用于对图像中的级联伽马进行解释和建模的方法技术

一种成像方法和对应的系统(10)解释级联伽马。接收对从对象的靶体积发射的探测到的伽马射线进行描述的事件数据。所述探测到的伽马射线包括从所述靶体积内的放射性核素发射的级联伽马。使用蒙特卡洛(MC)仿真技术对来自所述靶体积的级联伽马发射和湮灭伽马发射以及所述成像系统(10)的符合探测进行仿真，以生成包括湮灭符合事件和级联符合事件的级联数据集。利用使用所述级联数据集中的所述湮灭符合事件与所述级联符合事件之间的关系的对级联符合的校正将所述事件数据重建为所述靶体积的图像表示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请总体上涉及正电子发射断层摄影（PET)。其具体与PET采集相结合而应用， 并且将特别参考PET采集来描述本申请。然而应当理解，本申请还适用于其他使用场景，并 且不必限于前述应用。
技术介绍
某些正电子发射放射性核素在其衰变中除了正电子之外还发射伽马射线（也被 称为"伽马"）。这些额外的伽马被称为级联伽马或者瞬发伽马。这样的放射性核素包括例 如铷82(S2Rb)、碘124(mI)和钇86(S6Y)。（一种或多种）级联伽马与正电子近乎同时地发 射，这使其难以与期望的湮灭对分开。 (-种或多种）级联伽马导致所获得的PET数据的污染，这导致得到的PET图像的 质量和定量准确度的降低。这与康普顿散射无关。因此，针对级联伽马发射的校正是重要 的，特别是在要求定量准确度的应用中。该校正特别重要的一个应用是对心脏的定量动态 S2Rb-PET成像，这是因为定量准确度对于流程是最重要的。 存在用来执行针对PET中的散射事件的校正的若干方法。一种这样的方法是单散 射仿真（SSS)。SSS仿真的挑战在于，当患者较大时，多个散射可能对所有散射事件中的大 部分有贡献并且降低准确度。另外，未由患者占据并且可用于估计污染的视场的分数变得 非常有限。尽管如此，通过蒙特卡洛（MC)仿真已经示出了散射贡献的总体形状不随多个散 射的添加而显著地改变。因此，能够对SSS进行缩放以补偿来自多个散射的贡献。 估计针对SSS的缩放因子的典型方法是将SSS正弦图的"尾部"部分拟合到测得 的正弦图，其中，尾部是指正弦图中与成像目标的外面相对应的部分。在该方法中，假设测 得的数据中的尾部部分仅包括来自散射事件的贡献。当尾部可用并且在其中包括足够的计 数时，该假设对于较小的患者是有效的。然而，当扫描较大的患者时，尾部部分的大小减小 或消失（截断）。在尾部部分的大小较小或消失的情况下，对尾部进行拟合可能具有显著的 误差。 执行针对PET中的散射事件的校正的另一方法是执行完全MC仿真以产生原发 (primary)贡献和散射贡献两者的形状。然而，该方法要求大量的计算并且因此对于商业 PET成像而言太慢。执行针对PET中的散射事件的校正的又一方法是将基于MC的散射仿真 用于缩放和SSS，以预测分布形状。 散射校正的前述方法的挑战在于，其不解释级联伽马。Hayden等人的【美国专利 No. 7894652】描述了一种方法，通过所述方法，在基于SSS的方法中连同PET散射一起校正 对级联伽马污染的分布进行近似的分布。在相关工作中，Watson等人【JNuclMed. 2008; 49(补1) :64页】描述了从随机校正分布导出的方法。Esteves等人【JNuclCardiol.2010; 17(2) :247页】将相同的方法应用到人类数据，并且展示了该经改进的图像结果。 本申请提供了一种克服以上提到的问题和其他问题的新的且经改进的系统和方 法。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种解释级联伽马的成像系统。所述成像系统包括至少一 个处理器，所述至少一个处理器被编程为接收对从对象的靶体积发射的探测到的伽马射线 进行描述的事件数据。所述探测到的伽马射线包括从所述靶体积内的放射性核素发射的级 联伽马。所述至少一个处理器还被编程为使用蒙特卡洛（MC)仿真技术对来自所述靶体积 的级联伽马发射和湮灭伽马发射以及所述成像系统（10)的符合探测进行仿真，以生成包 括湮灭符合事件和级联符合事件的级联数据集。甚至，所述至少一个处理器还被编程为利 用使用所述级联数据集中的所述湮灭符合事件与所述级联符合事件之间的关系的对级联 符合的校正将所述事件数据重建为所述靶体积的图像表示。 根据另一方面，提供了一种解释级联伽马的成像方法。接收对从对象的靶体积发 射的探测到的伽马射线进行描述的事件数据。所述探测到的伽马射线包括从所述靶体积内 的放射性核素发射的级联伽马。使用蒙特卡洛（MC)仿真技术对来自所述靶体积的级联伽 马发射和湮灭伽马发射以及所述成像系统的符合探测进行仿真，以生成包括湮灭符合事件 和级联符合事件的级联数据集。利用使用所述级联数据集中的所述湮灭符合事件与所述级 联符合事件之间的关系的对级联符合的校正将所述事件数据重建为所述靶体积的图像表 不。 根据另一方面，提供了一种解释级联伽马的成像系统。所述成像系统包括仿真处 理器，所述仿真处理器被配置为使用蒙特卡洛（MC)仿真技术对来自对象的靶体积的级联 伽马发射和湮灭伽马发射以及所述成像系统的符合探测进行仿真，以生成包括湮灭符合事 件和级联符合事件的级联数据集。所述仿真处理器还被配置为对所述靶体积中的湮灭伽马 的散射进行仿真，以生成包括原发符合事件和散射符合事件的散射数据集。甚至，所述仿真 处理器还被配置为将所述散射数据集和所述级联数据集组合，以创建校正数据集。所述成 像系统还包括重建处理器，所述重建处理器被配置为使用用于对事件数据中的级联伽马和 散射进行校正的所述校正数据集来将所述事件数据重建为所述靶体积的图像表示。 -个优势在于PET图像中的经改进的质量。 另一优势在于PET图像中的经改进的定量准确度。 另一优势在于，与利用使用完全蒙特卡洛（MC)仿真的级联伽马校正的重建相比， 具有较快的重建。 另一优势在于对心脏的经改进的铷82 (S2Rb)成像。 本领域技术人员在阅读并理解了下面的具体说明后，将意识到本专利技术的进一步的 优势。【附图说明】 本专利技术可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。 附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解释为对本专利技术的限制。 图1图示了校正级联伽马的正电子发射断层摄影（PET)系统。 图2图示了用于确定原发级联伽马和散射符合事件的分布的方法。【具体实施方式】 本专利技术使用基于蒙特卡洛（MC)仿真的技术来预测正电子发射断层摄影（PET)数 据中级联伽马射线（也被称为瞬发伽马）的倾向，以在图像重建期间解释级联伽马并且改 进得到的图像的准确度。级联伽马是由某些放射性核素（例如铷82(S2Rb)、碘124 (1241)和 钇86(S6Y))在其衰变期间发射的除正电子之外的伽马射线（也被称为"伽马"）。由于基于 MC仿真的技术也能够被用于单散射仿真和校正，因此这种级联伽马校正可以被合并到单散 射仿真和校正算法中。 参考图1，多模态成像系统10包括PET扫描器12,以使用发射级联伽马的放射性 核素来生成原始PET数据。这样的放射性核素能够包括例如S2Rb、124I和/或S6Y。PET扫描 器12包括被布置在PET扫描器12的膛16周围的探测器14。膛16限定检查区域18。探 测器14典型地被布置为固定环。然而，还预期可旋转头。 系统10还包括计算机断层摄影（CT)扫描器20以生成辐射衰减数据。CT扫描器 20包括非旋转机架22和其上安装有CT扫描器20的X射线管26的旋转机架24当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解释级联伽马的成像系统(10)，所述成像系统(10)包括：至少一个处理器(58、60)，其被编程为：接收对从对象的靶体积发射的探测到的伽马射线进行描述的事件数据，所述探测到的伽马射线包括从所述靶体积内的放射性核素发射的级联伽马；使用蒙特卡洛(MC)仿真技术对来自所述靶体积的级联伽马发射和湮灭伽马发射以及所述成像系统(10)的符合探测进行仿真，以生成包括湮灭符合事件和级联符合事件的级联数据集；并且利用使用所述级联数据集中的所述湮灭符合事件与所述级联符合事件之间的关系的对级联符合的校正将所述事件数据重建为所述靶体积的图像表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·科尔特姆尔，R·F·穆梓克，J·耶，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，医科大学集团公司，凯斯西储大学，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL