專利名稱：放射性核素成像中散射事件的最佳能量開窗的制作方法
放射性核素成像中散射事件的最佳能量開窗下文涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域、放射性核素成像領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域。在諸如正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)等放射性核素成像中，由鄰近的輻射探測器監(jiān)測注入或以其他方式包括含放射性核素的藥劑的受檢者，以探測受檢者體內(nèi)放射性核素分布所發(fā)射的輻射?；谳椛涮綔y事件的空間分布來估計(jì)受檢者體內(nèi)的放射性核素分布。在PET中，放射性核素發(fā)射正電子，正電子在正電子-電子湮滅事件中迅速湮滅，每次湮滅事件都發(fā)射兩束反向的51 IkeV的伽馬(ga_a)射線——因此，在PET中，探測兩個(gè)基本同時(shí)的511keV的粒子限定了連接511keV粒子探測事件的“響應(yīng)線”。在飛行時(shí)間PET中，使用兩個(gè)基本同時(shí)的511keV探測事件之間的小時(shí)間間隔(或沒有間隔)來沿著響
應(yīng)線進(jìn)一步定位正電子。在SPECT中，放射性核素發(fā)射單個(gè)輻射粒子，并由設(shè)置于輻射探測器面上的輻射準(zhǔn)直器限定“響應(yīng)線”或窄角“響應(yīng)錐”或“響應(yīng)平面”。在生物受檢者或其他輻射敏感受檢者的放射性核素成像中，優(yōu)選或必須使所施予或注入的放射性核素量保持低值。結(jié)果，輻射探測事件的頻率低，并且使用蓋革(Geiger)探測模式，其中，對個(gè)體輻射探測事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。另一結(jié)果是，由于背景輻射、散射或假探測事件的其他源造成的噪聲應(yīng)當(dāng)予以高度關(guān)注?？梢酝ㄟ^使用能量開窗，而對于PET而言，通過時(shí)間開窗，來過濾這些虛假探測事件。例如,在PET中，感興趣粒子是511 keV的伽馬粒子，因此可以濾除與能量距511 keV很遠(yuǎn)的粒子對應(yīng)的探測事件。對于PET而言，對兩個(gè)基本同時(shí)的511 keV探測事件的期望提供了第二基于時(shí)間的過濾器。能量開窗對于濾除散射輻射而言效果相對較差，因?yàn)橛缮⑸涫录?dǎo)致的能量變化可能很小。用于濾除散射事件的最佳能量窗口取決于散射誘發(fā)的能量變化的分布，這可能是受檢者特異性的。已知基于所探測的輻射事件選擇受檢者特異性固定能量窗口。例如，參見Wells等人,“Optimal Energy Window Selection for Scintigraphy & Emission ComputedTomography，，，IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record(2005)。Wells 方法的精確度和可靠性受到針對注射了低劑量放射性核素的受檢者的低輻射事件計(jì)數(shù)的約束。如果所選擇的能量窗口對于成像應(yīng)用或受檢者而言不是最佳的，那么圖像重建所接受和使用的輻射探測事件也不是最佳的，導(dǎo)致重建圖像也不是最佳的。下文提供了新的經(jīng)改進(jìn)的設(shè)備和方法，其克服了上述問題和其他問題。根據(jù)一個(gè)公開的方面，一種成像系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)的裝置(means)，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)是由放射性核素成像設(shè)備從受檢者采集的；用于關(guān)于所存儲(chǔ)的量化(quantitative)輻射探測事件能量值對所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集的裝置；以及用于重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像的裝置。根據(jù)另一公開的方面，一種方法包括存儲(chǔ)包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)是通過對受檢者進(jìn)行放射性核素成像來采集的；關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值對所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像。根據(jù)另一公開的方面，一種方法包括使用第一和不同的第二能量窗口，關(guān)于量化輻射探測事件能量值，對通過對受檢者進(jìn)行放射性核素成像而采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，以生成相應(yīng)的第一和第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及重建所述第一和第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的相應(yīng)的第一和第二重建圖像。根據(jù)另一公開的方面，一種方法包括基于不包括放射性核素成像數(shù)據(jù)或受檢者的放射性核素圖像的信息生成用于對放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾的受檢者特異性能量窗口 ；使用所生成的受檢者特異性過濾器，關(guān)于量化輻射探測事件能量值，對通過對受檢者進(jìn)行放射性核素成像而采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，以生成經(jīng)過濾的放射性核素
成像數(shù)據(jù)集；以及重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像。根據(jù)另一公開的方面，一種系統(tǒng)包括被配置成執(zhí)行前三段任一段中所述的方法的存儲(chǔ)介質(zhì)和數(shù)字處理器。根據(jù)另一公開的方面，一種存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)指令，可以由數(shù)字處理器執(zhí)行所述指令以執(zhí)行前三段任一段中所述的方法?！獋€(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其中回顧地(retrospectively)執(zhí)行散射校正的放射性核素成像。另一優(yōu)點(diǎn)在于其中使用針對特定應(yīng)用優(yōu)化的能量窗口執(zhí)行散射校正的放射性核素成像。另一優(yōu)點(diǎn)在于其中使用針對不同應(yīng)用優(yōu)化的不同能量窗口回顧地執(zhí)行散射校正的放射性核素成像。在閱讀并理解以下詳細(xì)說明之后，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，更多優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。圖I圖解示出了具有散射校正的放射性核素成像系統(tǒng)。圖2圖解示出了兩個(gè)例示性能量窗口。圖3-4圖解示出了由圖I的系統(tǒng)適當(dāng)執(zhí)行的成像數(shù)據(jù)處理流程圖。參考

圖1，放射性核素成像系統(tǒng)包括放射性核素成像設(shè)備10，在圖I的例示性實(shí)施例中，放射性核素成像設(shè)備10是用于采集PET成像數(shù)據(jù)的例示性正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器10?；蛘?，可以提供另一種放射性核素成像設(shè)備，諸如用于采集單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)成像數(shù)據(jù)的伽馬攝像機(jī)。例如，可以由計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)/PET成像掃描器(例如，可從Koninkli jke Philips Electronics N. V. (Eindhoven,荷蘭)獲得的Gemini CT/PET系統(tǒng))的PET成像部件，或由獨(dú)立的PET掃描器適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)圖示的PET掃描器 10。例如，可以由從 Koninkli jke Philips Electronics N. V.(荷蘭 Eindhoven)可獲得的BrightView 、Precedence 或SKYLight SPECT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用于SPECT成像的伽馬攝像機(jī)，其任選地還可以包括集成的CT能力。這些僅僅是例示性范例，也可以想到放射性核素成像設(shè)備10的其他實(shí)施例。向放射性核素成像設(shè)備10的成像區(qū)域11內(nèi)裝載成像受檢者，諸如人類成像受檢者、動(dòng)物成像受檢者或無生命的成像受檢者。為成像受檢者注入放射性核素，放射性核素以特征能量或高于特征能量譜來發(fā)射福射。為了對諸如人或動(dòng)物的生物受檢者成像，典型方式是通過例如靜脈注射、口服或通過另一進(jìn)入路徑對受檢者施予包含放射性核素的放射性藥劑。在放射性核素以特征能量或高于特征能量譜發(fā)射輻射時(shí)，放射性核素成像設(shè)備10探測輻射事件，以便采集放射性核素成像數(shù)據(jù)。所采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)提供了關(guān)于受檢者體內(nèi)放射性核素的分布的信息。例如，如果放射性核素由設(shè)計(jì)成在感興趣器官中積聚的放射性藥劑承載，那么所采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)提供關(guān)于感興趣器官的信息。放射性核素成像還可以用于其他目的，例如表征代謝過程(例如，功能性成像)，以識(shí)別組織壞死區(qū)域等。放射性核素成像設(shè)備10采集包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在放射性核素成像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12中。在一些實(shí)施例中，以列表模式在存儲(chǔ)器12中存儲(chǔ)所采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)，所述列表模式包括每次輻射探測事件的時(shí)間、能量和位置信息。對于PET成像數(shù)據(jù)，列表模式存儲(chǔ)例如能夠采取如下形式〈時(shí)間
1，能量1，位置1，時(shí)間2，能量2，位置2>，其中，時(shí)間I、能量I和位置I表示第一伽馬射線探測事件的時(shí)間、能量和位置，而時(shí)間2、能量2和位置2表示基本同時(shí)發(fā)生的一對伽馬射線探測事件的第二伽馬射線探測事件的時(shí)間、能量和位置。對于PET數(shù)據(jù)，使用511 keV附近的符合時(shí)間開窗和任選的初始能量開窗來識(shí)別候選的基本同時(shí)發(fā)生的成對的伽馬射線探測事件。存儲(chǔ)時(shí)間I和時(shí)間2兩者使得能夠在圖像重建期間進(jìn)行飛行時(shí)間(TOF)處理，從而沿著連接基本同時(shí)發(fā)生的一對伽馬射線探測事件的響應(yīng)線(LOR)來進(jìn)一步定位電子-正電子湮滅事件。如果不使用TOF處理，那么，任選地可以針對基本同時(shí)發(fā)生的一對伽馬射線探測事件的兩個(gè)事件存儲(chǔ)單一時(shí)間。對于SPECT成像數(shù)據(jù)，列表模式存儲(chǔ)例如能夠采取如下形式〈時(shí)間，能量，位置〉，其中，時(shí)間、能量和位置表示單個(gè)輻射探測事件的時(shí)間、能量和位置。任選地，可以使用初始寬度的能量窗口來識(shí)別能量接近在放射性核素成像中所使用的放射性核素發(fā)射能量的候選射線探測事件。對于SPECT，基于與輻射探測器一起安裝的輻射準(zhǔn)直器所提供的準(zhǔn)直來限定 L0R。盡管包括時(shí)間、能量和位置信息的列表模式數(shù)據(jù)是有利的，但也想到了省去對時(shí)間信息的存儲(chǔ)。任選的初始能量開窗，如果使用的話，優(yōu)選采用相對寬的能量窗口，其被設(shè)計(jì)成接受與在放射性核素成像中所使用的放射性核素的發(fā)射能量對應(yīng)的大部分或全部輻射探測事件以及一些無關(guān)的或噪聲輻射探測事件。由數(shù)據(jù)過濾模塊14關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值對所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以便生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集，所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中。能量過濾的一個(gè)目的是去除與受檢者誘發(fā)的輻射散射對應(yīng)的輻射探測事件。即使散射輻射可能由放射性核素生成，但散射導(dǎo)致輻射粒子的軌跡改變，這繼而影響用于成像目的的散射輻射粒子探測事件的值。經(jīng)歷過非彈性或部分彈性散射的放射性核素發(fā)射改變了其能量，從而能夠被探測到并通過適當(dāng)?shù)哪芰窟^濾來濾除。然而，如本文所公開的，為能量過濾選取最佳能量窗口取決于各種因素，包括受檢者的幾何結(jié)構(gòu)、重建的放射性核素圖像的目的等。因此，優(yōu)選不為此目的使用采集期間執(zhí)行的任選預(yù)期式能量開窗，而相反，使用由數(shù)據(jù)過濾模塊14執(zhí)行的回顧式能量過濾來解決受檢者誘發(fā)的輻射散射。繼續(xù)參考圖I并簡要參考圖2，能量窗口選擇模塊20選擇用于由數(shù)據(jù)過濾模塊14執(zhí)行的回顧式能量過濾的能量窗口。如本文所使用的，術(shù)語“能量窗口 ”意在寬泛地涵蓋各變體，諸如使用多能量窗口(未示出，但適用于例如多放射性核素成像)，以及使用在能量周邊處對放射性核素成像數(shù)據(jù)加權(quán)的非陡峭或“羽化”窗口邊緣。圖2圖示了這一后者的變化。圖2的頂部示了具有陡峭邊緣的能量窗口，其中，接受或保留能量位于窗口內(nèi)的事件，并拒絕或?yàn)V除能量在窗口外的事件。圖2的底部示了具有非陡峭或羽化窗口邊緣的能量窗口。這種能量窗口限定了由底部圖的坐標(biāo)指示的事件權(quán)重。為能量良好地位于窗口內(nèi)的事件分配單位或“ I”的權(quán)重值，因此完全保留下來。能量良好地位于窗口外的事件被分配零或“0”的權(quán)重值，因此被完全拒絕或?yàn)V除。能量位于非陡峭或羽化窗口邊緣的過渡區(qū)域中的事件被分配0和I之間的權(quán)重，因此被保留但被加權(quán)，對重建圖像貢獻(xiàn)較少。盡管圖2的底部示出了線性的非陡峭窗口邊緣，但也想到了其他過渡，例如拋物線、指數(shù)或其他形狀的窗口邊緣。繼續(xù)參考圖1，能量窗口選擇模塊20選擇用于由數(shù)據(jù)過濾模塊14執(zhí)行的回顧式能量過濾的能量窗口?？梢詾槟芰看翱诘倪x擇使用各種標(biāo)準(zhǔn)。例如，可以基于受檢者的幾何
尺度(例如，高度、腰圍、體重)的大小選擇能量窗口。可以由放射科醫(yī)師或其他用戶經(jīng)由諸如圖示的計(jì)算機(jī)的用戶接口 22輸入關(guān)于受檢者的這種信息，或者可以基于非放射性核素圖像，諸如由例示性磁共振(MR)掃描器24生成并存儲(chǔ)在MR圖像存儲(chǔ)器26中的受檢者的圖像，來確定這種信息。還可以使用其他成像模態(tài)(modality)來生成圖像，從該圖像獲得受檢者的幾何結(jié)構(gòu)信息。例如，可以使用計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像。在一些實(shí)施例中，放射性核素成像設(shè)備10是混合式系統(tǒng)，包括諸如PET或SPECT的放射性核素成像模態(tài)連同CT成像模態(tài)，其使得獲得受檢者的CT圖像供能量窗口選擇模塊20使用有利地方便起來。在另一種方式中，一開始在不應(yīng)用數(shù)據(jù)過濾模塊14的情況下重建在存儲(chǔ)器12中存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)，以生成受檢者的粗略圖像，從其導(dǎo)出受檢者的幾何結(jié)構(gòu)信息。能量窗口選擇模塊20在選擇用于回顧式能量過濾的能量窗口時(shí)適于使用的其他標(biāo)準(zhǔn)包括重建圖像的目的。例如，相對較大的能量窗口保留更多的放射性核素成像數(shù)據(jù)，其通常導(dǎo)致審美上更令人舒適的圖像，即在視覺認(rèn)知時(shí)圖像質(zhì)量更高的圖像。另一方面，相對較小的能量窗口拒絕更多放射性核素成像數(shù)據(jù)，但在過濾之后保留更好地匹配放射性核素發(fā)射的特征能量或能量譜的放射性核素成像數(shù)據(jù)，并且包含更少的噪聲，從而具有增強(qiáng)的量化精確度，并且可能更適于量化圖像分析。有利地，由于數(shù)據(jù)過濾模塊14基于所選擇的能量窗口執(zhí)行回顧式能量過濾，也可能并想到了利用不同能量窗口重建圖像，例如，以產(chǎn)生圖像質(zhì)量增強(qiáng)的圖像供人觀看，而另一幅圖像具有增強(qiáng)的量化精確度，供量化分析。數(shù)據(jù)過濾模塊14至少關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值執(zhí)行數(shù)據(jù)過濾以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)集被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中。任選地，數(shù)據(jù)過濾模塊14關(guān)于一個(gè)或多個(gè)其他參數(shù)執(zhí)行數(shù)據(jù)過濾。例如，可以基于位置信息執(zhí)行回顧式數(shù)據(jù)過濾，例如，以去除由有噪聲的輻射探測器采集的有問題的成像數(shù)據(jù)。作為另一范例，可以基于采集時(shí)間執(zhí)行回顧式數(shù)據(jù)過濾，例如以去除受到外部噪聲源導(dǎo)致的所識(shí)別噪聲尖峰影響的時(shí)段期間的成像數(shù)據(jù)。重建模塊30重建由數(shù)據(jù)過濾模塊14過濾并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成重建圖像，所述重建圖像被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32中。重建模塊30可以使用與放射性核素成像數(shù)據(jù)適合的任何適當(dāng)?shù)膱D像重建算法。一些適當(dāng)?shù)膱D像重建算法包括濾波反向投影、迭代反向投影等。任選地，圖像重建算法包括基于例如由CT圖像或另一來源提供的衰減圖對輻射衰減進(jìn)行圖像校正。圖像融合和格式化模塊34對圖像進(jìn)行格式化，以在用戶接口 22上觀看或可視化。任選地，圖像融合和格式化模塊34通過融合兩幅或更多幅圖像來生成合成圖像。例如，可以將PET圖像與由MR掃描器24生成的MR圖像融合，或者可以融合使用不同能量窗口重建的兩幅PET圖像。圖像融合能夠使用各種圖像組合范式，諸如以灰度級(jí)顯示一幅圖像，以及使用另一幅圖像對灰度級(jí)圖像進(jìn)行色彩編碼。數(shù)據(jù)過濾模塊14使用能量窗口選擇模塊20所選擇的能量窗口而提供的回顧式能量過濾提供了顯著靈活性。原始數(shù)據(jù)(任選地，由粗略預(yù)期式能量過濾進(jìn)行處理)作為列表模式數(shù)據(jù)或以另一種數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，所述另一種數(shù)據(jù)格式包括量化輻射探測事件能量值。結(jié)果，可以選擇以及應(yīng)用不同能量窗口來評估在所得到的重建圖像上能量開窗的效果。在附加或備選方式中，可以通過使用一開始重建的放射性核素圖像作為能量窗口選擇模塊20的輸入，任選迭代地細(xì)化能量窗口(圖I中用將重建圖像存儲(chǔ)器32連接到能量窗口選擇模塊20的虛線圖解指示)。下文給出一些例示性應(yīng)用的范例。繼續(xù)參考圖I并進(jìn)一步參考圖3，描述了基于受檢者的幾何尺度(高度、腰圍、體重等)的大小選擇能量窗口的例示性范例。在這一例示性范例中，能量窗口選擇模塊20從MR圖像存儲(chǔ)器26檢索受檢者的MR圖像。在操作40中，從MR圖像確定受檢者特性。受檢者特性應(yīng)當(dāng)能夠證明受檢者誘發(fā)的輻射散射。例如，人類受檢者的腰圍影響到放射性核素所發(fā)射的輻射粒子為到達(dá)放射性核素成像設(shè)備10的輻射探測器而穿過的生物組織的距離。于是，更大的腰圍預(yù)計(jì)會(huì)與統(tǒng)計(jì)學(xué)上增多的受檢者誘發(fā)的輻射散射相關(guān)，而更小的腰圍預(yù)計(jì)與統(tǒng)計(jì)學(xué)上減少的受檢者誘發(fā)的輻射散射相關(guān)。在操作42中，基于受檢者的特性估計(jì)受檢者誘發(fā)的輻射散射的量。操作42可以基于憑經(jīng)驗(yàn)生成的查找表或使受檢者誘發(fā)的輻射散射與受檢者特性相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系。如果受檢者誘發(fā)的輻射散射的量小，那么在受檢者體內(nèi)注入的放射性核素所發(fā)射的大部分輻射將無散射地到達(dá)輻射探測器。在這種情況下，可以選擇相對較小的能量窗口，這將保留大部分放射性核素成像數(shù)據(jù)。另一方面，如果受檢者誘發(fā)的輻射散射的量大，那么可以預(yù)計(jì)，在到達(dá)輻射探測器之前，在受檢者體內(nèi)注入的放射性核素所發(fā)射的輻射粒子的相當(dāng)部分會(huì)經(jīng)歷散射事件。在這種情況下，適當(dāng)選擇相對較大的能量窗口以保留更多的放射性核素成像數(shù)據(jù)，要權(quán)衡的是一些保留的放射性核素成像數(shù)據(jù)可能是因?yàn)樯⑸漭椛渖傻模湓谥亟▓D像中引入一些誤差。于是，通常有利的是響應(yīng)于評估相對較高的受檢者誘發(fā)的輻射散射選擇相對較大的能量窗口，以及響應(yīng)于評估相對較低的受檢者誘發(fā)的輻射散射選擇相對較小的能量窗口。在一些實(shí)施例中，選擇能量窗口以使噪聲-等價(jià)計(jì)數(shù)率或密度最大化，這有效地維持保留所采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)的顯著部分和由于受檢者誘發(fā)的散射而拒絕噪聲的顯著大部分之間的平衡。在操作44中，基于受檢者誘發(fā)的輻射散射的估計(jì)量計(jì)算能量窗口。數(shù)據(jù)過濾模塊14使用這一能量窗口對存儲(chǔ)器12中存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以生成存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中的經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行重建以形成參考圖I所描述的重建圖像。繼續(xù)參考圖I并進(jìn)一步參考圖4，圖示了使用回顧式能量開窗以生成針對不同目的優(yōu)化的不同圖像的例示性范例。在第一圖像重建序列中，能量窗口選擇模塊20執(zhí)行選擇操作50以選擇提供增強(qiáng)圖像質(zhì)量的相對較大的能量窗口。數(shù)據(jù)過濾模塊14使用操作50中所選擇的相對較大的能量窗口執(zhí)行過濾操作52，以生成第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集54，重建模塊30在圖像重建操作56中重建所述第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集54以生成具有增強(qiáng)圖像質(zhì)量的重建圖像58。以類似的方式，在第二圖像重建序列中，能量窗口選擇模塊20執(zhí)行選擇操作60以選擇提供增強(qiáng)量化精確度的相對較小的能量窗口。數(shù)據(jù)過濾模塊14使用在操作60中所選擇的相對較小的能量窗口執(zhí)行過濾操作62，以生成第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集64，重建模塊30在圖像重建操作66中重建所述第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集64以生成具有增強(qiáng)量化精確度的重建圖像68。在由圖像融合和格式化模塊34執(zhí)行的操作70中任選地融合兩幅圖像58、68，以生成融合圖像，在顯示操作72中在用戶接口 22上顯示所述融合圖像。圖像融合能夠采用任何適當(dāng)?shù)膱D像融合范式。在一種方式中，將圖像質(zhì)量增強(qiáng)的重建圖像58顯示為灰度級(jí)圖
像，基于量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68的強(qiáng)度值對灰度級(jí)圖像進(jìn)行色彩編碼。在另一種方式中，利用量化圖像處理算法處理量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68以生成經(jīng)處理的圖像，為量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68的灰度級(jí)顯示提供色彩編碼。例如，可以使用量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUV)圖，并且色彩編碼可能需要在灰度級(jí)圖像上疊加iso-SUV曲線。除了采用圖像融合之外，可以并排或沿另一種取向顯示兩個(gè)重建圖像58、68。可以通過其他方式使用量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68。例如，在一些實(shí)施例中，使用量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68計(jì)算量化分析值。因此能夠與圖像質(zhì)量增強(qiáng)的重建圖像58—起顯示從與圖像58并排(或下方或上方)顯示的量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68計(jì)算的量化分析值。還想到了在不同的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)不同的重建圖像58、68。例如，可以在醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)圖像質(zhì)量增強(qiáng)的重建圖像58，而在放射醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)(RIS)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)量化精確度增強(qiáng)的圖像68。或者，圖片存檔及通信系統(tǒng)(PACS)能夠存儲(chǔ)圖像58、68兩者，根據(jù)查詢來源由PACS查詢來檢索圖像。于是，例如，來自HIS數(shù)據(jù)庫的查詢適當(dāng)?shù)貦z索圖像質(zhì)量增強(qiáng)的重建圖像58 ;而來自RIS數(shù)據(jù)庫的查詢適當(dāng)?shù)貦z索量化精確度增強(qiáng)的重建圖像68?？梢酝ㄟ^其他方式使用所公開的回顧式能量開窗。例如，在另一種方式中，可以使用不同位置和/或?qū)挾鹊囊唤M不同能量窗口生成獨(dú)立重建并在用戶接口 22上一起顯示的對應(yīng)的經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集。因此用戶能夠選擇和保留用戶認(rèn)為具有最佳圖像質(zhì)量的一幅或多幅重建圖像。因?yàn)榇鎯?chǔ)器12中有列表模式的數(shù)據(jù)，所以可以無需采集額外的成像數(shù)據(jù)來完成這一操作。另一范例涉及多放射性核素成像，其中，兩種放射性核素的特征能量或特征能量譜在能量上接近或具有交疊的能量譜。在這種情況下，可以通過使用若干候選能量窗口對，針對每個(gè)候選者重建圖像，以及人工地或基于適當(dāng)?shù)牧炕瘶?biāo)準(zhǔn)，諸如使圖像互相關(guān)最小化，選擇最好的圖像，來調(diào)節(jié)兩種放射性核素的能量窗口。更一般地，可以基于要使用的圖像的規(guī)程來選擇能量窗口。于是，可以使用不同的能量窗口重建用于顯示的圖像與用于量化分析的圖像(例如，圖4);但額外地可使用不同的能量窗口來重建用于不同類型的量化分析，或用于不同的顯示或呈現(xiàn)等的圖像。在圖I中，圖解示出了各種處理部件14、20、30、34?？梢詫⑦@些各種處理部件14、20、30、34多樣地實(shí)現(xiàn)為一種或多種數(shù)字處理器，所述一種或多種數(shù)字處理器被適當(dāng)?shù)鼐幊炭刂埔詧?zhí)行處理部件14、20、30、34的功能。還想到了一種或多種處理部件，包括一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)部件。例如，重建模塊30可以包括執(zhí)行圖像重建算法的一部分或全部的專用ASIC圖像重建處理流水線。在圖I中，圖解示出了各種存儲(chǔ)器部件12、16、26、32?？梢杂梢环N或多種存儲(chǔ)設(shè)備多樣化地實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ)部件12、16、26、32，例如，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器的一種或多種磁存儲(chǔ)介質(zhì)、諸如光盤驅(qū)動(dòng)器的一種或多種光存儲(chǔ)介質(zhì)、諸如閃速存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等一種或多種電子存儲(chǔ)介質(zhì)，或其各種組合。更進(jìn)一步地，可以由存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)所公開的技術(shù)，可以由數(shù)字處理器執(zhí)行所述指令以執(zhí)行所公開方法的實(shí)施例。存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以包括諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器的一種或多種磁存儲(chǔ)介質(zhì)、諸如光盤驅(qū)動(dòng)器的一種或多種光存儲(chǔ)介質(zhì)、諸如閃速存儲(chǔ)器、RAM等一種或多種電子存儲(chǔ)介質(zhì)，或其各種組合。本申請已經(jīng)描述了一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在閱讀并理解前述詳細(xì)說明的情況下，他人可以想到修改和變化。意圖是將本申請解釋為包括所有這樣的修改和變化，只要它
們在權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)，包括 用于存儲(chǔ)包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)的裝置(12)，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)是由放射性核素成像設(shè)備(10)從受檢者采集的； 用于關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值過濾所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集的裝置(14、20);以及 用于重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像的裝置(30)。
2.—種方法，包括 存儲(chǔ)包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)是通過對受檢者進(jìn)行放射性核素成像而采集的； 關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值過濾所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及 重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述過濾和重建包括 使用第一能量窗口關(guān)于所存儲(chǔ)的量化能量值過濾所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及 重建所述第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成第一重建圖像； 使用與所述第一能量窗口不同的第二能量窗口關(guān)于所存儲(chǔ)的量化能量值過濾所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及重建所述第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成第二重建圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括 顯示融合圖像，所述融合圖像包括所述第一重建圖像和所述第二重建圖像的融合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括 采集所述受檢者的非放射性核素圖像；以及 基于所述受檢者的所述非放射性核素圖像生成在所述過濾中使用的能量窗口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，采集所述受檢者的非放射性核素圖像包括采集以下內(nèi)容之一 (i)所述受檢者的磁共振圖像，和(ii)所述受檢者的透射計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述過濾使用為使噪聲-等價(jià)計(jì)數(shù)率或密度最大化而選擇的能量窗口。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述過濾使用基于所述受檢者的幾何尺度的大小而選擇的能量窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括 重復(fù)所述過濾和重建，其中，所述過濾的第二次重復(fù)使用基于由所述重建的第一次重復(fù)生成的所述受檢者的重建圖像而選擇的能量窗口。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括 使用(i)正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像和(ii)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)成像之一對所述受檢者執(zhí)行所述放射性核素成像。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-10中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括評估受檢者誘發(fā)的輻射散射；以及 選擇用于在所述過濾中使用的能量窗ロ，其中，響應(yīng)于評估相對較高的受檢者誘發(fā)的輻射散射選擇相對較大的能量窗ロ，以及響應(yīng)于評估相對較低的受檢者誘發(fā)的輻射散射選擇相對較小的能量窗ロ。
12.—種方法,包括 使用第一能量窗口和不同的第二能量窗ロ關(guān)于量化輻射探測事件能量值過濾通過對受檢者進(jìn)行放射性核素成像而采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)，以生成相應(yīng)的第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集和第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及 重建所述第一經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集和所述第二經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的相應(yīng)的第一重建圖像和第二重建圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 顯示融合圖像，所述融合圖像包括所述受檢者的所述第一重建圖像和所述第二重建圖像的融合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一能量窗ロ相對較大，以提供圖像質(zhì)量增強(qiáng)的第一重建圖像，而所述第二能量窗ロ相對較小，以提供量化精確度增強(qiáng)的第二重建圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 同時(shí)顯示(i)圖像質(zhì)量增強(qiáng)的所述第一重建圖像和(ii)從量化精確度增強(qiáng)的所述重建圖像計(jì)算的ー個(gè)或多個(gè)量化分析值。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，選擇所述第一能量窗ロ以提供 針對第一規(guī)程優(yōu)化的第一重建圖像，以及選擇所述第二能量窗ロ以提供針對不同于所述第一規(guī)程的第二規(guī)程優(yōu)化的第二重建圖像。
18.ー種方法，包括 基于不包括放射性核素成像數(shù)據(jù)或受檢者的放射性核素圖像的信息生成用于過濾放射性核素成像數(shù)據(jù)的受檢者特異性能量窗ロ； 使用所生成的受檢者特異性過濾器關(guān)于量化輻射探測事件能量值過濾通過對所述受檢者進(jìn)行放射性核素成像而采集的放射性核素成像數(shù)據(jù)，以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及 重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述生成包括 基于所述受檢者的磁共振圖像或所述受檢者的透射計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像生成所述受檢者特異性能量窗ロ。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述生成包括 基于所述受檢者的幾何尺度的大小生成所述受檢者特異性能量窗ロ。
21.一種系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)介質(zhì)和被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2-20中的任一項(xiàng)所述的方法的數(shù)字處理器。
22.—種存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述指令能夠由數(shù)字處理器執(zhí)行以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2-20 中的任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
一種成像系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器(12)，其用于存儲(chǔ)包括量化輻射探測事件能量值的放射性核素成像數(shù)據(jù)，所述放射性核素成像數(shù)據(jù)是由放射性核素成像設(shè)備(10)從受檢者采集的；選擇能量窗口的能量窗口選擇模塊(20)和數(shù)據(jù)過濾模塊(14)，所述數(shù)據(jù)過濾模塊被配置成使用所選擇的能量窗口關(guān)于所存儲(chǔ)的量化輻射探測事件能量值過濾所存儲(chǔ)的放射性核素成像數(shù)據(jù)以生成經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集；以及重建模塊(30)，其被配置成重建所述經(jīng)過濾的放射性核素成像數(shù)據(jù)集以生成所述受檢者的重建圖像。
文檔編號(hào)G01T1/164GK102803996SQ201080026912
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者J·A·科爾特姆爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司