專利名稱：醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)中多形態(tài)數(shù)據(jù)的互補(bǔ)重合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)成象領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及將不同成象形態(tài)的多幅醫(yī)學(xué)圖象互補(bǔ)重合(coregister)的一種方法和裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，有許多種技術(shù)可以用于獲得人體的診斷圖象。這類技術(shù)的實(shí)例包括計(jì)算機(jī)層析攝影術(shù)(CT)、超聲波成象、和X-光透視。CT包含多種成象方法，包括單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影術(shù)(SPECT)、正電子發(fā)射層析攝影術(shù)(PET)、和磁共振成象(MRI)。SPECT和PET有時(shí)也歸類為通用術(shù)語“核醫(yī)學(xué)”。這些成象技術(shù)，或“(成象)形態(tài)”中的每一種都分別應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)采集方法和獲得具有獨(dú)特特征的圖象。
由于各種成象形態(tài)之間的差異，一種給定形態(tài)可能對(duì)于獲得特定類型的診斷信息是特別有用的，但是對(duì)于獲得其它類型的診斷信息是不足的。例如，SPECT通常用于獲取器官圖象，包括有關(guān)該器官的結(jié)構(gòu)(解剖)信息和功能信息。但是，SPECT和其它核醫(yī)學(xué)技術(shù)具有器官特異性，就是說，這些形態(tài)的圖象主要顯示所檢測(cè)的特定器官，而有關(guān)該器官周圍的解剖結(jié)構(gòu)的信息則很少或沒有。一般來說，在核醫(yī)學(xué)技術(shù)中，首先向病人體內(nèi)注入一種放射性藥物。這種放射性藥物濃縮在一種特定器官，例如心臟或大腦中，使得該器官產(chǎn)生輻射。然后利用成象設(shè)備檢測(cè)這些輻射，并用以生成圖象。所得圖象提供了有關(guān)被檢測(cè)器官的基本信息，但是一般不顯示骨骼結(jié)構(gòu)或其它附近器官(例如當(dāng)為心臟成象時(shí)，肺)。然而，醫(yī)生可能需要這類附加信息進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷或進(jìn)行適合的治療。
在核醫(yī)學(xué)中，如果醫(yī)生需要除所檢測(cè)的主要器官以外其它解剖結(jié)構(gòu)的圖象，醫(yī)生通常必須借助于其它形態(tài)，例如X-射線CT或MRI。當(dāng)獲得一種以上形態(tài)的圖象時(shí)，醫(yī)生可能希望將在各個(gè)分立圖象中的信息結(jié)合在一幅圖象內(nèi)。例如，醫(yī)生可能希望看到這些圖象彼此重疊的情形，從而可以使在一幅圖象中表示的身體某一部位能夠更容易和更精確地與其它圖象相關(guān)。同一主體的不同圖象的重疊有時(shí)被稱為“互補(bǔ)重合”。按照醫(yī)學(xué)成象理論，“互補(bǔ)重合”可以更具體地定義為這樣一種方法將同一身體區(qū)域的兩幅或多幅圖象結(jié)合起來，使得身體中的給定點(diǎn)僅由結(jié)合圖象中的一個(gè)點(diǎn)表示(即各個(gè)圖象精確地對(duì)齊)?；パa(bǔ)重合圖象可以顯示在一個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕上，或者通過某種形式的硬輸出，例如紙張、X-光片、或其它類似媒體看到。
在本領(lǐng)域中已知有多種方法可以將用不同形態(tài)的圖象互補(bǔ)重合。但是，簡(jiǎn)便準(zhǔn)確地將多形態(tài)圖象進(jìn)行互補(bǔ)重合仍然是這些方法未能解決的問題。例如，可以用眼睛將利用不同形態(tài)的圖象進(jìn)行互補(bǔ)重合。更具體地說，醫(yī)生可以操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的鼠標(biāo)或跟蹤球移動(dòng)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的醫(yī)學(xué)圖象。但是，這種方法通常不是非常準(zhǔn)確的，因?yàn)樵诶貌煌螒B(tài)的圖象之間常常沒有足夠的共同信息可以用作參照點(diǎn)。
另一種互補(bǔ)重合方法采用了“標(biāo)記物”。標(biāo)記物是在成象過程中放置在病人身邊，并且在利用兩種或多種不同形態(tài)的圖象中都可以看到的物體。標(biāo)記物通常用于將使用核醫(yī)學(xué)發(fā)射成象(即SPECT)獲得的圖象與利用核醫(yī)學(xué)透射成象獲得的圖象進(jìn)行互補(bǔ)重合。在以下的詳細(xì)說明中將更加具體地討論核醫(yī)學(xué)透射成象。標(biāo)記物可以由一小片金屬構(gòu)成，或者由填充有放射性核素物質(zhì)的一個(gè)容器構(gòu)成。按照這種方法，使用不同的形態(tài)進(jìn)行成象掃描，每次一種形態(tài)，從而在每次掃描中標(biāo)記物都放置在相對(duì)于病人身體的同一位置。由于標(biāo)記物出現(xiàn)在所得的每一幅圖象中，所以可以將不同形態(tài)的圖象進(jìn)行互補(bǔ)重合。然而，要將標(biāo)記物相對(duì)于病人身體精確地定位可能仍然是困難重重。在多次掃描之間和在掃描過程中病人可能會(huì)稍微移動(dòng)，如果病人相對(duì)于標(biāo)記物發(fā)生移動(dòng)，就很難或不可能精確地將所得的多幅圖象互補(bǔ)重合。
因此，需要一種將多形態(tài)的醫(yī)學(xué)成象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的改進(jìn)方法，這種方法能夠克服上述的缺陷。特別是，需要一種方法，這種方法能夠以相對(duì)簡(jiǎn)便和精確的方式將多形態(tài)醫(yī)學(xué)成象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了一種將不同形態(tài)的醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的方法。按照這種方法，使用一個(gè)核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行發(fā)射掃描。在發(fā)射掃描過程中，獲取單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)圖象數(shù)據(jù)。與發(fā)射掃描同時(shí)，利用同一核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)該物體進(jìn)行透射掃描以獲取核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)。將所獲取的核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。提供除SPECT以外的一種形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)，該形態(tài)數(shù)據(jù)需要是已經(jīng)與SPECT數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的。于是，核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與其它形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，結(jié)果，其它形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)得以與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
參照附圖和以下的詳細(xì)說明可以了解本發(fā)明的其它特征。
附圖簡(jiǎn)介以下僅以示例方式說明本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于附圖所示特征，在附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相似的部分，其中

圖1為一個(gè)伽馬攝像醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)的方塊圖。
圖2表示用于對(duì)一個(gè)病人進(jìn)行透射掃描的一個(gè)伽馬攝像系統(tǒng)中的探測(cè)器和透射線源。
圖3表示相對(duì)于兩個(gè)探測(cè)器的跟蹤變焦窗口和掃描透射探測(cè)窗口。
圖4A和圖4B表示在發(fā)射掃描中使用游動(dòng)變焦窗口。
圖4C和圖4D表示根據(jù)用于發(fā)射掃描的游動(dòng)變焦的空間偏移對(duì)透射數(shù)據(jù)的調(diào)整。
圖5表示調(diào)整透射數(shù)據(jù)集矩陣的象素大小以與發(fā)射數(shù)據(jù)集矩陣的象素大小匹配的變換過程。
圖6為表示使用核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)和圖象生成全過程的流程圖。
圖7A表示一幅核醫(yī)學(xué)透射圖象。
圖7B表示一幅核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象。
圖7C表示一幅X-射線計(jì)算機(jī)層析攝影(CT)圖象。
圖7D表示圖7B中所示的核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象與圖7C所示的X-射線計(jì)算機(jī)層析攝影圖象的互補(bǔ)重合。
圖8為表示將不同形態(tài)數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的各個(gè)步驟的流程圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明下面介紹用于將使用一個(gè)醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)獲得的不同形態(tài)的圖象互補(bǔ)重合的一種方法和裝置。在以下的描述中，為了解釋清楚，介紹了大量具體細(xì)節(jié)內(nèi)容以使對(duì)本發(fā)明有徹底的了解。但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯然，即使沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明仍然能夠?qū)嵤Ｔ诹硗庖粋€(gè)例子中，以方塊圖的形式表示眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置以避免對(duì)于本發(fā)明的不必要的模糊。
在以下說明中，除非特別指出，使用如“處理”或“計(jì)算”或“運(yùn)算”或“測(cè)定”或“顯示”或諸如此類的術(shù)語進(jìn)行的與本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能相關(guān)的論述一般指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或類似的電子計(jì)算裝置的操作，即，執(zhí)行一個(gè)程序以操縱和將由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器中的物理量(電子量)表示的數(shù)據(jù)變換為同樣由該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器中的物理量表示的其它數(shù)據(jù)。
Ⅰ．綜述在核醫(yī)學(xué)成象(即，SPECT和PET)時(shí)，向病人體內(nèi)注入易于累積在所檢測(cè)的特定器官內(nèi)的放射性藥物。然后用一個(gè)伽馬攝像機(jī)從身體周圍的多個(gè)角度探測(cè)發(fā)射出的伽馬射線、或光子。到達(dá)伽馬攝像機(jī)閃爍體探測(cè)器的光子引發(fā)閃爍事件，利用光電倍增管探測(cè)這些事件，然后利用電路將所檢測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示位置和能量信息的電信號(hào)。之后，采用一種被稱為重構(gòu)的方法用這些信號(hào)生成圖象數(shù)據(jù)。所得圖象可以稱為“發(fā)射圖象”。
在核醫(yī)學(xué)中經(jīng)常使用的另一種技術(shù)是“透射成象”。透射成象通常用于修正發(fā)射圖象中的光子衰減效應(yīng)。所檢測(cè)器官周圍的組織和骨骼結(jié)構(gòu)會(huì)使從分布在器官中的放射性藥物發(fā)射出的光子發(fā)生衰減。由于每個(gè)病人是不同的(不同的身高、體形等)，所以對(duì)于每個(gè)病人來說所檢測(cè)器官周圍的組織和骨骼結(jié)構(gòu)也是不同的。由于不同的組織和骨骼的衰減系數(shù)不同，所以放射性衰減是不均勻的。這種不均勻的衰減會(huì)大大降低圖象質(zhì)量。但是，透射圖象使得伽馬攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過生成身體的“衰減映射”能夠?qū)Σ痪鶆蛩p進(jìn)行補(bǔ)償。
一般來說，在透射掃描過程中，從具有已知特性的透射源發(fā)出的輻射透射穿過病人身體，然后由伽馬攝像機(jī)中的一個(gè)閃爍探測(cè)器探測(cè)。通過獲知從源發(fā)射出的輻射強(qiáng)度，和測(cè)量穿過物體并被探測(cè)的輻射強(qiáng)度，伽馬攝像機(jī)中的一個(gè)計(jì)算機(jī)可以確定身體的不同部分在不同角度的不均勻輻射衰減。根據(jù)這些信息，利用眾所周知的方法和程序可以生成人體的不均勻衰減映射圖。然后在重構(gòu)程序中利用這個(gè)衰減映射圖對(duì)發(fā)射圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行修正以消除不均勻光子衰減效應(yīng)的影響。
根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)射成象過程中使用一個(gè)核醫(yī)學(xué)(伽馬攝像機(jī))程序系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行透射成象。然后利用在透射掃描中所得的圖象數(shù)據(jù)將發(fā)射圖象數(shù)據(jù)與其它形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行互補(bǔ)重合，如下所詳述的。
Ⅱ．成象系統(tǒng)圖1以方塊圖形式表示能夠用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)。圖1所示的成象系統(tǒng)可以用于SPECT或PET成象。該成象系統(tǒng)包括一個(gè)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)112，用于處理從閃爍體探測(cè)器10和12輸出的圖象信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)112還控制安裝在一個(gè)機(jī)架上的探測(cè)器10和12的移動(dòng)，和控制運(yùn)動(dòng)控制器，該控制器用于控制透射線源的移動(dòng)，如下所述。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)112包括一條地址/數(shù)據(jù)總線100，用于在系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信；與總線100相連、用于執(zhí)行指令和處理信息的一個(gè)中央處理器(CPU)101；與總線100相連、用于存儲(chǔ)中央處理器101的信息和指令的一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)102；與總線100相連、用于存儲(chǔ)靜態(tài)信息和處理器101的指令的一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)103；與總線100相連、用于存儲(chǔ)圖象信息和指令的一個(gè)大容量存儲(chǔ)器104；與總線100相連、用于向計(jì)算機(jī)使用者顯示信息的一個(gè)顯示器105，諸如一臺(tái)陰極射線管顯示器(CRT)；與總線100相連、用于與中央處理器101進(jìn)行信息通信和進(jìn)行命令選擇的一個(gè)字母數(shù)字輸入裝置106，該裝置包括字母數(shù)字鍵和功能鍵；與總線相連、用于與中央處理器101傳輸使用者輸入信息和進(jìn)行命令選擇的一個(gè)光標(biāo)控制裝置(它可以是數(shù)據(jù)輸入裝置106的一部分)；和與總線100相連用于向處理器101傳輸命令選擇的一個(gè)數(shù)據(jù)接口裝置108。一個(gè)“硬拷貝”輸出裝置，例如一臺(tái)打印機(jī)、也可以連接到總線100上。
圖1所示的顯示器105可以由一個(gè)陰極射線管(CRT)、一個(gè)液晶顯示器(LCD)、或適合于向使用者顯示圖象和字母數(shù)字字符的其它裝置構(gòu)成。光標(biāo)控制裝置使得計(jì)算機(jī)使用者能夠在顯示器105的顯示屏上動(dòng)態(tài)地顯示一個(gè)可見符號(hào)(指針)的兩維移動(dòng)。光標(biāo)控制裝置的許多實(shí)現(xiàn)方式在本領(lǐng)域中是眾所周知的，包括跟蹤球、指墊、鼠標(biāo)、操縱桿或字母數(shù)字輸入裝置106上能夠指示給定方向的移動(dòng)或位移方式的專用鍵。大容量存儲(chǔ)裝置104可以是一個(gè)磁盤或光盤和盤驅(qū)動(dòng)器，或其它類似裝置。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)112通過總線122上的信號(hào)處理硬件電路120與探測(cè)器10和12對(duì)接。信號(hào)處理硬件120包括放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將來自探測(cè)器的信道信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)112中。特別是，信號(hào)處理硬件120將探測(cè)器10和12中光電倍增管的輸出轉(zhuǎn)換成所探測(cè)閃爍事件的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和能量數(shù)據(jù)。
透射和發(fā)射數(shù)據(jù)以矩陣形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器102中?？梢允褂锚?dú)立的矩陣分別存儲(chǔ)透射和發(fā)射數(shù)據(jù)。從透射掃描中獲得的不均勻衰減映射也可以以矩陣形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器102中。矩陣的每個(gè)單元，或“組元”對(duì)應(yīng)于輸出圖象的一個(gè)象素。在不同的旋轉(zhuǎn)角度獲得圖象矩陣以后，就可以進(jìn)行層析攝影重構(gòu)以生成一個(gè)器官的多片層圖象或一個(gè)三維圖象。
圖2表示伽馬攝像系統(tǒng)用于對(duì)一個(gè)病人5進(jìn)行透射掃描的部分。當(dāng)進(jìn)行透射掃描時(shí)，閃爍體探測(cè)器10和12按照相對(duì)成90°關(guān)系設(shè)置，如圖2所示。透射線源20和22分別用于發(fā)射伽馬輻射，透過病人5到達(dá)探測(cè)器10和12。對(duì)于圍繞Z-軸的各種不同角度(旋轉(zhuǎn)角度)，線源20平移跨越探測(cè)器10的視場(chǎng)，線源22平移跨越探測(cè)器12的視場(chǎng)。然后探測(cè)器10和12分別測(cè)量從線源20和22發(fā)出的完全透過病人身體5的輻射量。當(dāng)透射線源20沿Z-軸行進(jìn)時(shí)，透射檢測(cè)區(qū)域10a接收經(jīng)過校準(zhǔn)的輻射。區(qū)域10a與線源20同步掃描。類似地，當(dāng)線源22沿Z-軸行進(jìn)時(shí)，透射區(qū)域12a接收經(jīng)過校準(zhǔn)的輻射。區(qū)域12a與組件22同步移動(dòng)。使用圖2所示的配置，可以與發(fā)射掃描同時(shí)進(jìn)行透射掃描，只要為發(fā)射和透射掃描設(shè)定不同的輻射能量值。
A．游動(dòng)變焦窗口在某些SPCET成象應(yīng)用中，例如在心臟成象時(shí)，因?yàn)槠鞴俪叽缧。枰愿叻直媛蕡D象矩陣(例如具有小的象素尺寸)對(duì)該器官進(jìn)行成象。為了實(shí)現(xiàn)足夠小的象素，有時(shí)使用一個(gè)小視場(chǎng)(SFOV)探測(cè)器。例如，可以使用實(shí)際視場(chǎng)為16″×16″、15″×15″和13″×13″的探測(cè)器。但是，對(duì)于為獲取精確的身體衰減映射的透射掃描，需要使用全視場(chǎng)的大探測(cè)器(例如20″×15″)以避免身體的截?cái)?。所以，本發(fā)明目前優(yōu)選的實(shí)施例為透射掃描使用大視場(chǎng)(LFOV)探測(cè)器，而為發(fā)射掃描使用一個(gè)小視場(chǎng)探測(cè)器。
在優(yōu)選實(shí)施例中，用于發(fā)射掃描的小視場(chǎng)是使用一個(gè)游動(dòng)變焦“窗口”或區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的，有關(guān)內(nèi)容詳細(xì)記載在美國專利US-5304806中(發(fā)明名稱為“醫(yī)學(xué)攝像系統(tǒng)中對(duì)變焦掃描區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)跟蹤的裝置和方法”，1994年4月19日授權(quán)，并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)。該變焦窗口探測(cè)從所檢測(cè)器官(例如心臟)發(fā)射出的輻射。因?yàn)橄笏卦谧兘箙^(qū)域小于變焦區(qū)域以外，發(fā)射圖象看起來較大，所以是“經(jīng)過變焦放大的”。
在優(yōu)選實(shí)施例中，變焦窗口由探測(cè)器電子部分和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序限定在每個(gè)探測(cè)器的視場(chǎng)內(nèi)。這個(gè)窗口被限定為與每個(gè)探測(cè)器的視場(chǎng)部分一致，而該視場(chǎng)部分是與一個(gè)特定的器官例如心臟一致的。探測(cè)器電子部分對(duì)于在變焦窗口中探測(cè)到的發(fā)射輻射進(jìn)行圖象放大。當(dāng)探測(cè)器圍繞該物體轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)不同角度時(shí)，變焦窗口相對(duì)于探測(cè)器的表面移動(dòng)(“游動(dòng)”)，從而使心臟(或其它被檢測(cè)的器官)保持在中心和在每個(gè)變焦窗口的視場(chǎng)中。實(shí)際上，變焦窗口在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度都跟蹤該器官。由于變焦窗口小于探測(cè)器的整個(gè)視場(chǎng)，伽馬攝像機(jī)的圖象形成能力可以集中在變焦窗口，并且提高了所得圖象的產(chǎn)生質(zhì)量(例如提高了分辨率)。與一個(gè)雙探測(cè)器系統(tǒng)中變焦窗口跟蹤有關(guān)的內(nèi)容記載在上述的美國專利US-5304806中。
B．?dāng)?shù)據(jù)采集圖3表示與本發(fā)明的雙探測(cè)器透射窗口和雙線源掃描配置相結(jié)合如何實(shí)現(xiàn)跟蹤變焦窗口。變焦窗口352和354分別限定在探測(cè)器12和10的表面上，并且如箭頭352a和354a所示上下移動(dòng)，以便當(dāng)探測(cè)器10和12圍繞Z-軸旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠跟蹤所檢測(cè)的目標(biāo)。在任何給定角度，變焦窗口352和354的位置都保持固定。探測(cè)器10和12僅僅在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的變焦窗口352和354內(nèi)接收電子信號(hào)形式的發(fā)射數(shù)據(jù)(例如計(jì)數(shù))。雖然探測(cè)器10和12的整個(gè)視場(chǎng)都可以接收發(fā)射輻射，但是只有在變焦窗口352和354中檢測(cè)的發(fā)射輻射被存儲(chǔ)起來，并用于圖象重構(gòu)。
與在兩個(gè)游動(dòng)變焦窗口中采集發(fā)射數(shù)據(jù)同時(shí)，還在透射掃描檢測(cè)窗口310和312中采集透射數(shù)據(jù)。一個(gè)示例性實(shí)施方案使用TI-201作為發(fā)射放射源，使用Gd-153作為透射放射源。雖然在圖3中沒有示出，但是還包括兩個(gè)掃描線源，并且，如上所述，這兩個(gè)線源與兩個(gè)透射檢測(cè)窗口同步移動(dòng)。在圍繞Z-軸的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，透射檢測(cè)窗口310和312按照箭頭312a和310a所示橫跨探測(cè)器視場(chǎng)掃描以采集透射數(shù)據(jù)。此外，在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，變焦窗口352和354采取一個(gè)新的空間位置(游動(dòng))以跟蹤所檢測(cè)的目標(biāo)。但是，與掃描透射檢測(cè)窗口312和310不同，在任何給定的旋轉(zhuǎn)角度，變焦窗口352和354相對(duì)于探測(cè)器表面保持靜止。
本發(fā)明的透射檢測(cè)窗口310和312僅僅報(bào)告在透射能量范圍內(nèi)的光子，而排斥檢測(cè)到的其它光子，例如發(fā)射能量光子，其中包括(1)散射的透射光子；和(2)非散射的發(fā)射光子。變焦窗口352和354報(bào)告發(fā)射光子，因?yàn)榫€源和探測(cè)器保持準(zhǔn)直確保沒有有效的透射光子落到兩個(gè)透射檢測(cè)窗口310和312以外。
如圖3所示，當(dāng)變焦窗口352和354掃描經(jīng)過與其相關(guān)的探測(cè)器視場(chǎng)時(shí)，透射檢測(cè)窗口310和312有時(shí)與變焦窗口352和354部分重合。在這段時(shí)間內(nèi)，成象系統(tǒng)中的電子部分進(jìn)行校正，從而落入透射檢測(cè)區(qū)域310和312中的發(fā)射光子不會(huì)被錯(cuò)誤地認(rèn)為是透射光子，以及在變焦窗口352和354中接收的透射光子不會(huì)被錯(cuò)誤地認(rèn)為是發(fā)射光子。如何進(jìn)行這種校正的詳細(xì)技術(shù)不屬于本說明書的范圍，對(duì)于理解本發(fā)明是不必要的。
Ⅲ．核醫(yī)學(xué)發(fā)射和透射圖象的互補(bǔ)重合為了進(jìn)行層析圖象重構(gòu)，在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度所取的圖象假定存在一個(gè)固定的旋轉(zhuǎn)中心和成象的物體相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)中心是穩(wěn)定的。但是，相對(duì)于游動(dòng)的變焦區(qū)域，因?yàn)榘l(fā)射采集窗口相對(duì)于探測(cè)器表面移動(dòng)以跟蹤一個(gè)器官，發(fā)射層析照片實(shí)際上具有一個(gè)虛擬的旋轉(zhuǎn)中心；就是說，成象器官變?yōu)檫@個(gè)虛擬的旋轉(zhuǎn)中心。此外，這個(gè)虛擬的旋轉(zhuǎn)中心可能與由機(jī)架和探測(cè)器機(jī)構(gòu)限定的實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心不一致。應(yīng)當(dāng)理解，如果成象器官位于實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心，則變焦區(qū)域根本無需游動(dòng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，其中發(fā)射數(shù)據(jù)是在游動(dòng)變焦區(qū)域獲取的，透射數(shù)據(jù)(其與發(fā)射數(shù)據(jù)同時(shí)獲得)在空間上偏移到由成象器官限定的“虛擬”旋轉(zhuǎn)中心。具體地說，因?yàn)橛蝿?dòng)變焦區(qū)域?qū)τ诮o定旋轉(zhuǎn)角度移動(dòng)給定距離，在這個(gè)角度采集的透射數(shù)據(jù)也必須偏移，或“偏置”相應(yīng)的移動(dòng)量。所以，在透射數(shù)據(jù)和發(fā)射數(shù)據(jù)的重構(gòu)過程中，身體中相同的點(diǎn)在透射圖象中的位置與在發(fā)射圖象中位置相同。就是說，透射圖象(例如衰減映射)在空間上與發(fā)射圖象對(duì)準(zhǔn)。
此外，由于透射象素大于發(fā)射象素，如上所述，必須對(duì)透射數(shù)據(jù)集矩陣的象素尺寸進(jìn)行調(diào)整以使之與變焦區(qū)域象素尺寸匹配。下面將詳細(xì)介紹象素尺寸的調(diào)整。在已經(jīng)將投射數(shù)據(jù)集進(jìn)行了調(diào)整以相對(duì)于變焦區(qū)域位移和不同的象素尺寸進(jìn)行修整之后，透射數(shù)據(jù)就能夠有效地與發(fā)射數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，因?yàn)檫@兩個(gè)數(shù)據(jù)集是利用相同的探測(cè)器同時(shí)獲取的。
圖4A和4B表示在發(fā)射掃描過程中游動(dòng)變焦窗口的移動(dòng)。圖4A表示游動(dòng)變焦窗口441位于探測(cè)器10的視場(chǎng)435中的初始位置(i,k)。其中顯示出心臟443的圖象。圖4B表示在一個(gè)不同旋轉(zhuǎn)角度的相同配置。游動(dòng)變焦區(qū)域441已經(jīng)位移了di和dk值。如圖所示，游動(dòng)變焦區(qū)域441已經(jīng)向上移動(dòng)以跟蹤心臟位置，從而使心臟圖象443在每個(gè)ECT旋轉(zhuǎn)角度保持在變焦區(qū)域的視場(chǎng)中。當(dāng)掃描完成時(shí)，在每一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度(θ)每一個(gè)游動(dòng)變焦區(qū)域具有一個(gè)不同的偏移值(di,dk)。例如，游動(dòng)變焦區(qū)域相對(duì)于探測(cè)器10和12存在di(θ)和dk(θ)值。這些偏移值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。例如，可以生成下列數(shù)據(jù)集，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中旋轉(zhuǎn)角度 探測(cè)器10 探測(cè)器12θ0di(θ0),dk(θ0) di(θ0),dk(θ0)θ1di(θ1),dk(θ1) di(θ1),dk(θ1)θ2di(θ2),dk(θ2) di(θ2),dk(θ2)θ3di(θ3),dk(θ3) di(θ3),dk(θ3)θ4di(θ4),dk(θ4) di(θ4),dk(θ4)θndi(θn),dk(θn) di(θn),dk(θn)在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度(θ)，透射數(shù)據(jù)集矩陣根據(jù)游動(dòng)變焦區(qū)域在這個(gè)角度的位移量(例如di(θ),dk(θ))發(fā)生空間上的偏移。圖4C和4D顯示了在給定旋轉(zhuǎn)角度下的這種效應(yīng)。具體地說，圖4C表示探測(cè)器10的透射掃描在未予補(bǔ)償時(shí)的數(shù)據(jù)集矩陣。圖4D表示在給定角度θ下的透射數(shù)據(jù)偏移游動(dòng)變焦窗口的位移量di和dk。通過對(duì)每個(gè)探測(cè)器在每個(gè)角度(θ)下獲得的每個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行這樣的補(bǔ)償，透射數(shù)據(jù)能夠有效地平移，從而它變?yōu)榛谔摂M旋轉(zhuǎn)中心(例如該器官)，而不是機(jī)架的旋轉(zhuǎn)中心。在完成空間補(bǔ)償之后，將透射數(shù)據(jù)矩陣存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
如上所述，因?yàn)橥干湎笏卮笥诎l(fā)射象素，成象系統(tǒng)調(diào)整透射數(shù)據(jù)集矩陣的象素尺寸以與變焦區(qū)域象素尺寸匹配。例如，假定變焦區(qū)域象素的放大倍數(shù)M大于1.0(例如，1.5倍)，則透射掃描的象素尺寸減小，數(shù)量增加，并使用一種線性內(nèi)插程序內(nèi)插直到透射掃描和發(fā)射掃描獲得的象素尺寸匹配。例如，假定以64×64規(guī)格的矩陣采集透射數(shù)據(jù)集矩陣。本發(fā)明將這個(gè)矩陣轉(zhuǎn)換成一個(gè)較大的矩陣數(shù)據(jù)集(例如，128×128)，其有效地減小了透射數(shù)據(jù)集矩陣中各個(gè)象素的尺寸，但是增加了象素?cái)?shù)量。但是，由于發(fā)射數(shù)據(jù)的放大倍數(shù)M可能小于2倍，所以新的透射矩陣可能沒有完全填滿。
現(xiàn)在參見圖5，其中表示了一個(gè)示例性透射數(shù)據(jù)集矩陣505，該矩陣為由64×64個(gè)象素組成的矩陣。矩陣505的圖象數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成一個(gè)較大的矩陣506(例如由一個(gè)128×128的矩陣構(gòu)成)。矩陣505的透射圖象數(shù)據(jù)記錄在“區(qū)域”515中。展寬的區(qū)域510在變焦放大倍數(shù)小于2的情況下是空的。例如，如果變焦放大倍數(shù)為1.5，則矩陣505中的每個(gè)象素將用其相鄰的象素進(jìn)行線性內(nèi)插，從而兩個(gè)相鄰的象素將在其間生成另一個(gè)象素，依此類推，直到區(qū)域515填滿和將透射數(shù)據(jù)調(diào)整到1.5倍變焦放大。但是，由于矩陣506是矩陣505兩維尺寸的兩倍，以及由于M=1.5，所以矩陣506的邊界510沒有填充有效數(shù)據(jù)。
有許多種技術(shù)可以將由一個(gè)第一矩陣構(gòu)成的圖象轉(zhuǎn)換成一個(gè)第二矩陣，該第二矩陣與第一矩陣相比包含更多，但是較小的象素。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以使用眾所周知的許多方法中的任何一種。
如上所述，在已經(jīng)將透射數(shù)據(jù)集相對(duì)于變焦區(qū)域位移和象素尺寸進(jìn)行校正之后，透射圖象數(shù)據(jù)可以有效地與發(fā)射圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，因?yàn)檫@兩個(gè)數(shù)據(jù)集是利用相同的成象系統(tǒng)(即使用相同的探測(cè)器)同時(shí)采集的。
圖6為表示使用一種核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和圖象生成的全過程的流程圖。為了與SFOV發(fā)射同時(shí)進(jìn)行LFOV透射，機(jī)架首先位于一個(gè)初始旋轉(zhuǎn)角度。探測(cè)器10和12按照彼此成90°的關(guān)系定位。在初始旋轉(zhuǎn)角度確定游動(dòng)變焦窗口的適合初始位置和大小(例如相對(duì)于閃爍體探測(cè)器)，如在美國專利US-5304806中所記載的。在方框615，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)角度使用線源20和22進(jìn)行透射掃描，在探測(cè)器10和12的全視場(chǎng)中記錄成象信息(例如透射數(shù)據(jù))。仍然在方框615，僅僅在每個(gè)探測(cè)器的游動(dòng)變焦窗口區(qū)域獲取來自探測(cè)器10和12的發(fā)射數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)理解，方框615中的透射數(shù)據(jù)采集和發(fā)射數(shù)據(jù)采集是同時(shí)進(jìn)行的。
在預(yù)定的成象時(shí)間期間獲得足夠的透射和發(fā)射計(jì)數(shù)，此后，在方框619，成象系統(tǒng)將發(fā)射圖象計(jì)數(shù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)集矩陣存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，并用當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度標(biāo)注這些信息。仍然在方框619，成象系統(tǒng)將透射圖象計(jì)數(shù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)集矩陣存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，并用當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度標(biāo)注這些信息。然后在方框621，成象系統(tǒng)判斷成象時(shí)段是否結(jié)束。如果沒有，則確定一個(gè)新的旋轉(zhuǎn)角度，在方框622探測(cè)器10和12恰好旋轉(zhuǎn)到新旋轉(zhuǎn)角度。然后返回到方框615的處理程序，從而可以完成透射掃描和發(fā)射掃描的圖象數(shù)據(jù)集矩陣，并以這個(gè)新旋轉(zhuǎn)角度為標(biāo)注存儲(chǔ)起來。
在方框621，如果完成了最后一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的掃描，則處理程序繼續(xù)到方框623，其中每個(gè)探測(cè)器在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下的透射數(shù)據(jù)集經(jīng)過空間校正，而偏移到由游動(dòng)變焦區(qū)域限定的虛擬旋轉(zhuǎn)中心。所以，在每個(gè)角度(θ)透射數(shù)據(jù)集矩陣都根據(jù)游動(dòng)變焦區(qū)域在這個(gè)角度θ的位移量發(fā)生空間上的偏移(例如di(θ),dk(θ))。如上所述，圖4C和4D表示了在給定旋轉(zhuǎn)角度的這種效應(yīng)。在方框621的重新定位完成之后，將透射數(shù)據(jù)矩陣保存在存儲(chǔ)器中。
在方框625，基于發(fā)射數(shù)據(jù)集的放大倍數(shù)調(diào)整透射數(shù)據(jù)集的象素大小。對(duì)于每個(gè)探測(cè)器在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度獲得的每個(gè)透射數(shù)據(jù)集矩陣執(zhí)行步驟625。將這些結(jié)果保存在存儲(chǔ)器中。
在方框627，成象系統(tǒng)進(jìn)行透射信息的重構(gòu)。該重構(gòu)步驟可以是為生成不均勻衰減映射或者是為了其它目的，例如根據(jù)本發(fā)明對(duì)多形態(tài)數(shù)據(jù)的互補(bǔ)重合。對(duì)在不同的旋轉(zhuǎn)角度獲取的圖象信息進(jìn)行重構(gòu)的方法和步驟是眾所周知的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以使用多種不同的、眾所周知的重構(gòu)方法中的任何一種。
在方框629，成象系統(tǒng)對(duì)通過游動(dòng)變焦區(qū)域采集的發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)。在重構(gòu)過程中，使用眾所周知的方法利用透射重構(gòu)映射對(duì)身體的不均勻衰減進(jìn)行校正。由于相對(duì)于游動(dòng)變焦區(qū)域的位移(例如步驟263)和象素尺寸(例如步驟625)對(duì)透射重構(gòu)進(jìn)行了校正，可以將透射重構(gòu)作為不均勻衰減映射直接應(yīng)用于發(fā)射重構(gòu)。發(fā)射重構(gòu)和衰減校正可以以多種不同方式進(jìn)行。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，是以“逐片層”的方式為基礎(chǔ)進(jìn)行的。
在上述程序610結(jié)束之后，可以將發(fā)射重構(gòu)圖象的各個(gè)片層顯示在CRT上或利用打印機(jī)或其它等效裝置產(chǎn)生在硬拷貝中?？梢皂憫?yīng)使用者的輸入命令將選定的片層顯示出來和/或打印出來。
Ⅳ．發(fā)射圖象與其它形態(tài)圖象的互補(bǔ)重合給定成象形態(tài)(SPECT、PET、MRI、X-光CT等等)對(duì)于獲得一種特定類型的信息可能是有用的，但是，如上所述，對(duì)于獲得其它類型的診斷信息可能是無用的。SPECT常常用于獲得一個(gè)器官的圖象，其圖象顯示出該器官的結(jié)構(gòu)(解剖)信息和功能信息。但是，SPECT只能獲得很少或無法獲得有關(guān)所檢測(cè)器官周圍的解剖結(jié)構(gòu)的信息。相反，X-光CT和MRI通常提供相對(duì)較為清楚的解剖結(jié)構(gòu)圖象，例如肺部和骨骼結(jié)構(gòu)圖象。所以，常常需要將核醫(yī)學(xué)發(fā)射(SPECT)圖象與其它形態(tài)的圖象進(jìn)行互補(bǔ)重合。例如，醫(yī)生可能希望看到與肺部的X-光CT或MRI圖象互補(bǔ)重合的心臟的發(fā)射圖象。
必須指出，使用上述計(jì)數(shù)獲得的核醫(yī)學(xué)透射圖象還用于顯示發(fā)射圖象無法顯示的某些解剖結(jié)構(gòu)，例如肺部。但是，核醫(yī)學(xué)透射圖象的分辨率通常不高。所以，雖然在透射圖象中可以識(shí)別出這些解剖結(jié)構(gòu)，但是這些結(jié)構(gòu)對(duì)于診斷來說一般都不夠清楚和詳細(xì)。還必須指出，如果核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)是利用相同的探測(cè)器與發(fā)射數(shù)據(jù)同時(shí)獲取的，和如果按照上述方式處理，則自然可以與發(fā)射數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。所以，根據(jù)本發(fā)明，與核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象互補(bǔ)重合的核醫(yī)學(xué)透射圖象用于將核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象與其它形態(tài)的圖象(例如，MRI、X-光CT等等)進(jìn)行互補(bǔ)重合。
現(xiàn)在參見圖7A至7D，其中表示了在一個(gè)病人胸部攝取的橫軸“片層”圖象的示意；就是說，由圖7A至7D表示的圖象位于與病人身體的長(zhǎng)軸垂直的一個(gè)平面內(nèi)。圖7A表示一個(gè)核醫(yī)學(xué)透射圖象。該透射圖象表示肺部704和病人身體的外部輪廓701。圖7B表示與圖7A所示身體的相同區(qū)域的核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象。圖7B的發(fā)射圖象詳細(xì)表示了心臟706，但是沒有以可以利用的分辨率顯示其它解剖結(jié)構(gòu)。盡管輪廓701實(shí)際上并沒有出現(xiàn)在發(fā)射圖象中，在圖7B中也提供了身體的外部輪廓701，僅作為參照。雖然這里是將透射圖象和發(fā)射圖象分開表示的，但是仍然假定作為同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和如上所述處理的結(jié)果，圖7B所示發(fā)射圖象的數(shù)據(jù)集與圖7A所示的透射圖象數(shù)據(jù)集是互補(bǔ)重合的。
圖7C表示與圖7A和7B所示相同身體部分的X-光CT圖象。圖7C中的X-光CT圖象表示病人身體的外部輪廓701。此外，X-光CT圖象以比圖7A的透射圖象更高的分辨率表示肺部704。但是，因?yàn)閳D7A中的透射圖象和圖7C中的X-光CT圖象都表示肺部704，所以這兩個(gè)圖象可以互補(bǔ)重合。在核醫(yī)學(xué)透射圖象與X-光CT圖象互補(bǔ)重合之后，X-光CT圖象與圖7B中的核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象有效地互補(bǔ)重合。這是因?yàn)橥干鋱D象已經(jīng)與發(fā)射圖象互補(bǔ)重合。圖7D表示圖7B中的核醫(yī)學(xué)發(fā)射圖象與圖7C中的X-光計(jì)算機(jī)層析攝影圖象互補(bǔ)重合的圖象。所得的互補(bǔ)重合圖象以可用的清晰度同時(shí)表示出心臟706和肺部704，從而構(gòu)成包含比單獨(dú)觀看這些圖象更多信息的、可用于診斷的圖象。
圖8表示了將SPECT圖象與非SPECT圖象互補(bǔ)重合的全過程。在方框802，將非SPECT圖象數(shù)據(jù)輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在方框804，將非SPECT圖象與核醫(yī)學(xué)透射圖象互補(bǔ)重合。在方框806，將SPECT發(fā)射圖象(其數(shù)據(jù)集已經(jīng)與透射圖象數(shù)據(jù)集互補(bǔ)重合)與非SPECT圖象一起以互補(bǔ)重合的形式顯示出來。
X-光CT或其它非SPECT圖象與透射圖象的互補(bǔ)重合(以便將非SPECT圖象與發(fā)射圖象互補(bǔ)重合)程序可以人工執(zhí)行或自動(dòng)執(zhí)行。人工互補(bǔ)重合可以借助于一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行，在所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中載有便于由使用者通過一個(gè)圖解用戶界面操縱圖象的軟件。用于執(zhí)行這種功能的各種類型的軟件是眾所周知的和隨處可以獲得的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是(但不需要是)用于獲取圖象的成象系統(tǒng)的一部分。作為如何利用計(jì)算機(jī)人工將圖象互補(bǔ)重合的一個(gè)實(shí)例，假定透射圖象和相同身體部分的X-光CT圖象都顯示在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CRT上。一個(gè)使用者可以操縱一個(gè)鼠標(biāo)或其它光標(biāo)控制裝置將透射圖象和X-光CT圖象對(duì)準(zhǔn)，使用共同的解剖結(jié)構(gòu)(例如肺部)作為可見提示。當(dāng)這些圖象對(duì)準(zhǔn)之后，可以用發(fā)射圖象代替顯示器上的透射圖象。具體地說，可以通過將顯示器上與透射圖象共同的參照點(diǎn)對(duì)齊而將發(fā)射圖象顯示出來。所以，可以將X-光CT圖象重疊在發(fā)射圖象上，或者反過來，從而所得圖象是與X-光CT圖象互補(bǔ)重合的發(fā)射圖象。
或者，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以配置能夠自動(dòng)地將透射圖象與非SPECT圖象互補(bǔ)重合的軟件。能夠?qū)D象中的目標(biāo)定位和對(duì)準(zhǔn)的軟件是有的，并且在本領(lǐng)域中是熟知的。這種軟件可以使用例如一種邊沿檢測(cè)算法將不同圖象中的目標(biāo)定位和對(duì)準(zhǔn)。
應(yīng)當(dāng)理解，用于將核醫(yī)學(xué)透射圖象與非SPECT圖象互補(bǔ)重合的具體方法是不重要的；重要的是這樣一種方法可以用作將SPECT(發(fā)射)圖象數(shù)據(jù)與非SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的一種手段。
還應(yīng)當(dāng)理解，圖7C所示的X-光CT圖象僅僅是說明性的。其它非SPECT形態(tài)，特別是MRI的圖象也可以按照上述方式與SPECT圖象互補(bǔ)重合。此外，應(yīng)當(dāng)指出，上述互補(bǔ)重合技術(shù)不限于應(yīng)用在橫軸片層圖象的互補(bǔ)重合方面。這種技術(shù)可以應(yīng)用于利用醫(yī)學(xué)成象技術(shù)獲得的任何類型的視圖(例如，冠狀視圖等)。
至此，已經(jīng)介紹了用于將不同形態(tài)的醫(yī)學(xué)圖象互補(bǔ)重合的一種方法和裝置。雖然已經(jīng)參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是很顯然，在不脫離由權(quán)利要求書提出的本發(fā)明廣泛構(gòu)思和范圍的前提下還可以對(duì)這些實(shí)施例作出多種改進(jìn)和變化。因此，說明書和附圖只能被認(rèn)為是說明性的，而不是限定性的。
權(quán)利要求
1．用于將不同形態(tài)的醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的一種方法，該方法包括以下步驟使用一種核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行發(fā)射掃描以獲取單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)圖象數(shù)據(jù)；使用該核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)該物體進(jìn)行透射掃描以獲取核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用于與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合；提供一種非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)；和將核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，從而使非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)變?yōu)榕cSPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
2．如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于執(zhí)行透射掃描的步驟是與執(zhí)行發(fā)射掃描的步驟同時(shí)進(jìn)行的。
3．如權(quán)利要求2所述的一種方法，其特征在于一組位置值對(duì)應(yīng)于核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)，將核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的步驟包括以下步驟確定代表SPECT圖象數(shù)據(jù)單元與核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)單元之間空間偏移的一組偏移值；和根據(jù)這些偏移值調(diào)整相關(guān)的位置值。
4．如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于該方法是在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)施的。
5．如權(quán)利要求4所述的一種方法，其特征在于該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)顯示器裝置和一個(gè)輸入裝置，其中互補(bǔ)重合步驟包括以下步驟根據(jù)所說透射數(shù)據(jù)在所說顯示器上顯示一幅第一圖象；根據(jù)非SPECT形態(tài)的一組數(shù)據(jù)在顯示器上顯示一幅第二圖象；和從所說輸入裝置接收一組使用者輸入指令，所說使用者輸入指令用于人工將所說第二圖象相對(duì)于所說第一圖象重新定位；和在根據(jù)使用者輸入指令確定的一個(gè)位置輸出基于SPECT數(shù)據(jù)的一個(gè)第三圖象。
6．如權(quán)利要求4所述的一種方法，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)處理器，該方法還包括配置所說處理器以將所說的核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的步驟。
7．如權(quán)利要求6所述的一種方法，其特征在于所說互補(bǔ)重合步驟包括使用所說處理器自動(dòng)地將SPECT數(shù)據(jù)與非SPECT形態(tài)的數(shù)據(jù)組互補(bǔ)重合的步驟。
8．在一個(gè)核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括用于接收輻射和輸出圖象信息的一個(gè)探測(cè)器、用于發(fā)射輻射透過一個(gè)物體到達(dá)閃爍體探測(cè)器的一個(gè)輻射源、和一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；用于將多種形態(tài)的醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，該方法包括以下步驟控制所說探測(cè)器和所說輻射源對(duì)一個(gè)物體同時(shí)進(jìn)行發(fā)射掃描以獲取一組單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)數(shù)據(jù)和進(jìn)行透射掃描以獲取一組核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)；將SPECT數(shù)據(jù)與所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合；向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入第三組圖象數(shù)據(jù)，其中所說第三組圖象數(shù)據(jù)是非SPECT形態(tài)的數(shù)據(jù)；和將所說的這組核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)與所說的第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，以使所說的第三組圖象數(shù)據(jù)與所說的SPECT數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
9．如權(quán)利要求8所述的一種方法，其特征在于所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)包括一組位置值，其中將核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)與SPECT數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的步驟包括以下步驟確定代表SPECT圖象數(shù)據(jù)單元與核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)單元之間空間偏移的一組偏移值；和根據(jù)這些偏移值調(diào)整相關(guān)的位置值。
10．如權(quán)利要求8所述的一種方法，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)顯示器和一個(gè)輸入裝置，其中將所說的核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的步驟包括以下步驟根據(jù)所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)在所說顯示器上顯示一幅第一圖象；根據(jù)所說的第三組圖象數(shù)據(jù)在顯示器上顯示一幅第二圖象；和從所說輸入裝置接收一組使用者輸入指令，所說使用者輸入指令規(guī)定了當(dāng)顯示在顯示器上時(shí)第一圖象與第二圖象相對(duì)位置之間的變化；和根據(jù)SPECT數(shù)據(jù)在顯示器上顯示一個(gè)第三圖象，從而在根據(jù)所說的使用者輸入指令確定的一個(gè)位置顯示所說第三圖象。
11．如權(quán)利要求8所述的一種方法，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)處理器，該方法還包括配置所說處理器以響應(yīng)使用者輸入指令自動(dòng)地將所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與所說的第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的步驟。
12．如權(quán)利要求8所述的一種方法，其特征在于互補(bǔ)重合的步驟包括使用所說處理器自動(dòng)地將SPECT數(shù)據(jù)與非SPECT形態(tài)的數(shù)據(jù)組互補(bǔ)重合的步驟。
13．用于將不同形態(tài)的醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的一種裝置，它包括用于使用一種核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行發(fā)射掃描以獲取單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)圖象數(shù)據(jù)的裝置；用于使用核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)該物體進(jìn)行透射掃描以獲取與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)的裝置；用于提供非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)的裝置；和用于將所說核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合，從而使非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)變?yōu)榕cSPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的裝置。
14．如權(quán)利要求13所述的一種裝置，其特征在于用于執(zhí)行透射掃描的裝置包括用于與發(fā)射掃描同時(shí)進(jìn)行透射掃描的裝置。
15．如權(quán)利要求14所述的一種裝置，其特征在于所說核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與一組位置值相關(guān)，其中用于將核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與SPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的裝置包括用于確定代表SPECT圖象數(shù)據(jù)單元與核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)單元之間空間偏移的一組偏移值的裝置；和用于根據(jù)這些偏移值調(diào)整相關(guān)的位置值的裝置。
16．如權(quán)利要求13所述的一種裝置，其特征在于所說裝置還包括一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
17．如權(quán)利要求16所述的一種裝置，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)顯示器裝置和一個(gè)輸入裝置，其中用于互補(bǔ)重合的裝置包括用于根據(jù)透射數(shù)據(jù)在顯示器上顯示第一圖象的裝置；用于根據(jù)所說的非SPECT形態(tài)的數(shù)據(jù)組在顯示器上顯示第二圖象的裝置；和用于從所說輸入裝置中接收一組使用者輸入指令的裝置，使用者輸入指令用于將第二圖象相對(duì)于第一圖象人工重新定位；和用于在由所說使用者輸入指令確定的一個(gè)位置輸出基于SPECT數(shù)據(jù)的一幅第三圖象的裝置。
18．如權(quán)利要求16所述的一種裝置，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括用于自動(dòng)地將所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與所說第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的裝置。
19．一種核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)，包括用于接收輻射和輸出圖象信息的一個(gè)探測(cè)器；用于發(fā)射輻射使之透過一個(gè)物體到達(dá)閃爍體探測(cè)器的一個(gè)輻射源；和與所說探測(cè)器和所說輻射源相連的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)處理器，該處理器用于控制所說探測(cè)器和輻射源對(duì)該物體同時(shí)進(jìn)行發(fā)射掃描以獲取一組單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)數(shù)據(jù)和對(duì)該物體進(jìn)行透射掃描以獲取一組核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)；將SPECT數(shù)據(jù)與核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合；將非SPECT形態(tài)的第三組圖象數(shù)據(jù)輸入所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；和將這組核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)與第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合以使所說的第三組圖象數(shù)據(jù)與SPECT數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
20．如權(quán)利要求19所述的一種成象系統(tǒng)，其特征在于所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)包括一組位置值，其中處理器用于通過以下方式將所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)與SPECT數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合確定代表SPECT圖象數(shù)據(jù)單元與核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)單元之間空間偏移的一組偏移值；和根據(jù)這些偏移值調(diào)整相關(guān)的位置值。
21．如權(quán)利要求20所述的一種成象系統(tǒng)，其特征在于所說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)顯示器和一個(gè)輸入裝置，其中處理器用于通過以下方式將所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與所說第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合根據(jù)所說核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)在所說顯示器上顯示一幅第一圖象；根據(jù)所說的第三組圖象數(shù)據(jù)在顯示器上顯示一幅第二圖象；和從所說輸入裝置接收一組使用者輸入指令，所說使用者輸入指令規(guī)定了當(dāng)顯示在顯示器上時(shí)第一圖象與第二圖象相對(duì)位置之間的變化；和根據(jù)使用者輸入指令和SPECT數(shù)據(jù)在顯示器上顯示一幅第三圖象，使得所說第二圖象與所說第三圖象重疊顯示。
22．如權(quán)利要求20所述的一種成象系統(tǒng)，其特征在于所說處理器還用于響應(yīng)使用者輸入指令自動(dòng)地將核醫(yī)學(xué)透射數(shù)據(jù)組與所說的第三組圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝藢⒉煌螒B(tài)的醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合的一種方法。按照這種方法,利用一個(gè)核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行發(fā)射掃描以獲取單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析攝影(SPECT)圖象數(shù)據(jù)。利用相同的核醫(yī)學(xué)成象系統(tǒng)與發(fā)射掃描同時(shí)對(duì)該物體進(jìn)行透射掃描以獲取核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)。發(fā)射掃描是使用一個(gè)游動(dòng)變焦窗口進(jìn)行的,而透射掃描是使用探測(cè)器的全視場(chǎng)進(jìn)行的。通過獲知變焦窗口在每一個(gè)探測(cè)角度的位置,作為同時(shí)掃描的結(jié)果,可以將核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)與SPECT發(fā)射圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。還提供非SPECT形態(tài)的圖象數(shù)據(jù),例如X－光計(jì)算機(jī)層析攝影(X－光CT)數(shù)據(jù)、磁共振成象(MRI)數(shù)據(jù)、或正電子發(fā)射層析攝影(PET)數(shù)據(jù),它們需要與SPECT發(fā)射數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。所以核醫(yī)學(xué)透射圖象數(shù)據(jù)可與不同形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。結(jié)果,不同形態(tài)的圖象數(shù)據(jù)變?yōu)榕cSPECT圖象數(shù)據(jù)互補(bǔ)重合。
文檔編號(hào)G01T1/164GK1220009SQ97194922
公開日1999年6月16日 申請(qǐng)日期1997年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月27日
發(fā)明者J·R·利比格, S·M·瓊斯, 王笑寒 申請(qǐng)人:阿達(dá)克實(shí)驗(yàn)室