一种基于PET-MR的心肌采集与定量分析系统技术方案

本发明专利技术涉及医学图像采集及处理技术领域，提供一种基于PET

【技术实现步骤摘要】
一种基于PET
‑
MR的心肌采集与定量分析系统


[0001]本专利技术涉及医学图像采集及处理
，尤其涉及一种基于PET
‑
MR的心肌采集与定量分析系统。

技术介绍

[0002]一体化正电子发射断层显像(Positron Emission Tomography，PET)/磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)系统(PET
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MR)是近年来兴起的一种融合显像技术，充分利用两者在解剖定位和功能显像上的优势，在肿瘤、神经、心脏等疾病的诊断中具有重要的意义，特别是对于心肌病变的评价和疗效评估方面有着重要的价值。
[0003]在各种无创伤的影像评估手段中，以
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FDG PET显像在心肌存活的评价中被认为是“金标准”。
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FDG是一种阴性显像剂，梗死的心肌对其不摄取，图像上缺损的区域一般认为是出现梗死的心肌。与此同时以
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FAPI、
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AV45等为代表的阳性显像则可以评价心肌纤维化、淀粉样变等其他病变，出现药物显著摄取的区域，被认为是病变区域。阴性显像由于心肌整体显示相对清晰，判读容易，半定量分析技术成熟，但对于阳性显像，目前没有理想的半定量分析技术。
[0004]心肌病变的位置和程度对于疾病的诊断及治疗方案的制定有着重要的价值，通过美国心脏病协会(American Heart Association，AHA)推荐的17分段法对左室心肌进行分段，可以检测心肌病变的位置及程度。然而，现在的技术无法对阳性显像的PET图像进行准确的17分段的分割。
[0005]一体化PET
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MR系统可以同时采集PET和MR的数据，因此通过MR的结构像对心肌进行分段，再映射在PET图像上的方法是可行的。然而，在心脏PET/MR采集中，通常PET采集是在自由呼吸状态下采集，而MR是在屏气状态下采集，导致PET和MR配准困难，难以通过MR的结构像来对PET图像的心肌进行分割。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要解决现有技术PET和MR配准困难，难以通过MR的结构像来对PET图像中的心肌进行分割等技术问题，提出一种基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，充分利用呼吸绑带记录的动态呼吸数据，提取屏气状态下PET生数据，获取屏气状态的PET图像，并与屏气状态的MR图像进行配准，利用软组织高分辨率的MR图像，可以对左室进行精确的分割，进而获得精准的PET定量分析指标。
[0007]本专利技术提供了一种基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，包括如下步骤：
[0008]步骤S1、对患者进行PET
‑
MR心肌显像，获取患者心脏PET的生数据、用于衰减校正的水脂分离MR图像和多对比度MR图像；其中，所述多对比度MR图像包括心脏舒张末期的bSSFP图像；
[0009]步骤S2、根据呼吸绑带获取的呼吸曲线，将采集过程分成屏气状态和非屏气状态，从PET生数据中提取屏气状态下的PET生数据，对屏气状态下的PET生数据进行衰减校正并
重建，得到屏气状态下的PET图像；
[0010]步骤S3、将屏气状态下的PET图像与屏气状态下的心脏舒张末期的bSSFP图像进行融合配准，得到配准后的PET图像；
[0011]步骤S4、在心脏舒张末期的bSSFP图像上对左室心肌进行17节段的分割；
[0012]步骤S5、将分割结果映射在PET图像上，获取每个节段的定量指标并生成左室靶心图。
[0013]优选的，PET
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MR心肌显像采用呼吸门控和心电门控双门控的采集方法，PET采集模式为列表模式。
[0014]优选的，在S2步骤中，从呼吸曲线中将屏气状态和非屏气状态的时间段提取出来，对列表模式的PET生数据进行重组，得到屏气状态下的PET生数据。
[0015]优选的，在S2步骤中，提取屏气状态下的PET生数据后，采用3D OSEM重建算法，使用点扩散函数和飞行时间技术对屏气状态下的PET生数据进行重建；其中，使用屏气状态下采集的水脂分离图像进行PET的衰减校正。
[0016]优选的，在步骤S3中，图像配准采用刚性配准的方法，将屏气状态下的PET图像配准到心脏舒张末期的bSSFP图像上，使两种模态的数据空间位置保持一致。
[0017]优选的，在步骤S4中，采用全自动的分割算法，在心脏舒张末期的bSSFP图像上，将左室心肌进行17节段的分割。
[0018]优选的，在步骤S4中，将左室心肌进行17节段的分割的过程：
[0019]根据心尖和二尖瓣平面的中心确定心脏主轴，找到垂直主轴方向的切平面，将心脏主轴分为4等份，生成4个圆环形切片，分别代表心肌的基底部、中部、心尖部和心尖；再将基底部和中部分成6段，分别是前壁、前室间隔、下室间隔、下壁、前侧壁、下侧壁；心尖部分成4段，分别是前壁、室间隔、下壁、侧壁。
[0020]优选的，在步骤S5中，分别对心脏舒张末期的bSSFP图像上的17个分段进行二值化处理，得到每个分段的掩膜图像。分别将17个分段的MR掩膜图像和配准后的PET图像相乘，得到每个分段的心肌PET图像。对每个心肌分段的PET图像计算其SUV均值，根据AHA 17分段标准，生成左室SUV均值的靶心图。
[0021]本专利技术提供的一种基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，在心脏PET
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MR的采集过程中，使用呼吸绑带得到采集过程中的呼吸曲线。对于MR，在屏气状态下扫描水脂分离的MR图像，并在屏气状态下扫描得到两腔、四腔、短轴的黑血图像和电影图像等常规临床序列。对于PET，使用列表模式进行全程PET生数据采集。在扫描完成后，提取采集过程中的呼吸曲线，并将整个采集过程分为屏气状态和非屏气状态。从列表模式的PET生数据中提取出屏气状态的PET生数据进行重建，并使用屏气状态下的水脂分离的MR序列对该生数据进行衰减校正，得到屏气状态下的PET图像，与屏气状态下的MR数据进行配准和融合。在心肌定量分析中，在心脏舒张末期的bSSFP图像上进行心肌17节段的分割，并将分割结果映射到PET图像上，得到PET各个节段的SUV值及心肌靶心图。这种方法通过提取特定阶段的PET数据，获得配准的PET
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MR的数据，从而可以对坏死、淀粉样变或纤维化的心肌进行精准的定性和定量的分析。
[0022]本专利技术在不改变扫描流程的基础上，通过生数据的分割与重组，提取特定阶段的PET数据，避免呼吸运动对PET图像的影响，同时提高了PET与MR图像的配准精度。创新性地
应用MR数据进行左室分割并将分割结果映射到PET图像上，实现了PET图像的精准分割，可以实现阳性显像剂的精准分割和定量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、对患者进行PET
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MR心肌显像，获取患者心脏PET的生数据、用于衰减校正的水脂分离MR图像和多对比度MR图像；其中，所述多对比度MR图像包括心脏舒张末期的bSSFP图像；步骤S2、根据呼吸绑带获取的呼吸曲线，将采集过程分成屏气状态和非屏气状态，从PET生数据中提取屏气状态下的PET生数据，对屏气状态下的PET生数据进行衰减校正并重建，得到屏气状态下的PET图像；步骤S3、将屏气状态下的PET图像与屏气状态下的心脏舒张末期的bSSFP图像进行融合配准，得到配准后的PET图像；步骤S4、在心脏舒张末期的bSSFP图像上对左室心肌进行17节段的分割；步骤S5、将分割结果映射在PET图像上，获取每个节段的定量指标并生成左室靶心图。2.根据权利要求1所述的基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，其特征在于，PET
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MR心肌显像采用呼吸门控和心电门控双门控的采集方法，PET采集模式为列表模式。3.根据权利要求1所述的基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，其特征在于，在S2步骤中，从呼吸曲线中将屏气状态和非屏气状态的时间段提取出来，对列表模式的PET生数据进行重组，得到屏气状态下的PET生数据。4.根据权利要求3所述的基于PET
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MR的心肌采集与定量分析系统，其特征在于，在S2步骤中，提取屏气状态下的PET生数据后，采用3D OSEM重建算法，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯洪波，杜雪梅，张硕，陆陟，李迪，宋成，杨阳，郝佳欣，
申请(专利权)人：大连医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：