用于数据驱动的呼吸运动估计的方法技术

一种呼吸运动估计方法(30)包括：重建发射成像数据(22)以生成重建图像(50)，所述发射成像数据包括由正电子发射断层摄影(PET)成像设备采集的响应线(LOR)或由伽马相机采集的投影；在所述重建图像内定义一个或多个评估体积(66)；基于所述LOR或所述投影的时间戳将所述发射成像数据分箱到时间区间分箱中；并且通过以下操作来生成位移‑时间曲线(70)：针对每个时间区间分箱计算被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积相交的所述LOR或所述投影的统计位移测度，所述运动评估体积可以被选择为重叠在所述重建图像中识别的运动评估图像特征(60)。

A method for data driven respiratory motion estimation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于数据驱动的呼吸运动估计的方法
下文总体上涉及医学成像领域、发射成像领域、正电子发射断层摄影(PET)成像领域、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像领域、患者监测领域以及相关领域。
技术介绍
在诸如正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)的发射成像中，向患者或其他成像对象施用放射性药物，放射性药物被设计成优先聚集在靶器官或靶组织中和/或跟踪身体机能(如糖吸收)。放射性药物包括放射性同位素，例如，PET中的正电子发射同位素。将成像对象装载到成像设备(例如，用于PET成像的PET扫描器或用于SPECT成像的伽马相机)中，并且通常使用分析或迭代重建算法来收集和重建发射成像数据以生成重建图像。为了提高准确度，可以提供成像对象的衰减图，例如根据对象的透射X射线计算机断层摄影(CT)图像计算出成像对象的衰减图，并且衰减图用于通过在成像对象体内探测到的辐射(例如，在PET情况下为511keV伽马射线)的衰减来校正重建图像的退化情况。图像退化的另外的来源是对象的运动。使用对象约束能够抑制随意运送。然而，无法避免不随意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射成像数据处理设备，包括：/n电子处理器(20)；以及/n非瞬态存储介质，其存储能由所述电子处理器读取并运行以执行呼吸运动估计方法(30)的指令，所述呼吸运动估计方法包括：/n重建发射成像数据(22)以生成重建图像(50)，其中，所述发射成像数据包括由正电子发射断层摄影(PET)成像设备采集的响应线(LOR)或由伽马相机采集的投影；/n使用所述重建图像来确定横跨体素组的运动评估体积(66)；/n基于所述LOR或所述投影的时间戳将所述发射成像数据分箱到时间区间分箱中；并且/n通过包括以下内容的操作来生成位移-时间曲线(70)：针对每个时间区间分箱计算被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/476,136;20171023 US 62/575,6251.一种发射成像数据处理设备，包括：
电子处理器(20)；以及
非瞬态存储介质，其存储能由所述电子处理器读取并运行以执行呼吸运动估计方法(30)的指令，所述呼吸运动估计方法包括：
重建发射成像数据(22)以生成重建图像(50)，其中，所述发射成像数据包括由正电子发射断层摄影(PET)成像设备采集的响应线(LOR)或由伽马相机采集的投影；
使用所述重建图像来确定横跨体素组的运动评估体积(66)；
基于所述LOR或所述投影的时间戳将所述发射成像数据分箱到时间区间分箱中；并且
通过包括以下内容的操作来生成位移-时间曲线(70)：针对每个时间区间分箱计算被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积相交的所述LOR或所述投影的统计位移测度。


2.根据权利要求1所述的发射成像数据处理设备，其中，对所述位移-时间曲线(70)的所述生成不包括执行任何图像重建操作。


3.根据权利要求1-2中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，所述统计位移测度是被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积(66)相交的所述LOR或所述投影的总计数。


4.根据权利要求1-2中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，所述统计位移测度是被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积(66)相交的所述LOR或所述投影的质心。


5.根据权利要求3-4中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，所述发射成像数据(22)包括由飞行时间-正电子发射断层摄影(TOF-PET)成像设备采集的具有TOF定位的LOR，并且对所述统计位移测度的所述计算包括用与所述运动评估体积相交的每条LOR起源于所述运动评估体积(66)的概率对所述LOR进行加权，所述概率是根据所述LOR的TOF定位来确定的。


6.根据权利要求1-5中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，使用所述重建图像(50)对所述运动评估体积(66)的所述确定包括：
在所述重建图像中识别运动评估图像特征(60)；并且
选择所述运动评估体积以包含或重叠所述运动评估图像特征。


7.根据权利要求6所述的发射成像数据处理设备，其中，没有所述运动评估体积(66)的边界被选择为与所述运动评估图像特征(60)的任何边界重合。


8.根据权利要求6-7中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，所述运动评估图像特征(60)是肺(74)，并且所述运动评估体积(66)被选择为与所述肺与横膈膜(76)之间的边界(72)相交或者至少部分包含所述肺与横膈膜之间的边界。


9.根据权利要求8所述的发射成像数据处理设备，其中，通过扩张所述肺(74)与所述横膈膜(76)之间的所述边界(72)来选择所述运动评估体积(66)。


10.根据权利要求6-9中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，对运动评估图像特征(60)的所述识别包括：
在所述重建图像(50)中识别多个候选图像特征(54)；
计算针对每个候选图像特征的统计度量(56)；并且
基于所计算的针对所述多个候选图像特征的统计度量来从所述候选图像特征中选择所述运动评估图像特征(60)。


11.根据权利要求10所述的发射成像数据处理设备，其中，针对每个候选图像特征的所述统计度量(56)包括以下中的至少一个：所述重建图像(50)中的所述候选图像特征的平均图像强度，以及所述候选图像特征的最大图像强度梯度。


12.根据权利要求1-11中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，为生成所述重建图像(50)而对所述发射成像数据(22)的所述重建不使用衰减图(18)来校正衰减。


13.根据权利要求1-12中的任一项所述的发射成像数据处理设备，其中，所述非瞬态存储介质还存储能由所述电子处理器读取并运行以执行门控图像重建过程(40)的指令，所述门控图像重建过程包括：
使用通过所述呼吸运动估计方法(30)生成的所述位移-时间曲线(70)和所述LOR或所述投影的所述时间戳来选择与呼吸门控区间相对应的所述发射成像数据(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·徐，P·奥利维尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，约翰斯霍普金斯大学，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL