？梢赃x擇性地將多種額外物質(zhì)與此類同位素組合來靶向身體的特定區(qū)域或組織。由NM照相機28和30檢測患者體內(nèi)位置處暫時性存在的放射性同位素發(fā)射的伽馬輻射。雖然在圖1中圖示NM照相機28和30為置于患者36上方的平面裝置，但是NM照相機28和30也可以設(shè)在患者下方36，同時設(shè)在患者36上方和下方，設(shè)在患者36旁邊，以及可以至少部分地包繞著患者36。在一些實施例中的成像系統(tǒng)20可以耦接到更多網(wǎng)絡(luò)的其中之一以使系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠往返于圖像系統(tǒng)20傳送以及能夠傳輸和存儲圖像數(shù)據(jù)和處理的圖像。例如，局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)等可以使圖像數(shù)據(jù)能夠存儲在放射科信息系統(tǒng)上或醫(yī)院信息系統(tǒng)上。此類網(wǎng)絡(luò)連接還使圖像數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)竭h程后處理系統(tǒng)、醫(yī)生辦公室等。本文描述的多種實施例可以與用于對關(guān)注的具體器官(如用于心臟成像和評估)的專用SPECT系統(tǒng)結(jié)合使用。這些系統(tǒng)的其中一些表征為以包含關(guān)注的器官和/或非平行準直為目標的有限視場(FOV)。此類系統(tǒng)有時稱為“移位變異”成像系統(tǒng)。這里，移位變異意味著對物體(例如，點源)的系統(tǒng)響應(yīng)因物體在FOV中的位置而有所不同。在這些差異中，有系統(tǒng)響應(yīng)的幾何形狀、系統(tǒng)靈敏度和從發(fā)射物體到系統(tǒng)檢測器的衰減路徑中的差異。多種實施例可以與如圖2和圖3所示的不同SPECT成像配置結(jié)合來使用。在圖2的實施例中，成像系統(tǒng)掃描儀60包括支承雙頭照相機(以L配置示出)的門架22。該照相機包括兩個照相機分段，圖示為設(shè)在門架22中的NM照相機28和30以獲取圍繞患者36的約180上的數(shù)據(jù)。在圖示的實施例中，成像系統(tǒng)掃描儀60配置成用于心臟成像，以及本文描述的實施例允許對始發(fā)于心臟中和周圍的位置處的發(fā)射62的散射和衰減進行特征化和校正。一般來說，此類發(fā)射將穿越心臟64的至少一些區(qū)域以及身體的軟組織66，具體為左肺68。應(yīng)該注意，可以利用安裝機構(gòu)70將伽瑪照相機NM和30安裝到門架22，安裝機構(gòu)70除了圍繞患者36移動外還允許如逼近或遠離患者36的樞轉(zhuǎn)移動或平移。圖3圖示成像掃描儀80的另一個配置，其允許定義多針孔獲取系統(tǒng)，多針孔獲取系統(tǒng)包括多個模塊82，在本實施例中，這些模塊82是針孔伽瑪照相機模塊。模塊82圍繞患者容積定位并朝向以便收集穿越患者36的類似組織的發(fā)射62。應(yīng)該注意，在針孔獲取系統(tǒng)的情況中，模塊82的針孔可以調(diào)整成使得針孔聚焦在所關(guān)注的容積上，并且可以在圖像獲取期間為靜止的，例如，可從GEHealthcare公司可獲得的DiscoveryNM530c。還應(yīng)該注意，可以采用其他類型和配置的照相機，如美國專利號6,242,743中所披露類型的照相機。模塊82可以采取如圖4和圖5所示的不同形式。例如，圖4所示的針孔配置包括檢測器90，檢測器90具有與之組合(例如耦合到檢測器90的檢測面94)的針孔準直器92。模...