專利名稱：混合型 pet/mr 系統(tǒng)中mr 線圈的衰減校正的制作方法
混合型PET/MR系統(tǒng)中MR線圈的衰減校正本申請具體應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。然而，應(yīng)當(dāng)認識到，所描述的(多個)技術(shù)還可以應(yīng)用于其他類型的成像系統(tǒng)、其他衰減校正系統(tǒng)和/或其他醫(yī)學(xué)應(yīng)用。正電子發(fā)射斷層攝影(PET)/磁共振(MR)混合型系統(tǒng)使用MR掃描對PET圖像進行衰減校正。在PET/MR中，基于MR圖像生成患者衰減圖。分割MR患者圖像，識別各種組織和器官，并應(yīng)用適當(dāng)?shù)乃p系數(shù)。為了達到不同身體部分的高分辨率MR圖像，使用不同的局部MR線圈。一些線圈被附接到患者支撐或桌臺上，而其他的附接至患者。當(dāng)采用雙模式PET/MR掃描器時，桌臺和線圈在PET數(shù)據(jù)采集期間處在掃描器中。盡管最初認為MR線圈將是對于輻射足夠透明的，從而使得將不需要衰減校正，然而已經(jīng)證明不是這樣的情況。 事實上如果不校正由桌臺和線圈引起的衰減，MR線圈可能降低圖像質(zhì)量。在PET成像中，生成患者的衰減圖并將其用于校正PET數(shù)據(jù)。當(dāng)執(zhí)行PET/CT時， CT圖像常常用于生成患者衰減圖。具有40-120keV的能量的CT的衰減與具有511keV的能量的PET的衰減不相同。然而，近些年來，人體組織的CT衰減值和PET衰減值之間的關(guān)系正變得眾所周知。在C. Bai等人于2003年10月在IEEE Trans. Nucl. Sci. Vol. 50, No. 5上的"AGeneralized Model for the conversion from CT numbers to linear attenuation coefficients” 一文中描述了這樣的算法。由C.Bai等人所描述的變換對通常在人體內(nèi)找到的物質(zhì)是有效的，但在桌臺和線圈的情況下是無效的，因為存在金屬和諸如乙烷、聚氯乙烯(PVC)的物質(zhì)等。在桌臺和線圈中使用的物質(zhì)的LAC值通常無法在文獻中找到(例如，參見J. H. HiAbell于1969 年 8 月在 National Bureau of Standards 上的"Photon cross sections, attenuation coefficients，and energy absorption coefficients from IOkeV to 100GeV，，一文)。在本領(lǐng)域中存在這樣的一項需求，即需要便于校正MR圖像中由RF線圈、附件(例如，護士呼叫按鈕裝置、耳麥等)、患者支撐桌臺等引起的衰減，從而克服上述缺陷的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個方面，一種生成衰減校正(AC)圖模板以校正核圖像中由核掃描期間核掃描器視場中的附件引起的衰減的系統(tǒng)，其包括處理器，所述處理器根據(jù)在對附件的核掃描期間采集的發(fā)射數(shù)據(jù)生成附件的AC圖模板，將所述AC圖模板存儲到存儲器；以及針對多個不同附件中的每個迭代地生成唯一的AC圖模板，所述模板被存儲在存儲器中的模板庫中，以供操作人員調(diào)用和使用。根據(jù)另一方面，一種生成針對磁共振(MR)線圈的衰減校正(AC)圖模板的方法，其包括將多個基準標記物附接至MR線圈，采集MR線圈和基準標記物的掃描數(shù)據(jù)，生成具有基準標記物的MR線圈的AC圖模板，以及存儲AC圖模板。該方法還包括針對多個不同附件中的每個迭代地生成唯一的AC圖模板，所述AC圖模板被存儲在存儲器中的模板庫中，以供操作人員調(diào)用和使用。根據(jù)另一方面，一種生成經(jīng)衰減校正的核圖像的方法，其包括將選擇的MR線圈定位在患者周圍，采集患者和線圈的MR掃描數(shù)據(jù)，以及將所述MR掃描數(shù)據(jù)重建為MR患者圖像。該方法還包括從庫中檢索與選擇的MR線圈對應(yīng)的AC圖模板，生成患者特異性衰減校正(AC)圖，以及組合AC圖模板和患者特異性AC圖以生成最終的AC圖。此外，該方法包括采集患者和選擇的MR線圈的核掃描數(shù)據(jù)，使用最終的AC圖校正核掃描數(shù)據(jù)中的衰減，并將經(jīng)衰減校正的核掃描數(shù)據(jù)重建為核圖像。根據(jù)另一方面，衰減校正(AC)圖模板庫被存儲到數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中，并且所述衰減校正圖模板庫包括針對多個磁共振(MR)線圈中的每個的至少一個預(yù)生成的AC圖模板。一旦輸入識別需要模板的MR線圈的線圈識別碼，則從庫中檢索所述至少一個AC圖模板。根據(jù)在多個線圈中的每個MR線圈的核掃描期間采集的發(fā)射數(shù)據(jù)生成所述至少一個AC圖模板。根據(jù)另一方面，一種調(diào)整用于校正核掃描數(shù)據(jù)中的衰減的患者衰減校正(AC)圖的方法，其包括接收需要AC圖模板的線圈的線圈識別信息，從存儲在存儲器中的模板庫中檢索所識別的AC圖模板，以及調(diào)節(jié)AC圖模板以符合患者圖像中的患者輪廓。該方法還包括將經(jīng)調(diào)節(jié)的AC圖模板插入到患者特異性衰減校正(AC)圖中以生成最終的AC圖，以及在重建患者的核掃描數(shù)據(jù)時校正衰減以生成患者的經(jīng)衰減校正的核圖像。一個優(yōu)點在于使得由MR線圈引起的衰減是可校正的。一個實施例的另一優(yōu)點在于生成MR線圈的衰減校正(AC)圖模板并將其變形至患者身體輪廓。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀和理解下文的詳細描述，將認識到本主題發(fā)明的更進一步優(yōu)點。本發(fā)明可以具體化為各種部件和部件布置，以及具體化為各種步驟和步驟安排。 附圖僅用于圖示說明各方面，而不應(yīng)認為其對本發(fā)明構(gòu)成限制。

圖1圖示了在使用或不使用CT掃描信息的情況下，便于使用發(fā)射掃描信息生成針對柔性或剛性MR線圈的衰減圖模板的系統(tǒng)；圖2圖示了具有安裝在繞線圈設(shè)備旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)掃描架上的點源的核掃描器(例如，PET掃描器)，例如可以用于執(zhí)行對線圈設(shè)備的發(fā)射掃描。圖3圖示了使用具有定位在其上的多個基準標記物的柔性MR線圈的CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的MR線圈的AC圖模板，其便于將AC圖模板變形為患者的MR圖像以生成線圈的被調(diào)整成適配患者的最終(例如，經(jīng)變換的)患者AC圖；圖4圖示了根據(jù)本文所述的各個方面，將MR線圈的AC圖模板適配至患者MR圖像所采用的方式的另一范例；圖5圖示了一種方法，其用于使利用CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的AC圖模板符合患者的 MR圖像，以生成基于MR的患者AC圖，從而校正核圖像(例如，PET或SPECT)中由柔性MR 線圈或者其部分、患者支撐或其他附件導(dǎo)致的衰減；圖6圖示了一種方法，其使利用CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的AC圖模板符合患者的MR圖像，以生成基于MR的患者AC圖，從而在不采用基準標記物的情況下校正核圖像(例如，PET 或者SPECT)中的衰減；圖7圖示了示范性醫(yī)院系統(tǒng)，其包括多種成像裝置，例如MR成像裝置、核掃描器 (例如，PET或SPECT)、CT掃描器等，其生成由單獨的或共享的重建處理器重建的成像數(shù)據(jù)， 以生成3D圖像表示；圖8圖示了一種從模板庫檢索線圈模板以及增強在重建核圖像時用于衰減校正的AC圖的方法。
根據(jù)本文提出的各個特征，描述了便于使用在具有內(nèi)置發(fā)射源的PET系統(tǒng)上的發(fā)射掃描生成桌臺和線圈的衰減圖的系統(tǒng)和方法，例如由J. S. Karp等人于1995年在Wiys. Med. Biol. , 40,第 929-944 頁上的"Singles transmission in volume-imaging PET with a CS-137SOUrce”一文所述，在此通過引用將其全文并入。發(fā)射掃描以非常類似于PET伽馬 (gamma)能量(511keV)的能量提供針對桌臺和線圈中的物質(zhì)的衰減系數(shù)。通過這種方式， 顯著改善了 PET圖像質(zhì)量，并改善了桌臺和線圈的衰減圖的生成。本文所描述的系統(tǒng)和方法解決了生成患者桌臺和MR線圈的衰減圖的問題，所述衰減圖難以使用CT掃描生成，因為CT能量的范圍是從40-120keV，而PET衰減的測量結(jié)果為511keV。典型的轉(zhuǎn)換程序不適用于在MR桌臺和線圈中所采用的物質(zhì)。例如，金屬在CT 圖像中引起金屬偽影，并且諸如散射和射束硬化的其他問題妨礙導(dǎo)出桌臺和線圈的精確的 CT衰減圖。因此，使用本文所述的發(fā)射掃描便于提供在511keV(使用鍺-68)或66^eV(使用銫-137)的線圈的衰減圖，其非常接近511keV的PET衰減圖。因此，這種方法能夠顯著改善使用本文所述的經(jīng)增強的MR衰減圖重建的PET圖像的圖像質(zhì)量。所描述的系統(tǒng)和方法還實現(xiàn)了在PET掃描架內(nèi)部使用MR線圈，從而生成與PET圖像正確配準的有診斷質(zhì)量的 MR圖像數(shù)據(jù)。由所描述的系統(tǒng)和方法生成的模板庫能夠被存儲到數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)或存儲器，從而向用戶分配其中采用模板以增強衰減校正的醫(yī)學(xué)掃描器和成像裝置。例如，模板庫可以被存儲到發(fā)放給用戶的便攜式存儲介質(zhì)，或者可以將其從中央服務(wù)器下載到用戶的網(wǎng)絡(luò)(例如，在醫(yī)院中等)。在另一實施例中，在購買線圈時為用戶提供模板庫(或者單個模板等)， 在庫中存在針對所述線圈的模板。亦即，當(dāng)用戶購買特定線圈時，也為用戶提供針對所述線圈的AC圖模板。然后用戶根據(jù)本文所述的方法調(diào)整線圈，并將經(jīng)調(diào)整的模板插入到患者特異性AC圖中，以生成最終的AC圖，所述最終的AC圖用于在將核掃描數(shù)據(jù)重建為核圖像時校正衰減。圖1圖示了系統(tǒng)10，其便于在使用或不使用CT掃描信息的情況下，利用發(fā)射掃描信息生成柔性或剛性MR線圈的衰減圖模板。系統(tǒng)10包括MR掃描器12和核掃描器14，例如PET掃描器、單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)掃描器、上述的變型等等。點源16被定位在核掃描器中以提供用于形成一個或多個衰減圖模板的發(fā)射數(shù)據(jù)。任選地，CT掃描器 18包含在系統(tǒng)10中，以提供關(guān)于引起衰減的物件(例如MR線圈和/或患者支撐桌臺)的附加數(shù)據(jù)?！獋€或多個處理器20執(zhí)行存儲在數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)或存儲器22中的計算機可執(zhí)行指令和/或算法，以執(zhí)行本文所述的各項功能。存儲器22存儲原始MR數(shù)據(jù)M以及一個或多個MR重建算法沈，該算法由處理器執(zhí)行以將原始MR數(shù)據(jù)(例如，在MR掃描期間采集的數(shù)據(jù))重建成MR圖像數(shù)據(jù)觀。原始核數(shù)據(jù)30在核掃描期間被采集并存儲在存儲器中。在一個實施例中，同時采集MR和核數(shù)據(jù)，而在另一實施例中，它們是順序采集的。處理器執(zhí)行一個或多個核重建算法32以將原始核數(shù)據(jù)重建成核圖像數(shù)據(jù)34。此外，存儲器存儲所采集的 CT圖像數(shù)據(jù)36，并且處理器在將原始CT數(shù)據(jù)重建為CT圖像數(shù)據(jù)40時執(zhí)行一種或多種CT 重建算法38。應(yīng)當(dāng)認識到，(一個或多個)處理器20可以是單個處理器，或者可以包括多個專用處理器(例如，數(shù)據(jù)處理器、重建處理器，等等)。存儲器22附加地存儲點源數(shù)據(jù)42，其在本文也稱為發(fā)射數(shù)據(jù)，在采用點源16的核掃描期間生成該數(shù)據(jù)。一個或多個受檢者(患者)特異性衰減校正(AC)圖44存儲在存儲器中，并在重建核圖像時用于校正衰減。在一個實施例中，受檢者的AC圖至少部分根據(jù)MR 圖像數(shù)據(jù)觀而生成。模板庫46存儲一個或多個附件AC圖模板，其是使用發(fā)射數(shù)據(jù)42針對被引入到核掃描器的視場內(nèi)的MR線圈、患者桌臺、其他附件等而生成的。附件模板與(一幅或多幅) 受檢者特異性AC圖44組合。在一個實施例中，受檢者特異性AC圖44是PET AC圖(例如，用于校正PET圖像中的衰減)，并且是使用MR圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。例如，使用全身MR線圈產(chǎn)生患者的MR圖像。 建立患者的身體輪廓和其他內(nèi)部器官邊界，并由處理器20分割MR圖像。為肺、軟組織、骨骼等分配PET輻射衰減值以創(chuàng)建患者的衰減圖。使用RF線圈產(chǎn)生同一患者的高分辨率MR 圖像。利用視場中的MR線圈產(chǎn)生同一患者的核圖像數(shù)據(jù)，以采集原始核掃描數(shù)據(jù)30。從模板庫46中檢索在采集之前創(chuàng)建的該線圈的預(yù)生成的AC模板，并將其用于使用那種線圈完成的所有掃描數(shù)據(jù)采集。模板與受檢者特異性AC圖44組合，以生成完全的或組合的AC 圖。使用完全的或組合的AC圖重建原始PET數(shù)據(jù)30。在另一實施例中，受檢者特異性AC圖44是SPECT AC圖(例如，用于校正SPECT 圖像中的衰減)，并且是使用MR圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的。例如，使用全身MR線圈產(chǎn)生患者的MR圖像。建立患者的身體輪廓和其他內(nèi)部器官邊界，并由處理器20分割所述MR圖像。為肺、軟組織、骨骼等分配SPECT輻射衰減值，以創(chuàng)建患者的衰減圖。使用RF線圈產(chǎn)生同一患者的高分辨率MR圖像。利用在視場中的MR線圈產(chǎn)生同一患者的核圖像數(shù)據(jù)，以采集原始核掃描數(shù)據(jù)30。從模板庫46中檢索在采集之前創(chuàng)建的該線圈的預(yù)先生成的AC模板，并將其用于使用那種線圈完成的所有掃描數(shù)據(jù)采集。該模板與受檢者特異性AC圖44組合，以生成完全的或組合的AC圖。使用完全的或組合的AC圖重建原始SPECT數(shù)據(jù)30。關(guān)于模板生成，利用發(fā)射源16 (例如，鍺-68或者銫-137)對核掃描器14 (例如， PET或者SPECT)內(nèi)的患者支撐桌臺和/或線圈或其他附件進行成像。使用已知的算法重建發(fā)射圖像48并且可以直接將其用作附件模板。或者，可以按照以下方式生成模板。生成發(fā)射圖像的全局直方圖，并識別線圈或其他附件的部分。根據(jù)直方圖的分布確定平均線性衰減系數(shù)(LAC)值。使用高分辨率CT掃描對線圈或其他附件成像，并且分割CT圖像并為其分配根據(jù)直方圖的分布確定的所計算的LAC值，從而創(chuàng)建線圈的模板。圖2圖示了具有安裝在可旋轉(zhuǎn)掃描架60上的點源16的核掃描器14(例如，PET掃描器、SPECT掃描器等)，所述可旋轉(zhuǎn)掃描架60繞線圈或其他附件62旋轉(zhuǎn)，例如可以用于執(zhí)行線圈或其他附件的發(fā)射掃描。在范例中，附件包括三個部件， 標記為a、b和C。在一個實施例中，部件a是局部RF線圈，部件b是平面RF線圈，而部件c 是患者支撐桌臺。根據(jù)在發(fā)射掃描期間生成的發(fā)射圖估計三個部件的線性衰減系數(shù)(LAC) 值，并為其分配三個相應(yīng)的LAC值μ a、μ b、μ。。這些值用于創(chuàng)建附件62的經(jīng)分割的衰減圖，并且能夠被預(yù)存儲在庫中，并用于包含附件的所有重建。重建能夠在線圈的高分辨率CT 圖像上執(zhí)行。發(fā)射源16(例如，鍺-68或者銫-137)測量結(jié)果用于生成MR桌臺、線圈和其他附件的衰減圖。通常，發(fā)射圖像具有低統(tǒng)計性和分辨率的常見缺點。然而，能夠通過執(zhí)行長發(fā)射掃描獲得高統(tǒng)計性，因為桌臺和線圈的衰減圖僅需創(chuàng)建一次，并且能夠用于所有的PET(或SPECT)重建。這種方法的優(yōu)點是，可能精確地確定在511keV時桌臺和線圈的物質(zhì)的衰減值，而這難以使用CT掃描實現(xiàn)。已經(jīng)從使用不同MR線圈的研究中觀察到，根據(jù)利用CT掃描獲得的線圈的衰減圖而重建的PET(或者SPECT)圖像通?？赡軙?jīng)受對衰減的過度校正。 通過所描述的系統(tǒng)和方法克服了這一缺點。圖3圖示了使用柔性MR線圈72的CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的柔性MR線圈的AC圖模板70。多個MR可成像基準標記物74定位在其上面，以便于使AC圖模板70變形為用于對患者成像的構(gòu)造，從而匹配在MR圖像76中所見到的患者的表面形狀。例如，AC圖模板是針對多個MR線圈中的每個預(yù)生成的。當(dāng)要在患者身上采用特定的MR線圈時，選擇所述MR 線圈的AC圖模板并將其在患者的MR掃描中變形為與MR基準標記物配準。由此調(diào)整線圈的形狀以符合患者的輪廓。根據(jù)一個實施例，基準標記物74附接至線圈72，然后使用具有發(fā)射源的PET(或者SPECT)掃描器(例如，圖1或2中的核掃描器14)或者CT掃描器18 (圖1)對其進行掃描，以生成AC圖模板，其中，基準標記物是可見的和可識別的。在后續(xù)的PET(或SPCT)和 MR研究中，使用MR成像器(圖1)掃描線圈連同患者，其中，基準標記物在MR圖像76中也是可見的(盡管線圈不可見)。MR圖像76中的基準標記物與AC圖模板70中的那些配準 (例如，使用彈性圖像配準等)，以生成最終的患者AC圖。基準標記物由此附接至柔性線圈，MR圖像示出了標記物的位置，并使用基準標記物將柔性線圈72的AC圖模板70與MR圖像76配準，并隨后將其組合成患者特異性衰減圖。 通過這種方式，便于柔性MR線圈和/或可能放置在成像區(qū)域中的其他剛性MR線圈的非剛性部分或者其他附件的衰減校正。在一個實施例中，配準AC圖模板，并在軸向和橫向方向?qū)R，其中垂直方向根據(jù)桌臺高度是已知的。僅剩余的變量是患者身上的柔性線圈的形狀。通過配準基準標記物確認這一變量，從而彈性地將線圈模板變換為身體輪廓。圖4圖示了根據(jù)本文所述的各個方面將MR線圈的AC圖模板72適配至患者所采用的方式的另一范例。例如，在80處，在患者或感興趣體積的MR圖像76上執(zhí)行邊緣檢測技術(shù)或算法，以定義患者的表面76’。將柔性線圈的內(nèi)部表面匹配或變換成符合身體輪廓 76，。在一個實施例中，使用具有發(fā)射源的CT或PET(或SPECT)系統(tǒng)掃描線圈，以生成 AC圖模板72。之后，利用定位在周圍的MR線圈執(zhí)行患者的MR掃描。使用邊緣檢測技術(shù)識別患者身體輪廓，并假定其與線圈的內(nèi)部表面相同。使AC圖模板的內(nèi)部表面變形或符合至患者身體輪廓，并將經(jīng)變形的模板插入到最終的患者衰減圖中。圖5圖示了一種方法，其用于生成使用CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的可變形AC圖模板并使其符合患者的MR圖像，以生成基于MR的患者AC圖，從而校正核圖像(例如，PET或 SPECT)中由于柔性MR線圈或其部分、患者支撐或其他附件導(dǎo)致的衰減。使用一種或多種已知技術(shù)生成基于MR的患者AC圖。在90處，基準標記物被附接至MR線圈或其他附件。在92處，使用具有發(fā)射源(例如，點源)的CT、核掃描器(例如，PET或者SPECT)等掃描MR線圈。在94處，根據(jù)CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成針對線圈的AC圖模板。應(yīng)當(dāng)認識到，可以遠比向患者MR圖像應(yīng)用AC圖模板提前來執(zhí)行步驟90、92和94。例如，每種類型和/或尺寸的MR線圈的制造商能夠事先掃描線圈，并生成與線圈一起售出的AC圖模板。當(dāng)患者需要MR和核掃描時，從庫中調(diào)出AC圖模板，以供校正在核掃描期間由MR線圈引起的衰減。在96處，將附接有基準標記物的線圈放置在患者的周圍，并執(zhí)行MR掃描。在98 處，將AC圖模板中的基準標記物配準到患者的MR圖像中的基準標記物，這令A(yù)C圖模板符合或變形至患者圖像。配準可以由技術(shù)人員或操作人員手動地執(zhí)行，半自動地執(zhí)行，或者使用(例如，在存儲器中存儲的并由處理器執(zhí)行的)計算機可執(zhí)行算法或技術(shù)自動地執(zhí)行。在100處，將經(jīng)變形的AC圖模板插入(例如，疊加等)到用于校正核圖像數(shù)據(jù)中的衰減的患者特異性AC圖中，從而生成最終的患者AC圖。在102處，當(dāng)將所采集的核掃描數(shù)據(jù)重建為患者的核圖像時，最終的AC圖用于校正核掃描數(shù)據(jù)中的衰減。圖6圖示了一種方法，其使利用CT或發(fā)射數(shù)據(jù)生成的AC圖模板符合患者的MR圖像，以生成基于MR的患者AC圖，從而在不采用基準標記物的情況下校正核圖像(例如，PET 或SPECT)中的衰減。在110處，使用CT掃描器、或者具有發(fā)射源(例如，點源)的核掃描器(PET或SPECT)掃描柔性MR線圈。在112處，根據(jù)CT或發(fā)射數(shù)據(jù)，生成線圈的AC圖模板。應(yīng)當(dāng)認識到，可以遠比向患者MR圖像應(yīng)用AC圖模板提前來執(zhí)行步驟110和112，如關(guān)于圖5的步驟90、92和94所描述的。在114處，線圈被放置在患者周圍，并執(zhí)行MR掃描。在116處，在MR圖像中識別患者身體輪廓。在118處，在AC圖模板中識別線圈的內(nèi)部表面。例如，可以使用諸如本領(lǐng)域中已知的邊緣檢測技術(shù)來執(zhí)行身體輪廓和/或線圈的內(nèi)部表面的檢測。在120處，將線圈的內(nèi)部表面與身體輪廓配準，以將模板調(diào)整或變形至患者圖像。在122處，將經(jīng)變形的AC 圖模板插入(例如，覆蓋等等)到用于校正核圖像中的衰減的AC圖中，從而生成最終的患者AC圖。在IM處，采用最終的AC圖來校正當(dāng)將所采集的核掃描數(shù)據(jù)重建為患者的核圖像時核掃描數(shù)據(jù)中的衰減。參考圖7，示范性醫(yī)院系統(tǒng)150可以包括多個成像裝置，例如MR成像裝置12、核掃描器14(例如，PET或SPECT)、CT掃描器18等，其生成成像數(shù)據(jù)，由單獨的或共享的重建處理器152重建所述成像數(shù)據(jù)，以生成3D圖像表示。圖像表示經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)巧4被傳送到中央存儲器156或本地存儲器158。在與網(wǎng)絡(luò)連接的站160，操作人員使用用戶接口 170將選擇的3D AC圖模板移動到中央存儲器156和本地存儲器158，或者將其在兩者之間移動。視頻處理器166在顯示器168的第一視口 172i中顯示針對選擇的MR線圈的選擇的AC圖模板。在第二視口 1722 中顯示患者MR圖像(例如，患者和MR線圈的圖像)。第三視口 17 能夠顯示AC圖模板和 MR圖像的疊加。例如，能夠允許用戶將線圈的AC圖模板中的基準標記物配準到MR圖像中的相應(yīng)標記物。例如，操作人員通過接口 170選擇(例如，使用鼠標、觸針或其他合適的用戶輸入裝置)模板中與MR圖像中的基準標記物對應(yīng)的基準標記物。或者，可以通過由處理器20和/或166執(zhí)行的存儲在存儲器22中的程序自動地對準基準標記物。用戶接口 170 中的處理器20(圖1)然后執(zhí)行扭曲或變形算法以使用經(jīng)對準的基準標記物使AC圖模板中的線圈的形狀符合MR圖像中的患者的形狀。在另一實施例中，處理器20執(zhí)行邊緣檢測算法，以在MR圖像中識別患者的輪廓， 并將AC圖模板中的線圈的內(nèi)部表面與所識別的輪廓對準。經(jīng)變形的模板被插入到根據(jù)在患者的MR掃描期間所采集的MR數(shù)據(jù)生成的MR衰
10減圖，以生成細化的衰減圖，然后將該細化的衰減圖用于重建可以用在其他應(yīng)用中的經(jīng)衰減校正的核圖像。例如，治療規(guī)劃站180可以使用經(jīng)衰減校正的PET圖像來規(guī)劃治療會話。 一旦所規(guī)劃的滿足了操作人員的要求，在適用于自動化程序時，可以將所規(guī)劃的治療傳送給實施所規(guī)劃的會話的治療裝置182。其他站可以在各種其他規(guī)劃過程中使用經(jīng)衰減校正的PET圖像。在另一實施例中，在視口 17 中顯示的疊加是可調(diào)節(jié)的，從而相對于MR圖像對AC 圖模板進行加權(quán)，或者反之亦然。例如，可以調(diào)整滑動條或旋鈕(未示出)以改變MR圖像或AC圖模板的權(quán)重，該滑動條或旋鈕可以是機械的或者在顯示器168上呈現(xiàn)并利用輸入裝置操縱的。在一個范例中，操作人員能夠?qū)⒁暱?17 中的圖像從純MR圖像數(shù)據(jù)(在視口 1722中所示的)通過MR和AC圖模板圖像數(shù)據(jù)的多種和/或連續(xù)組合調(diào)整到純AC圖模板圖像數(shù)據(jù)(在視口 17 中所示的)。例如，MR圖像數(shù)據(jù)與AC圖模板圖像數(shù)據(jù)的比率可以被離散地或者連續(xù)地從0 1調(diào)整至1 0。作為另一選項，MR圖像能夠以灰階顯示，而 AC圖模板圖像可以是被著色的，或者反之亦然。MR圖像中的基準標記物幫助將AC圖模板圖像與受檢者關(guān)聯(lián)。例如，在MR桌臺和線圈位于核探測器(例如，PET或SPECT)的視場中的混合型成像系統(tǒng)中可以使用所描述的系統(tǒng)和方法。模板被存儲在模板庫46(圖1)中，在一個實施例中，模板存儲在便攜式數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)或存儲器(例如，CD、閃存驅(qū)動、記憶棒、存儲卡或其他合適的便攜式存儲介質(zhì)。然后將所存儲的庫提供給購買者或操作人員，以用于校正核圖像中的衰減。在另一實施例中，模板庫存儲在服務(wù)器處的存儲器上并且可以由用戶或購買者下載至客戶端存儲器(例如，中央存儲器156)，以用于校正核圖像中的衰減。一旦用戶已經(jīng)將模板庫下載和/或安裝到中央存儲器156，所述庫能夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)訪問以便于如本文所描述的最終的AC圖生成、衰減校正等。例如，操作人員能夠使用用戶接口 170輸入線圈識別碼，并且處理器20從中央存儲器156檢索對應(yīng)的線圈模板，然后，如本文所述，使用該模板以生成在重建核圖像時用于衰減校正的最終的AC圖。根據(jù)這一范例，多個工作站或者用戶接口能夠根據(jù)特定患者或者成像會話的需要訪問模板數(shù)據(jù)庫，其中所述成像會話采用其模板在庫中提供的線圈。在另一實施例中，通過下載，和/或通過購買具有已經(jīng)預(yù)生成并存儲在庫中的模板的一個或多個線圈，為用戶提供作為用于現(xiàn)有或先前購買的掃描器和/或成像裝置的更新包的模板庫。圖8圖示了一種方法，其從模板庫檢索線圈的AC圖模板，并增強在重建核圖像時用于衰減校正的AC圖。在200處，接收線圈識別信息作為輸入。線圈識別信息可以是線圈識別碼，其中每個線圈具有唯一的識別碼(數(shù)值、字母、文字等等)，由用戶輸入識別碼以識別需要模板的線圈。在另一范例中，由用戶通過在用戶接口上選擇線圈的圖標或圖片(例如，使用鼠標、鍵盤、方向箭頭、觸針等)輸入線圈識別信息。在202處，一旦接收到線圈識別信息，從模板庫檢索針對所識別的線圈的模板。在204處，使線圈模板變形以符合患者輪廓(例如，使用基準標記物技術(shù)或者分別關(guān)于圖5和6描述的邊緣檢測技術(shù))。在206處， 將經(jīng)調(diào)整的AC圖模板插入到患者AC圖中，以生成最終的AC圖。在208處，在將核掃描數(shù)據(jù)重建為核圖像(例如，PET或者SPECT)期間使用最終的AC圖執(zhí)行衰減校正。
已經(jīng)參考若干實施例描述了本發(fā)明。他人通過閱讀和理解前述詳細說明的基礎(chǔ)上，可以做出各種修改和變型。意圖將本發(fā)明解釋為包含所有此類修改和變型，只要它們落在權(quán)利要求書或與其等價的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生成衰減校正(AC)圖模板(70)以校正核圖像(34)中由核掃描期間核掃描器視場中的附件m引起的衰減的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理器(20)，所述處理器根據(jù)在對附件(7 的核掃描期間采集的發(fā)射數(shù)據(jù)0 生成所述附件(72)的AC圖模板(70)；將所述AC圖模板(70)存儲到存儲器0 ；以及針對多個不同附件中的每個迭代地生成唯一的AC圖模板(70)，所述模板(70)被存儲在所述存儲器0 的模板庫G6)中，以供操作人員調(diào)用和使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述附件(72)包括MR線圈，并且所述系統(tǒng)還包括MR成像裝置(12)，其利用定位在所述MR成像裝置(12)的視場中的所述MR線圈對患者成像；其中，所述處理器00) 將所存儲的AC圖模板(70)載入到庫06)中； 從所述庫G6)中檢索針對選擇的MR線圈的AC圖模板(70)； 將所述AC圖模板(70)插入到基于MR的AC圖中以生成最終的AC圖； 校正所述患者的核圖像數(shù)據(jù)中由所述MR線圈(72)引起的衰減，其中在對所述患者的掃描期間所述MR線圈(72)出現(xiàn)在所述核掃描器(14)的視場中；以及將經(jīng)衰減校正的核圖像數(shù)據(jù)重建為圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器00)調(diào)整所述AC圖模板(70)以符合所述患者的輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，由所述處理器00)執(zhí)行并且由所述存儲器02) 存儲用于執(zhí)行識別所述患者的所述輪廓的邊緣檢測技術(shù)的計算機可執(zhí)行指令集，并且其中，所述處理器OO)調(diào)整所述AC圖模板(70)的形狀以符合所述輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括基準標記物(74)，其被附接到所述MR線圈，在所述AC圖模板(70)中識別所述基準標記物的位置；其中，重建在所述MR掃描期間采集的MR數(shù)據(jù)以生成MR患者圖像(76)，在所述MR患者圖像中，所述基準標記物(74)是可見的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述核掃描器(14)是正電子發(fā)射斷層攝影 (PET)掃描器和單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)掃描器中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射源(16)是鍺-68(Ge-68)點源和銫-137(Cs-137)點源中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述附件(72)是MR線圈，并且其中，所述處理器 (22)確定針對所述線圈的至少一個線性衰減系數(shù)(LAC)值，并使用所述至少一個LAC值生成針對所述線圈的AC圖模板(70)。
9.一種生成針對磁共振(MR)線圈的衰減校正(AC)圖模板的方法，包括 將多個基準標記物(74)附接至MR線圈(72)；采集所述MR線圈(72)和基準標記物(74)的掃描數(shù)據(jù)；利用所述基準標記物(74)生成所述MR線圈(72)的AC圖模板(70)；存儲所述AC圖模板(70)；以及針對多個不同附件(72)中的每個迭代地生成唯一的AC圖模板(70)，所述AC圖模板 (70)被存儲在存儲器02)的模板庫06)中，以供操作人員調(diào)用和使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括 將所述MR線圈(72)定位在患者周圍；采集所述患者和所述線圈(72)的MR掃描數(shù)據(jù)； 將所述MR掃描數(shù)據(jù)重建成MR患者圖像(76)；將所述AC圖模板插入到所述患者的基于MR的AC圖中以生成最終的AC圖；以及采用所述最終的AC圖校正所述患者的核圖像中由所述MR線圈(7 引起的衰減。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述MR線圈(72)是柔性MR線圈，并且所述方法還包括將所述AC圖模板(70)中的所述基準標記物配準到所述MR患者圖像(76)中的所述基準標記物，以使所述AC圖模板(70)符合所述MR患者圖像(76)中的身體輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使用CT掃描器(18)采集所述MR線圈(72)的掃描數(shù)據(jù)；并且所述方法還包括分割所述MR線圈(72)的CT圖像；利用具有發(fā)射源(16)的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器(14)采集所述MR線圈(72) 的掃描數(shù)據(jù)；生成發(fā)射圖像的全局直方圖；以及將直方圖值適配到經(jīng)分割的CT圖像以生成所述AC圖模板(70)。
13.一種計算機可讀介質(zhì)，其載有用于控制處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法的軟件。
14.一種生成經(jīng)衰減校正的核圖像的方法，包括 將選擇的MR線圈(72)定位在患者周圍；采集所述患者和所述線圈(72)的MR掃描數(shù)據(jù)；將所述MR掃描數(shù)據(jù)重建為MR患者圖像(76)；從庫G6)中檢索與所述選擇的MR線圈對應(yīng)的AC圖模板(70)；生成患者特異性衰減校正(AC)圖；組合所述AC圖模板和所述患者特異性AC圖以生成最終的AC圖； 采集所述患者的和所述選擇的MR線圈的核掃描數(shù)據(jù)； 使用所述最終的AC圖校正所述核掃描數(shù)據(jù)中的衰減；以及將經(jīng)衰減校正的核掃描數(shù)據(jù)重建為核圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括使用CT掃描器(18)采集所述MR線圈(72)的掃描數(shù)據(jù)； 分割所述MR線圈(72)的CT圖像；使用具有發(fā)射源(16)的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器(14)采集所述MR線圈(72) 的掃描數(shù)據(jù)；生成發(fā)射數(shù)據(jù)值的直方圖；以及將直方圖值適配到經(jīng)分割的CT圖像以生成所述AC圖模板(70)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括根據(jù)所述直方圖的分布確定平均線性衰減系數(shù)(LAC)值；以及將所述平均LAC值分配到所述MR線圈以生成所述AC圖模板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括執(zhí)行識別所述患者的輪廓的邊緣檢測技術(shù)， 以及調(diào)整所述AC圖模板(70)的形狀以符合所述輪廓。
18.—種成像系統(tǒng)，其包括被編程為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法的一個或多個處理器。
19.一種衰減校正(AC)圖模板(70)的庫(46)，其存儲在存儲器02、156)中，所述庫包括針對多個磁共振(MR)線圈(72)中的每個的至少一個預(yù)生成的AC圖模板(70)；其中，一旦輸入識別需要模板的MR線圈(72)的線圈識別碼，則從所述庫中檢索所述至少一個AC圖模板(70)；并且其中，根據(jù)在對所述多個線圈中的每個MR線圈(72)的核掃描期間采集的發(fā)射數(shù)據(jù)生成所述至少一個AC圖模板。
20.—種調(diào)整用于校正核掃描數(shù)據(jù)中的衰減的患者衰減校正(AC)圖的方法，包括接收線圈識別信息，該信息識別需要AC圖模板(70)的線圈(72)；從存儲在存儲器02、156)中的模板庫06)檢索所識別的AC圖模板(70)；調(diào)節(jié)所述AC圖模板(70)以符合患者圖像中患者的輪廓；將經(jīng)調(diào)節(jié)的AC圖模板插入到患者特異性衰減校正(AC)圖以生成最終的AC圖；以及當(dāng)重建患者的核掃描數(shù)據(jù)時校正衰減以生成所述患者的經(jīng)衰減校正的核圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，使用基準標記物技術(shù)執(zhí)行調(diào)節(jié)所述AC圖模板 (70)以符合患者圖像的輪廓。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，使用邊緣檢測技術(shù)執(zhí)行調(diào)節(jié)所述AC圖模板 (70)以符合患者圖像的輪廓。
全文摘要
利用組合的患者特異性衰減校正(AC)圖和針對在核和磁共振(MR)掃描程序兩者中都出現(xiàn)的MR線圈(72)的AC圖模板(70)，對由諸如組合式正電子發(fā)射斷層攝影(PET)/MR掃描器(12、14)的多模態(tài)成像裝置生成的核圖像數(shù)據(jù)進行衰減校正。模板庫(46)包含針對多個MR線圈和其他附件中的每個的模板。以兩種方式之一生成每個模板。利用發(fā)射源16(例如，鍺-68或者銫-137)在PET掃描器14內(nèi)對線圈成像。使用已知的算法重建發(fā)射圖像48并可以直接將其用作AC模板。或者，可以通過創(chuàng)建發(fā)射圖像的全局直方圖以及識別線圈或其他附件的部分來生成模板。根據(jù)直方圖的分布確定平均線性衰減系數(shù)(LAC)值。使用高分辨率的CT掃描對線圈或其他附件成像，并且分割CT圖像并為其分配根據(jù)直方圖的分布確定的所計算的LAC值，以創(chuàng)建線圈的AC圖模板。
文檔編號G01T1/164GK102334044SQ201080009365
公開日2012年1月25日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者C·通, D·帕爾, J·卡斯特, T·郭, Z·胡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司