【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及數(shù)字醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種pet數(shù)據(jù)處理方法、系統(tǒng)及pet成像設(shè)備。
背景技術(shù):
在pet(positronemissioncomputedtomography,正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)過程中,病人的呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)降低圖像質(zhì)量,從而影響醫(yī)生的診斷工作。為了減少呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)pet圖像質(zhì)量的影響,提高pet圖像診斷的精確度,本領(lǐng)域技術(shù)人員提出了多種呼吸運(yùn)動(dòng)校正方法,其中以呼吸運(yùn)動(dòng)門控法應(yīng)用最為廣泛。該方法的原理是利用呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)將呼吸運(yùn)動(dòng)周期劃分為不同的時(shí)相,然后將相同時(shí)相的掃描數(shù)據(jù)組合,經(jīng)三維重建可得到呼吸運(yùn)動(dòng)門控校正后的pet圖像。
現(xiàn)有技術(shù)中,呼吸運(yùn)動(dòng)門控法的處理方式是用戶憑借經(jīng)驗(yàn)設(shè)置門控?cái)?shù)量,基于該門控?cái)?shù)量對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,用戶只能通過觀察重建圖像來進(jìn)行呼吸運(yùn)動(dòng)幅度的判斷,在呼吸運(yùn)動(dòng)幅度過大或過小時(shí),無法提供合適的處理策略。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種pet數(shù)據(jù)處理方法、系統(tǒng)及pet成像設(shè)備,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于無法較為精確地計(jì)算呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,導(dǎo)致門控重建精度較低的問題。
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種pet數(shù)據(jù)處理方法,所述方法包括:
獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);
基于所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)所述第一門控對(duì)所述pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像;
根據(jù)各所述重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值;
基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)所述第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,根據(jù)所述第一門控對(duì)所述pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,包括:
根據(jù)所述第一門控將所述pet數(shù)據(jù)劃分為多組門控?cái)?shù)據(jù),其中,每組所述門控?cái)?shù)據(jù)分別具有對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)相位;
通過重建算法對(duì)所述多組門控?cái)?shù)據(jù)中的各組門控?cái)?shù)據(jù)分別進(jìn)行門控重建,對(duì)應(yīng)生成各重建圖像。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,基于所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控包括:
獲取所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位,根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控;
或,獲取所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度,根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度確定第一門控。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,根據(jù)各所述重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值,包括:
根據(jù)各所述重建圖像,對(duì)至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì);根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過預(yù)設(shè)公式計(jì)算出運(yùn)動(dòng)幅度值。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)所述第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控,包括:
若所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第一數(shù)值范圍,在所述第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上增加門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;
若所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第二數(shù)值范圍,在所述第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上減少門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;
若所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第三數(shù)值范圍,令第二門控的數(shù)目等于0;
其中,所述運(yùn)動(dòng)幅度值為呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值或心跳運(yùn)動(dòng)幅度值。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào),包括:
從所述pet數(shù)據(jù)中提取所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);或者,
從呼吸監(jiān)控設(shè)備中獲取所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,還包括:
基于所述第二門控將所述pet數(shù)據(jù)劃分為若干幀;
重建分為若干幀的所述pet數(shù)據(jù),得到第一pet圖像。
如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式,進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式,還包括:
對(duì)所述第一pet圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,得到第二pet圖像。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
獲取單元,用于獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);
第一重建單元,用于基于所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)所述第一門控對(duì)所述pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像;
計(jì)算單元,用于根據(jù)各所述重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值;
調(diào)整單元,用于基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)所述第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
第三方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種pet成像設(shè)備,所述設(shè)備包括:
處理器;
用于存儲(chǔ)所述處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器;
所述處理器被配置為:
獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);
基于所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)所述第一門控對(duì)所述pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像;
根據(jù)各所述重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值;
基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)所述第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果:
本發(fā)明實(shí)施例中,在獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)后,確定第一門控的施加位置并根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,然后根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值,最后,基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明實(shí)施例可以較為精確地計(jì)算呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,并基于此對(duì)門控進(jìn)行調(diào)整,從而提升了門控重建精度。
【附圖說明】
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1-a為本申請(qǐng)一些實(shí)施例的pet成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1-b為本申請(qǐng)一些實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為本申請(qǐng)一些實(shí)施例的pet成像系統(tǒng)配置的軟件和/或硬件結(jié)構(gòu)框圖;
圖3為本申請(qǐng)一些實(shí)施例的處理模塊結(jié)構(gòu)框圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例所提供的pet數(shù)據(jù)處理方法的流程示意圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例所提供的pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取肝臟運(yùn)動(dòng)的幅度示意圖。
【實(shí)施方式】
為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
應(yīng)當(dāng)明確,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的,而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式,除非上下文清楚地表示其他含義。
應(yīng)當(dāng)理解,本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系,表示可以存在三種關(guān)系,例如,a和/或b,可以表示:?jiǎn)为?dú)存在a,同時(shí)存在a和b,單獨(dú)存在b這三種情況。另外,本文中字符“/”,一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。
應(yīng)當(dāng)理解,盡管在本發(fā)明實(shí)施例中可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述數(shù)值范圍,但這些數(shù)值范圍不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將數(shù)值范圍彼此區(qū)分開。例如,在不脫離本發(fā)明實(shí)施例范圍的情況下,第一數(shù)值范圍也可以被稱為第二數(shù)值范圍,類似地,第二數(shù)值范圍也可以被稱為第一數(shù)值范圍。
取決于語境,如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測(cè)”。類似地,取決于語境,短語“如果確定”或“如果檢測(cè)(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(cè)(陳述的條件或事件)時(shí)”或“響應(yīng)于檢測(cè)(陳述的條件或事件)”。
本申請(qǐng)所涉及的是非侵入性成像系統(tǒng)或組件,可用于疾病診斷或醫(yī)學(xué)研究。在一些實(shí)施例中,非侵入性醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)可以是pet掃描系統(tǒng),也可以是pet成像系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)斷層掃描(computedtomography,ct)系統(tǒng)、磁共振成像(magneticresonance,mr)系統(tǒng)形成的多模態(tài)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中,多模態(tài)系統(tǒng)可以包括用于pet成像和對(duì)成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的模塊或組件。
本申請(qǐng)示例性給出應(yīng)用于成像系統(tǒng)中的pet數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng),成像系統(tǒng)可基于門控方法重建pet圖像。示例性地,門控方法通常將pet數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)部分,每一部分的數(shù)據(jù)可參與重建獲取pet圖像,該成像系統(tǒng)可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)門控將從受檢者或掃描物體/掃描者采集的pet數(shù)據(jù)分類為多個(gè)箱(bin)或者幀(frame),基于該多個(gè)箱或者多幀內(nèi)的pet數(shù)據(jù)可重建pet圖像。上述用于重建的門控可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定,也可通過pet數(shù)據(jù)自身的信息確定。進(jìn)一步地,成像系統(tǒng)可獲取受檢者的多個(gè)空間位點(diǎn)或者體素位置的門控?cái)?shù),對(duì)不同體素位置可應(yīng)用不同的門控?cái)?shù),應(yīng)用上述不同的門控?cái)?shù)可重建pet圖像,從而獲取的圖像精確度更高。
以下描述的目的在于方便理解本申請(qǐng)pet數(shù)據(jù)處理方法或系統(tǒng)。本申請(qǐng)所涉及的圖像可指2d圖像、3d圖像、4d圖像或如pet數(shù)據(jù)、pet對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)等其他相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)可對(duì)應(yīng)受檢者體內(nèi)pet示蹤劑的分布。在本申請(qǐng)中,pet示蹤劑也稱之為“放射性指示劑”,示蹤劑在受檢者體內(nèi)的代謝具有差別,而通過示蹤劑的活性或者熒光分布可監(jiān)測(cè)受檢者身體部分的功能特性或者細(xì)胞代謝活性。需要說明的是,并不能把本申請(qǐng)限制在所舉實(shí)施例范圍之內(nèi)。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在了解該系統(tǒng)的原理后,可能在不背離這一原理的情況下,對(duì)本申請(qǐng)所涉及的方法進(jìn)行任意組合或者修正,均應(yīng)在本申請(qǐng)所包含的范圍內(nèi)。
圖1-a為根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例的pet成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。pet成像系統(tǒng)可包括pet掃描器110和主機(jī)120,其中pet掃描器110可包括機(jī)架111、探測(cè)器112、掃描區(qū)域113以及支撐受檢者的掃描床114,掃描床114可將受檢者或者生物體移動(dòng)至掃描區(qū)域113。
攜帶放射性示蹤劑的生物活性分子首先被注入到受檢者的身體,探測(cè)器112可檢測(cè)從受檢者掃描區(qū)域113發(fā)射的伽馬光子從而產(chǎn)生單光子事件/光子響應(yīng)事件。在一些實(shí)施例中,探測(cè)器112可包括多個(gè)探測(cè)單元,且多個(gè)探測(cè)單元可組成環(huán)狀、圓筒形或探測(cè)器陣列,探測(cè)單元可包括一個(gè)或多個(gè)晶體和/或光電倍增管(photomultipliertubes,pmt)??蛇x地,光電倍增管pmt可包括光電陰極、電子光學(xué)輸入系統(tǒng)、電子倍增系統(tǒng)以及陽極。其中光電陰極通常由逸出功較小的堿金屬化合物鍍膜形成,在一定能量的光子照射下發(fā)生外光電效應(yīng),將光子轉(zhuǎn)化成電子;接著,電子在電場(chǎng)約束下通過電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入倍增級(jí),電子通過電場(chǎng)加速后轟擊倍增級(jí)表面的二次電子材料實(shí)現(xiàn)電子的倍增,電子信號(hào)經(jīng)過多級(jí)倍增以后可以達(dá)到105-109倍的放大;最后,放大后的信號(hào)被陽極收集輸出??蛇x地,光電倍增管可以選擇側(cè)窗型光電倍增管和/或端窗型光電倍增管。
在一些實(shí)施例中,光子響應(yīng)事件可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器,該存儲(chǔ)器可設(shè)置在主機(jī)120,該主機(jī)120還可包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)傳輸裝置或者顯示器等其他相關(guān)設(shè)備??蛇x地,用于通過主機(jī)120控制pet掃描器110。
進(jìn)一步地,pet掃描系統(tǒng)可包括數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),該數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是單個(gè)網(wǎng)絡(luò),也可以是多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的組合。例如,數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)、公共網(wǎng)絡(luò)、私人網(wǎng)絡(luò)、專有網(wǎng)絡(luò)、公共交換電話網(wǎng)(pstn)、互連網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、虛擬網(wǎng)絡(luò)或者上述網(wǎng)絡(luò)的任何組合。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)也可以包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),例如無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用金屬電纜、混合電纜、一個(gè)或多個(gè)接口等一種或多種組合的方式。無線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用藍(lán)牙、區(qū)域局域網(wǎng)(lan)、廣域局域網(wǎng)(wan)、無線個(gè)域網(wǎng)(wpan)、近源場(chǎng)通信(nfc)等一種或多種組合的方式。
應(yīng)當(dāng)理解的是,以上對(duì)pet掃描系統(tǒng)的描述僅用于示例性說明,并不能把本申請(qǐng)限制在所舉實(shí)施例范圍之內(nèi)。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在了解該系統(tǒng)的原理后,在不背離這一原理的情況下,對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行任意組合,或者構(gòu)成子系統(tǒng)與其他模塊連接,對(duì)實(shí)施上述系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變。在一些實(shí)施例中,如梯度放大模塊及其他設(shè)備或模塊等其它組件可以加入到成像系統(tǒng)中。
圖1-b為根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)框圖。該圖像處理系統(tǒng)100可應(yīng)用于主機(jī)120。請(qǐng)參考圖1-b,圖像處理系統(tǒng)100可包括采集模塊131、控制模塊132、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134以及顯示器135。
采集模塊131可用于采集受檢者目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的pet數(shù)據(jù)和該目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。pet數(shù)據(jù)可由光子響應(yīng)事件轉(zhuǎn)化獲得,且pet數(shù)據(jù)可以是多個(gè)數(shù)據(jù)集。在一些實(shí)施例中,pet數(shù)據(jù)可以是正弦圖(sinogram)模式數(shù)據(jù)或者列表(list-mode)模式數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中,pet掃描系統(tǒng)為pet掃描系統(tǒng),通過采集模塊131可獲取受檢者掃描部位的pet數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中,運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以從pet數(shù)據(jù)自身信息中提取,也可以采用外部監(jiān)控設(shè)備獲取。
pet數(shù)據(jù)采集過程中,首先在pet掃描前向受檢者體內(nèi)注入放射性同位素標(biāo)識(shí)的藥劑/示蹤劑,示蹤劑在受檢者體內(nèi)可產(chǎn)生兩個(gè)沿相反方向發(fā)射的、511kev的伽馬光子/伽馬射線;采集模塊131包含的探測(cè)器檢測(cè)從成對(duì)湮滅伽馬射線,生成與檢測(cè)出的成對(duì)湮沒伽馬γ射線的光量相應(yīng)的脈沖狀電信號(hào);采集模塊131包含的信號(hào)處理器可根據(jù)脈沖電信號(hào)可生成單事件數(shù)據(jù)(singleeventdata),實(shí)際中信號(hào)處理器通過檢出電信號(hào)的強(qiáng)度超過閾值這一情況,從而電檢測(cè)湮沒γ射線;單事件數(shù)據(jù)被供給至采集模塊131的同時(shí)計(jì)數(shù)部,同時(shí)計(jì)數(shù)部對(duì)與多個(gè)單事件有關(guān)的單事件數(shù)據(jù)實(shí)施同時(shí)計(jì)數(shù)處理。示例性地,同時(shí)計(jì)數(shù)部從重復(fù)供給的單事件數(shù)據(jù)中重復(fù)確定容納在與預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)的兩個(gè)單事件有關(guān)的事件數(shù)據(jù),時(shí)間范圍被設(shè)定為例如6ns~18ns左右。該成對(duì)的單事件被推測(cè)為由來于從同一成對(duì)湮沒點(diǎn)產(chǎn)生的成對(duì)湮滅伽馬射線,其中成對(duì)的單事件概括地被稱為符合事件。連結(jié)檢測(cè)出該成對(duì)湮沒伽馬射線的成對(duì)的探測(cè)器的線被稱為響應(yīng)線(lineofresponse,lor),也稱之為pet數(shù)據(jù)/投影數(shù)據(jù)。通過該pet數(shù)據(jù)可獲得受檢者體內(nèi)符合響應(yīng)事件發(fā)生的位置或者光子湮滅事件位置。
在一些實(shí)施例中,pet掃描中所用的示蹤劑可包括碳(11c)、氮(13n)、氧(15o)、氟(18f)等一種或多種放射性元素。在一些實(shí)施例中,pet成像系統(tǒng)可選擇sppet掃描系統(tǒng),且該sppet掃描系統(tǒng)所用的示蹤劑可以是锝-99m、碘-123、銦-111、碘-131中的一種或多種。示例性地,示蹤劑可以是18f-fdg、18f-ef5、18f-ml-10等單示蹤劑;也可是動(dòng)態(tài)掃描的多示蹤劑,如:18f-fdg和18f-flt、11c-act和18f-fdg等雙示蹤劑。需要說明的是,示蹤劑的分布信息可作為受檢者或生物體生理功能檢測(cè)的標(biāo)識(shí)。可選地,用于pet或者sppet的示蹤劑也可稱之為pet示蹤劑。
控制模塊132可產(chǎn)生控制采集模塊131、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134以及顯示器135的控制參數(shù)。例如,控制模塊132可控制采集模塊131的信號(hào)采集時(shí)間;控制模塊132也可控制處理模塊134采用不同的算法處理采集模塊131獲取的pet數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中,控制模塊132可接收用戶(如醫(yī)師)發(fā)出的命令,將該命令轉(zhuǎn)化成主機(jī)120可識(shí)別的控制程序,通過該控制程序控制采集模塊131和/或處理模塊134產(chǎn)生受檢者掃描部位的圖像。在另一些實(shí)施例中,控制模塊132可與圖像處理系統(tǒng)100的其他模塊進(jìn)行信息交互。
存儲(chǔ)模塊133可用于存儲(chǔ)采集得到的pet數(shù)據(jù)、掃描參數(shù)、pet投影數(shù)據(jù),用戶設(shè)定的門控?cái)?shù)或者通過提取pet數(shù)據(jù)獲得的優(yōu)化的門控?cái)?shù)等??蛇x地,存儲(chǔ)器133包括但不限于,硬盤、軟盤、隨機(jī)存儲(chǔ)器(randomaccessmemory,ram)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(dynamicrandomaccessmemory,dram)、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(staticrandomaccessmemory,sram)、磁泡存儲(chǔ)器(bubblememory)、薄膜存儲(chǔ)器(thinfilmmemory)、磁鍍線存儲(chǔ)器(magneticplatedwirememory)、相變存儲(chǔ)器(phasechangememory)、閃速存儲(chǔ)器(flashmemory)、云盤(aclouddisk)等的一種或多種的組合。存儲(chǔ)模塊133可以是用于向計(jì)算機(jī)或處理器加載程序或指令的其他類似的裝置。示例性地,存儲(chǔ)模塊133可存儲(chǔ)圖像處理系統(tǒng)100生成pet數(shù)據(jù)的程序或命令、pet數(shù)據(jù)重建獲得的圖像、目標(biāo)圖像(最終圖像)的信息或者基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)獲得的多組門控?cái)?shù)據(jù)。
處理模塊134可處理從圖像處理系統(tǒng)100的不同模塊獲取的不同類型信息。在一個(gè)實(shí)施例中,處理模塊134可對(duì)采集模塊131獲取的或緩存在存儲(chǔ)模塊133pet數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,處理模塊134基于pet數(shù)據(jù)重建pet圖像,生成與pet圖像相關(guān)的診斷信息。在另一個(gè)實(shí)施例中,處理模塊134可采用門控法對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;以及,重建門控處理后的pet數(shù)據(jù)??蛇x地,不同的器官部位/身體區(qū)域可具有不同的運(yùn)動(dòng)幅度,對(duì)于不同的器官可采用不同的門控?cái)?shù)。
顯示器135可顯示與成像系統(tǒng)100相關(guān)的多種信息,該信息的呈現(xiàn)形式可包括指令、圖像、聲音、數(shù)據(jù)、文本等。在一些實(shí)施例中,顯示器135可以包括顯示裝置和/或用戶界面,用戶界面可用于顯示當(dāng)前掃描使用的門控?cái)?shù)或者系統(tǒng)通過優(yōu)化建議的門控?cái)?shù)。顯示器135可設(shè)置為例如,液晶顯示器(lcd)、發(fā)光二極管(led)、平板顯示器、曲屏(或電視)或陰極射線管等的一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中,顯示器135可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備,例如鍵盤、觸屏、觸板、鼠標(biāo)、遠(yuǎn)程控制等一個(gè)或多個(gè)。
可以理解的,附圖1-b所述的一個(gè)或多個(gè)模塊可應(yīng)用在如圖1-a所示的pet成像系統(tǒng)中。在一些實(shí)施例中,采集模塊131、控制模塊132、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134以及顯示器135可以集成在一個(gè)控制臺(tái),通過該控制臺(tái)用戶可設(shè)置掃描參數(shù)、成像控制程序、圖像重建過程中的控制參數(shù)、圖像顯示的分辨率或視野等。當(dāng)然,上述控制臺(tái)可設(shè)置在主機(jī)120中。
圖2為根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例的pet成像設(shè)備200配置的軟件和/或硬件結(jié)構(gòu)框圖,該pet成像設(shè)備200可包括圖像處理系統(tǒng)100。在一些實(shí)施例中,pet成像設(shè)備200可包括pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202、存儲(chǔ)器204。
其中,存儲(chǔ)器204用于存儲(chǔ)pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202的可執(zhí)行指令;pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202被配置為:
獲取pet數(shù)據(jù)以及pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);
基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像;
根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值;
基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:根據(jù)第一門控將pet數(shù)據(jù)劃分為多組門控?cái)?shù)據(jù),其中,每組門控?cái)?shù)據(jù)分別具有對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)相位;通過重建算法對(duì)多組門控?cái)?shù)據(jù)中的各組門控?cái)?shù)據(jù)分別進(jìn)行門控重建,對(duì)應(yīng)生成各重建圖像。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控;或,獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度確定第一門控。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:根據(jù)各重建圖像,對(duì)至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì);根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過預(yù)設(shè)公式計(jì)算出運(yùn)動(dòng)幅度值。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第一數(shù)值范圍,在第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上增加門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第二數(shù)值范圍,在第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上減少門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第三數(shù)值范圍,令第二門控的數(shù)目等于0;其中,運(yùn)動(dòng)幅度值為呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值或心跳運(yùn)動(dòng)幅度值。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:從pet數(shù)據(jù)中提取pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);或者,從呼吸監(jiān)控設(shè)備中獲取pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:基于第二門控的數(shù)目將pet數(shù)據(jù)劃分為若干幀;重建分為若干幀的pet數(shù)據(jù),得到多個(gè)第一pet圖像(門控優(yōu)化的pet圖像)。
其中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202還可以被配置為:對(duì)多個(gè)第一pet圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,得到多個(gè)第二pet圖像(運(yùn)動(dòng)校正的pet圖像)。
pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202可執(zhí)行處理模塊134中的計(jì)算機(jī)指令/程序代碼并完成相應(yīng)的功能。計(jì)算機(jī)指令可包括程序、算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、功能性指令等。例如,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202可處理發(fā)送自采集模塊131、控制模塊132、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134以及圖像處理系統(tǒng)100其他模塊的數(shù)據(jù)或者信息。可選地,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202可包括但不限于,微控制器、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(risc)、專用集成電路(asic)、應(yīng)用專用指令集處理器(asip)、中央處理單元(cpu)、圖形處理單元(gpu)、物理處理單元(ppu)、微控制器單元、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)等中的一種或多種的組合。示例性地,處理器202可選擇微控制器對(duì)ect掃描器110采集的ect數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。
存儲(chǔ)器204可存儲(chǔ)來自采集模塊131、控制模塊132、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134等一個(gè)或多個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息。在一個(gè)實(shí)施例中,存儲(chǔ)器204可包括硬盤、軟盤、隨機(jī)存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、薄膜存儲(chǔ)器、磁鍍線存儲(chǔ)器、相變存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器、云盤、電可擦除存儲(chǔ)器、緊致盤存儲(chǔ)器等中的一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中,存儲(chǔ)器204可存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)如前所述的指令或程序。示例性地,存儲(chǔ)器204可存儲(chǔ)處理模塊134中的程序,該程序用于基于ect數(shù)據(jù)執(zhí)行ect圖像重建。
參見圖2,pet成像設(shè)備還可以包括交換接口206。
交換接口206可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)采集模塊131、控制模塊132、存儲(chǔ)模塊133、處理模塊134之間的信息接收或者發(fā)送。在一些實(shí)施例中,交換接口206可包括通用串行總線接口(usb)、高清晰度多媒體接口(hdmi)等有線端口,或者藍(lán)牙接口、wifi接口等無線端口。
請(qǐng)參考圖3,其為本發(fā)明實(shí)施例所提供的pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)202的功能方塊圖,如圖3所示,該系統(tǒng)可以包括:
獲取單元310,用于獲取pet數(shù)據(jù)以及pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào),運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以是呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào),也可以是心臟運(yùn)動(dòng)信號(hào);
第一重建單元320用于基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,也稱初步重建圖像;
計(jì)算單元330,用于根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值;
調(diào)整單元340,用于基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可以包括第二重建單元,用于根據(jù)調(diào)整后的第二門控,對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,也稱校正的重建圖像。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,第一重建單元320在用于根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像時(shí),用于:根據(jù)第一門控將pet數(shù)據(jù)劃分為多組門控?cái)?shù)據(jù),其中,每組門控?cái)?shù)據(jù)分別具有對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)相位;通過重建算法對(duì)多組門控?cái)?shù)據(jù)中的各組門控?cái)?shù)據(jù)分別進(jìn)行門控重建,對(duì)應(yīng)生成各重建圖像。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,第一重建單元320在用于基于所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控時(shí),用于:獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控;或,獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度確定第一門控。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,計(jì)算單元330在用于根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值時(shí),用于:根據(jù)各重建圖像,對(duì)至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì);根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過預(yù)設(shè)公式計(jì)算出運(yùn)動(dòng)幅度值。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,調(diào)整單元340在用于基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控時(shí),用于:若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第一數(shù)值范圍,在第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上增加門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第二數(shù)值范圍,在第一門控的數(shù)目基礎(chǔ)上減少門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第三數(shù)值范圍,令第二門控的數(shù)目等于0;其中,運(yùn)動(dòng)幅度值為呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值或心跳運(yùn)動(dòng)幅度值。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,獲取單元310在用于獲取pet數(shù)據(jù)以及所述pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)時(shí),用于:從pet數(shù)據(jù)中提取pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào);或者,從呼吸監(jiān)控設(shè)備中獲取pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可以包括:劃分單元,用于基于第二門控將pet數(shù)據(jù)劃分為若干幀;第三重建單元,用于重建分為若干幀的pet數(shù)據(jù),得到第一pet圖像。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,pet數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可以包括:補(bǔ)償單元,用于對(duì)第一pet圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,得到第二pet圖像。
請(qǐng)參考圖4,其為本發(fā)明實(shí)施例所提供的pet數(shù)據(jù)處理方法的流程示意圖,如圖4所示,該方法包括以下步驟:
步驟s401,獲取單元310獲取pet數(shù)據(jù)以及pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
示例性的,步驟s401可以從pet數(shù)據(jù)中提取該pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào),或者,也可以從呼吸監(jiān)控設(shè)備中獲取pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
其中,運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以是呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào),或者心臟運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
步驟s402,第一重建單元320基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控(例如,包含門控的位置和/或數(shù)目),并根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,也稱初步重建圖像。該第一門控的數(shù)目為確定值,初步重建圖像中由于采用的門控?cái)?shù)目與相應(yīng)組織的運(yùn)動(dòng)不完全對(duì)應(yīng),可能會(huì)存在運(yùn)動(dòng)幅度大的部位施加的門控?cái)?shù)偏小,運(yùn)動(dòng)幅度小的部位施加的門控?cái)?shù)偏大,進(jìn)而產(chǎn)生的圖像可能信噪比會(huì)較弱。
本發(fā)明實(shí)施例中,對(duì)步驟s402進(jìn)行了進(jìn)一步地細(xì)化,示例性包括:
1)基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,該第一門控的數(shù)目可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來設(shè)定。在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來設(shè)定第一門控?cái)?shù)目時(shí),通常將第一門控?cái)?shù)據(jù)設(shè)置為一般pet數(shù)據(jù)所需門控?cái)?shù)據(jù)的平均值。在此實(shí)施例中,基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控可包括通過運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定施加第一門控的位置或者根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定施加門控的時(shí)間間距/間隔;也可包括根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)獲得檢測(cè)區(qū)域/器官的運(yùn)動(dòng)相位,在第一門控的數(shù)目提前設(shè)定的前提下,當(dāng)檢測(cè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)到達(dá)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)相位時(shí),設(shè)置第一門控。進(jìn)一步地,對(duì)于呼吸運(yùn)動(dòng),檢測(cè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)相位可包括呼氣初期、呼氣末期、吸氣初期和吸氣末期等;對(duì)于心臟運(yùn)動(dòng),檢測(cè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)相位可包括心臟收縮期、心臟舒張期等。
在基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控?cái)?shù)據(jù)時(shí),可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位或幅度來確定第一門控?cái)?shù)據(jù)。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的獲取肝臟運(yùn)動(dòng)的幅度示意圖。圖6中,左側(cè)圖像為呼氣末期時(shí)肝臟的狀態(tài),右側(cè)圖像為吸氣末期時(shí)肝臟的狀態(tài),左側(cè)圖像中肝臟頂部和右側(cè)圖像中肝臟頂部的距離差異為呼吸運(yùn)動(dòng)幅度。圖6中用水平線穿過兩個(gè)圖像,以突出圖6中左右兩個(gè)圖像之間所顯示的呼吸運(yùn)動(dòng)的幅度。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控?cái)?shù)據(jù)可以包括:獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控。例如,運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度相同或者接近的時(shí)段采用同一門控;運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度差別較大或超過設(shè)定范圍的時(shí)段采用不同門控,從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度確定第一門控施加的位置。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控?cái)?shù)據(jù)可以包括:獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位,根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控。例如,運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位相同或者接近的時(shí)段采用同一門控;運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位差別較大或超過設(shè)定范圍的時(shí)段采用不同門控,從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的相位確定第一門控施加的位置。
以呼吸運(yùn)動(dòng)幅度為例進(jìn)行說明。
舉例來說,可以定義呼吸運(yùn)動(dòng)相位1和呼吸運(yùn)動(dòng)相位n分別對(duì)應(yīng)呼吸運(yùn)動(dòng)過程中的兩個(gè)特殊階段,即呼吸運(yùn)動(dòng)相位1為吸氣末期,呼吸運(yùn)動(dòng)相位n為呼氣末期,每個(gè)門控?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)的呼吸運(yùn)動(dòng)相位或呼吸運(yùn)動(dòng)階段,從而可以確定出第一門控施加的時(shí)間。
2)根據(jù)第一門控將pet數(shù)據(jù)劃分為多組門控?cái)?shù)據(jù),其中,每組門控?cái)?shù)據(jù)分別具有對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)相位。
舉例來說,將pet數(shù)據(jù)劃分為n組門控?cái)?shù)據(jù),每組門控?cái)?shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)不同的呼吸運(yùn)動(dòng)相位或者呼吸運(yùn)動(dòng)的階段。
3)通過重建算法對(duì)多組門控?cái)?shù)據(jù)中的各組門控?cái)?shù)據(jù)分別進(jìn)行門控重建,對(duì)應(yīng)生成各重建圖像。示例性地,當(dāng)將pet數(shù)據(jù)劃分為n組門控?cái)?shù)據(jù),通過重建可獲取n個(gè)pet圖像,呼吸運(yùn)動(dòng)相位1的門控?cái)?shù)據(jù)重建后的圖像為吸氣末期的pet圖像,呼吸運(yùn)動(dòng)相位n的門控?cái)?shù)據(jù)重建后的圖像為呼氣末期的pet圖像。
需要說明的是,對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行重建過程中,可以基于衰減圖對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行衰減校正。其中,衰減圖可以是均勻衰減圖(將肺部衰減系數(shù)用水的衰減系數(shù)填充),也可以是z軸方向模糊后的衰減圖,還可以是未經(jīng)過gating的掃描時(shí)間超過一個(gè)呼吸周期的平均衰減圖,以避免由于衰減-活度不匹配造成圖像不準(zhǔn)確,影響圖像匹配精度。
在衰減校正之后,可以對(duì)經(jīng)過衰減校正的pet數(shù)據(jù)采用fbp(filteredback-projection,濾波反投影)算法、osem(orderedsubsetexpectationmaximization,有序子集最大似然法)算法等進(jìn)行重建,本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選osem法。
示例性地,在利用fbp的門控重建中,首先將某一角度下的ramp濾波和低通窗濾波后的投影數(shù)據(jù)按其投影方向的反向回涂抹于整個(gè)空間,得到一個(gè)二維分布。
示例性地,對(duì)于osem迭代法,可從一幅假設(shè)的初始圖像出發(fā),采用逐步逼近的方法將理論投影值同實(shí)際測(cè)量投影值進(jìn)行比較,在預(yù)設(shè)最優(yōu)化準(zhǔn)則指導(dǎo)下尋找最優(yōu)解。迭代法優(yōu)點(diǎn)之一是可以根據(jù)示例性成像條件引入與空間幾何有關(guān)的或與測(cè)量值大小有關(guān)的約束條件,如可進(jìn)行空間分辨不均勻性的校正,物體幾何形狀約束,滑性約束等控制迭代的操作。在某些場(chǎng)合下,比如在相對(duì)欠采樣、低計(jì)數(shù)的核醫(yī)學(xué)成像中可發(fā)揮其高分辨的優(yōu)勢(shì)。此外,osem方法具有空間分辨好,抗噪能力強(qiáng),速度快等優(yōu)點(diǎn)。osem算法將投影數(shù)據(jù)分成n個(gè)子集,每次重建時(shí)只使用一個(gè)子集對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,每次重建圖像更新一次,這樣所有的子集都對(duì)投影數(shù)據(jù)校正一次,稱為一次迭代,相比傳統(tǒng)的迭代算法,在近似相同的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算量下,重建圖像被刷新了n倍,大大加快了圖像重建速度,縮短了重建時(shí)間。
步驟s403,計(jì)算單元330根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值。
本發(fā)明實(shí)施例中,對(duì)步驟s403進(jìn)行了進(jìn)一步地細(xì)化,示例性包括:
1)根據(jù)各重建圖像,對(duì)至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的第一冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì)。
本發(fā)明實(shí)施例中,通過冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,通過計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的估計(jì)。同時(shí)定義了呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,為冠狀面最大值投影圖像中所得運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在軸向方向的平均值,通過如下公式(1)來表示:
其中,a為運(yùn)動(dòng)幅度,
需要說明的是,可選擇的圖像配準(zhǔn)算法還可以有多種,比如,參數(shù)法,可以包括:剛體變換(rigidtransform)、仿射變換(affinetransform)、非剛體變換(non-rigidtransform)等,非參數(shù)法,可以包括:光流法(opticalflow)等。本發(fā)明對(duì)此不做限定。
2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過預(yù)設(shè)公式計(jì)算出呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值還可以包括:根據(jù)各重建圖像,對(duì)吸氣末期相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的第一冠狀面最大值投影圖像和呼氣末期相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的第二冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出第一運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì);根據(jù)第一運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過第一預(yù)設(shè)公式計(jì)算出呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值;或者,根據(jù)各重建圖像,對(duì)心臟舒張末期相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的第三冠狀面最大值投影圖像和心臟收縮末期相位所對(duì)應(yīng)重建圖像的第四冠狀面最大值投影圖像進(jìn)行圖像匹配,得出第二運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì);根據(jù)第二運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì),通過第二預(yù)設(shè)公式計(jì)算出心跳運(yùn)動(dòng)幅度值。
步驟s404,調(diào)整單元340基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控(例如,包含門控的位置和/或數(shù)目)。
本發(fā)明實(shí)施例中,對(duì)步驟s404進(jìn)行了進(jìn)一步地細(xì)化,示例性包括:
1)若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第一數(shù)值范圍,在第一門控?cái)?shù)目的基礎(chǔ)上增加門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;
2)若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第二數(shù)值范圍,在第一門控?cái)?shù)目的基礎(chǔ)上減少門控?cái)?shù)目,得到第二門控的數(shù)目;
3)若運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)幅度值處于第三數(shù)值范圍,令第二門控的數(shù)目等于0,即不對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控處理。
其中,運(yùn)動(dòng)幅度值可以為呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值或心跳運(yùn)動(dòng)幅度值。
舉例來說,可以首先預(yù)設(shè)兩個(gè)比較值t1和t2,其中t1大于t2,t1和t2的值可以根據(jù)pet系統(tǒng)的分辨率e、重建參數(shù)、像素大小等參數(shù)綜合考慮來進(jìn)行設(shè)定。比如,假設(shè)t1=4e,t2=e,運(yùn)動(dòng)幅度值a=4e,則第二門控?cái)?shù)目為4;若呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值a>t1,例如a=5e,則第二門控?cái)?shù)目為a/e=5;若呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值a滿足t1≥a≥t2,例如a=3e,則第二門控?cái)?shù)目為a/e=3;若呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值a<t2,則第二門控?cái)?shù)目為0,此時(shí),不對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控處理。
需要說明的是,當(dāng)呼吸運(yùn)動(dòng)幅度值a不是分辨率e的整倍數(shù)時(shí),可以取與a/e最接近的整數(shù)值作為第二門控?cái)?shù)目的數(shù)值。舉例說明,如果a=3.15e,第二門控?cái)?shù)目為3,如果a=3.85e,第二門控?cái)?shù)目為4。
在此實(shí)施例中,pet成像系統(tǒng)的顯示器或者顯示界面在掃描初期會(huì)顯示用戶設(shè)定的初始門控?cái)?shù)目(第一門控的數(shù)目),當(dāng)執(zhí)行上述步驟s401-s404之后,針對(duì)當(dāng)前掃描器官或組織的運(yùn)動(dòng)幅度,顯示界面可顯示優(yōu)化后的門控?cái)?shù)目(第二門控的數(shù)目),供用戶選擇或參考。在一個(gè)實(shí)施例中,用戶接收該優(yōu)化的門控?cái)?shù)目即可獲得信噪比較高的pet圖像。在另一實(shí)施例中,用戶同時(shí)參考設(shè)定的初始門控?cái)?shù)目和優(yōu)化后的門控?cái)?shù)目/建議門控?cái)?shù)目,可根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)選擇接收系統(tǒng)優(yōu)化建議或者另外選擇根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)重新確定的門控?cái)?shù)目,得到符合用戶習(xí)慣的pet圖像。
本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明實(shí)施例中,在獲取pet數(shù)據(jù)以及pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)后,確定第一門控并對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像,然后根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值,最后,基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整得到第二門控。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明實(shí)施例可以較為精確地計(jì)算呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,并基于此對(duì)門控進(jìn)行調(diào)整,從而提升了門控重建精度。
在一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)過程中,在步驟s401之前,數(shù)據(jù)處理方法還可以包括如下步驟:
獲取受檢者目標(biāo)區(qū)域的pet數(shù)據(jù),且在pet數(shù)據(jù)采集期間獲取目標(biāo)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
示例性地,運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以為呼吸信號(hào),且呼吸信號(hào)通過如下兩種方式中的任一種進(jìn)行獲?。?/p>
1)在目標(biāo)區(qū)域設(shè)置監(jiān)控器或者外接硬件設(shè)備,通過監(jiān)控器或者外接硬件設(shè)備獲取呼吸信號(hào)??蛇x地,監(jiān)控器或者外接硬件設(shè)備包括可監(jiān)控呼吸運(yùn)動(dòng)或者心跳運(yùn)動(dòng)的傳感器,傳感器可設(shè)置成接觸式或者非接觸式。在一些實(shí)施例中,傳感器可通過檢測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)帶來的機(jī)械、電、熱的變化來采集呼吸信號(hào)。例如,監(jiān)控器可以為電阻抗ecg監(jiān)控器,通過測(cè)量胸腹部周圍電位的變化獲取呼吸信號(hào);監(jiān)控器可以為溫度敏感監(jiān)控系統(tǒng),通過測(cè)量呼吸過程中空氣對(duì)流與溫度的變化獲取呼吸信號(hào);監(jiān)控器可以為肺活量計(jì),通過測(cè)量肺容積變化獲取呼吸信號(hào);監(jiān)控器可以為實(shí)時(shí)位置監(jiān)控系統(tǒng),通過跟蹤測(cè)量固定在患者胸部的紅外反射標(biāo)志點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)獲取呼吸信號(hào)。
2)確定pet數(shù)據(jù)與呼吸運(yùn)動(dòng)的相關(guān)關(guān)系,根據(jù)相關(guān)關(guān)系確定所述呼吸信號(hào)。在一些實(shí)施例中,可基于字典庫或者基于population統(tǒng)計(jì)學(xué)方法確定呼吸信號(hào):將大量受檢者數(shù)據(jù)按照特定類別分類至字典庫,分類的參照可按照性別、年齡、體重、身高的信息,數(shù)據(jù)庫中的pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)身體每一部分的運(yùn)動(dòng)幅度,將受檢者的pet數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中pet數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配或者查詢可獲取呼吸運(yùn)動(dòng)。
在又一些實(shí)施例中,可對(duì)采集的pet數(shù)據(jù)進(jìn)行后驗(yàn)門控方法或者區(qū)域正弦圖波動(dòng)門控方法??蛇x地,后驗(yàn)門控方法可參見文獻(xiàn)visvikisd,barreto,fryert,etal.aposteriorirespiratorymotiongatingofdynamicpetimages[c]//nuclearsciencesymposiumconferencerecord,2003ieee.ieee,2003,5:3276-3280.可選地,區(qū)域正弦圖搏動(dòng)門控方法可參見文獻(xiàn)kesneral,bundschuhra,detorienc,etal.respiratorygatedpetderivedinafullyautomatedmannerfromrawpetdata[j].ieeetransactionsonnuclearscience,2009,56(3):677-686。
以上兩種獲取呼吸信號(hào)的方式在本發(fā)明實(shí)施例中均可等效使用,對(duì)其他的處理步驟不會(huì)造成影響。
在基于pet數(shù)據(jù)獲取目標(biāo)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)信號(hào)后,可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)將pet數(shù)據(jù)劃分為若干幀,然后,重建若干幀pet數(shù)據(jù),獲取若干個(gè)pet圖像,并對(duì)若干個(gè)pet圖像的冠狀面最大值投影圖進(jìn)行圖像匹配,獲取配準(zhǔn)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng),最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)確定目標(biāo)區(qū)域的呼吸運(yùn)動(dòng)的幅度。這樣,可以較為精確和快速地計(jì)算出呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,進(jìn)而可進(jìn)一步調(diào)整重建的門控?cái)?shù)量,從而提升了門控重建精度。
請(qǐng)參考圖5,其為本發(fā)明實(shí)施例所提供的pet數(shù)據(jù)處理方法的第二流程示意圖,如圖5所示,該方法包括以下步驟:
步驟s501,獲取pet數(shù)據(jù)以及pet數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。
步驟s502,基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控,并根據(jù)第一門控對(duì)pet數(shù)據(jù)進(jìn)行門控重建,生成各重建圖像。
步驟s503,根據(jù)各重建圖像,通過預(yù)設(shè)計(jì)算策略計(jì)算出參考值。
步驟s504,基于參考值與處理策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系,調(diào)取相應(yīng)處理策略對(duì)第一門控進(jìn)行調(diào)整,得到第二門控。
步驟s505,基于第二門控將pet數(shù)據(jù)劃分為若干幀。
步驟s506,重建分為若干幀的pet數(shù)據(jù),獲取第一pet圖像。
本發(fā)明實(shí)施例中,步驟s505中幀的劃分方式可以包括以下兩種:
1)按時(shí)相劃分
將運(yùn)動(dòng)信號(hào)分為多個(gè)時(shí)相;
將對(duì)應(yīng)同一時(shí)相的pet數(shù)據(jù)劃分為同一幀。
2)按運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度劃分
獲取運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度,按照幅度將運(yùn)動(dòng)信號(hào)劃分為若干段,將對(duì)應(yīng)同一段的pet數(shù)據(jù)劃分為同一幀。
本發(fā)明實(shí)施例中以按照運(yùn)動(dòng)信號(hào)的幅度劃分為例進(jìn)行詳細(xì)說明。舉例來說,按幅度將運(yùn)動(dòng)信號(hào)劃分為n幀,其中,n為預(yù)設(shè)值或者經(jīng)驗(yàn)值,可以定義運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的呼吸運(yùn)動(dòng)相位1和呼吸運(yùn)動(dòng)相位n分別對(duì)應(yīng)呼吸運(yùn)動(dòng)過程中的兩個(gè)特殊階段,即吸氣末期所對(duì)應(yīng)幅度和呼氣末期所對(duì)應(yīng)幅度,則呼吸運(yùn)動(dòng)相位1和呼吸運(yùn)動(dòng)相位n之間的其他呼吸運(yùn)動(dòng)相位對(duì)應(yīng)各自的幅度,從而可將所述運(yùn)動(dòng)信號(hào)劃分為n段,將對(duì)應(yīng)同一段的pet數(shù)據(jù)劃分為同一幀,共有n幀。需要說明的是,上述過程同時(shí)適用于步驟s502中基于運(yùn)動(dòng)信號(hào)確定第一門控。不同之處在于,第一門控的數(shù)目可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定,通過運(yùn)動(dòng)信號(hào)可獲取施加門控的時(shí)段或位置。
在一個(gè)實(shí)施例中,第一pet圖像的數(shù)量為至少兩個(gè)。
示例性的,假設(shè)共有n幀pet數(shù)據(jù),經(jīng)步驟s506重建生成n個(gè)第一pet圖像,選定第1個(gè)pet圖像的冠狀面最大值投影圖作為參考圖像,將第n個(gè)(其中,n為1<n≤n的整數(shù))pet圖像的冠狀面最大值投影圖配準(zhǔn)至所述參考圖像,得出一個(gè)二維的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。本發(fā)明中,由于使用冠狀面最大值投影圖,其對(duì)于非軸方向的分辨率要求較低,pet圖像重建部分可以在x、y方向上設(shè)置較大的像素。
呼吸運(yùn)動(dòng)幅度,可為冠狀面最大值投影圖像中所得運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在軸向方向的的最大值,通過如下公式(2)表示:
a=∑i∈voivz(2)
其中,a為運(yùn)動(dòng)幅度,vz為z方向運(yùn)動(dòng)場(chǎng)最大值。需要說明的是,此時(shí),運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的計(jì)算需要設(shè)置較高的平滑度限制,以免運(yùn)動(dòng)場(chǎng)出現(xiàn)較大的局部噪音。進(jìn)一步地,感興趣區(qū)域voi可設(shè)置為將人體輪廓內(nèi)靠近體表的表皮部分剔除后的部分,從而減少幾乎靜止的體表對(duì)運(yùn)動(dòng)幅度估計(jì)的影響。
在一個(gè)實(shí)施例中,在圖像匹配之前,可對(duì)第一門控獲得的pet圖像進(jìn)行濾波處理,以避免由于靈敏度降低導(dǎo)致的高噪聲部分。在一個(gè)實(shí)施例中,可基于均勻衰減圖(將肺部衰減系數(shù)用水的衰減系數(shù)填充或其他軟組織的衰減系數(shù)填充),或z軸方向模糊后獲得的衰減圖,或未經(jīng)過門控的掃描時(shí)間超過一個(gè)呼吸周期的平均衰減圖進(jìn)行衰減校正,衰減校正是為了避免由于衰減-活度不匹配造成的圖像不準(zhǔn)確,影響圖像匹配精度。進(jìn)一步地,還可在圖像配準(zhǔn)之前進(jìn)行隨機(jī)校正或者散射校正等處理,提高圖像配準(zhǔn)的精度。
進(jìn)一步地,步驟s506之后,pet數(shù)據(jù)處理方法還可以包括:對(duì)第一pet圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,獲取第二pet圖像。對(duì)第一pet圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí),可以采用圖像配準(zhǔn)補(bǔ)償方法、基于模型的補(bǔ)償方法、基于反卷積的圖像恢復(fù)方法中的至少一種對(duì)第一pet圖像進(jìn)行呼吸運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,獲取第二pet圖像。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡(jiǎn)潔,上述描述的系統(tǒng),服務(wù)器和單元的示例性工作過程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程,在此不再贅述。
在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的系統(tǒng),服務(wù)器和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的服務(wù)器實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如,多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口,服務(wù)器或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元,可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)服務(wù)器(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(read-onlymemory,rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。