基于FDG PET图像的Ki均值计算方法与系统、存储介质和设备技术方案

技术编号：40124474 阅读：4 留言：0更新日期：2024-01-23 21:10

本发明专利技术涉及基于FDG PET图像的K<subgt;i</subgt;均值计算方法，包括：对注射FDG后的被探测物体进行第一次PET/CT全身扫描，得到第一PET图像；在第一次PET/CT全身扫描结束后进行第二次PET/CT全身扫描，得到第二PET图像；在第一PET图像和第二PET图像上勾画感兴趣区域，分别计算血液FDG活度值C<subgt;P</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)和C<subgt;P</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)；根据C<subgt;P</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)和C<subgt;P</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)对群体输入函数进行缩放，得到个体输入函数C<subgt;P</subgt;(τ)；根据第一PET图像和第二PET图像获取配准后图像上对应像素点的FDG活度值C<subgt;voxel</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)和C<subgt;voxel</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)；或，根据第一PET图像和第二PET图像计算配准后图像感兴趣区域的FDG活度均值C<subgt;ROI</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)和C<subgt;ROI</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)；根据C<subgt;P</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)、C<subgt;P</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)、C<subgt;voxel</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)、C<subgt;voxel</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)和C<subgt;P</subgt;(τ)计算感兴趣区域的动力学参数K<subgt;i</subgt;均值；或，根据C<subgt;P</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)、C<subgt;P</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)、C<subgt;ROI</subgt;(t<subgt;1m</subgt;)、C<subgt;ROI</subgt;(t<subgt;2m</subgt;)和C<subgt;P</subgt;(τ)计算感兴趣区域的K<subgt;i</subgt;均值。其有益效果是，无需多次采血，缩短扫描时长。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发射断层成像，尤其涉及一种基于fdg pet图像的ki均值计算方法与系统、存储介质和设备。

技术介绍

1、发射断层成像技术作为一种无损分子级影像技术，在临床上广泛应用于肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等的诊断和预后。通过探测器对被探测物体内发出的伽马光子，结合图像重建算法进而无损地探测被探测物体内部放射性核素标记药物的三维分布。在临床应用最广泛的发射断层成像技术包括正电子发射断层成像技术(positron emissiontomography，以下简称pet)和单光子发射计算机断层成像技术(single photon emissioncomputed tomography)。其中，18f标记氟代脱氧葡萄糖([18f]fluorodeoxyglucose，以下简称fdg)的pet成像是临床上使用最广泛的对肿瘤进行早期诊断、分期、预后评估的发射断层成像技术，可以提供全身组织和器官的葡萄糖代谢信息。

2、目前临床上使用的传统fdg pet静态成像步骤为：在被探测物体摄取fdg一定时间之后，对被探测物体内释放的一对伽马光子进行符合探测得到一条响应线，经过一段时间的探测得到多条响应线，使用解析或迭代算法对图像进行重建，得到探测物体内部fdg放射性活度的三维静态分布图像。将图像中每个像素的放射性活度值转化为标准化摄取值(standard uptake value，以下简称suv)，计算公式为：suv(单位：g/ml)等于放射性活度值(单位：bq/ml)除以注射剂量值(单位：bq)再乘以被探测物体体重(单位：g)。通

3、而通过fdg pet动力学成像可以得到动力学参数——净摄取常数(net uptakerate constant，以下简称ki)，它不依赖于fdg摄取时间和血浆fdg放射性活度的变化，具有明确的生理学意义，可精确表征全身组织器官乃至肿瘤对葡萄糖的代谢速率，是使用fdgpet对全身糖代谢进行精确定量的金标准参数。相较于半定量的suv，通过精确定量的ki进行肿瘤诊断和预后评估，可显著提高对肿瘤的定量精度和诊断能力。现有fdg pet动力学成像方法耗时长、流程复杂，包括：需要在被探测物体摄取fdg之后立刻进行60分钟及以上时间的动态扫描，将探测得到的动态投影数据在时间维度上进行划分，对每帧投影数据分别使用解析或迭代算法对图像进行重建，得到多帧三维pet图像，对图像中感兴趣区域进行勾画，计算感兴趣区域内平均放射性活度随时间变化曲线；同时需要对患者动脉血进行多次连续采集，对其放射性活度进行测量，得到其放射性活度随时间变化曲线，以下称为输入函数曲线；基于上述得到的感兴趣区域内平均放射性活度随时间变化曲线和输入函数曲线，利用不可逆二房室模型或patlak plot分析方法，可以计算得到感兴趣区域内的平均ki值。若感兴趣区域为肿瘤，则可以计算肿瘤内的平均ki值，对肿瘤糖代谢进行精确定量和评估。但是，上述现有fdg pet动力学成像方法探测时间长、需要多次采动脉血，无法应用于临床实践。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种基于fdg pet图像的ki均值计算方法与系统，其解决了现有fdg pet动力学成像方法探测时间长、需要多次采动脉血的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本专利技术提供一种基于fdg pet图像的ki均值计算方法，包括：对注射fdg后的被探测物体进行第一次pet/ct全身扫描，得到第一pet图像。在第一次pet/ct全身扫描结束后对被探测物体进行第二次pet/ct全身扫描，得到第二pet图像。在第一pet图像和第二pet图像上勾画感兴趣区域，分别计算第一pet图像的第一血液fdg活度值cp(t1m)和第二pet图像的第二血液fdg活度值cp(t2m)。根据cp(t1m)和cp(t2m)对预先建立的群体输入函数进行缩放，得到个体输入函数cp(τ)。根据第一pet图像和第二pet图像获取配准后图像上对应像素点的fdg活度值cvoxel(t1m)和cvoxel(t2m)；或，根据第一pet图像和第二pet图像计算配准后图像感兴趣区域的fdg活度均值croi(t1m)和croi(t2m)。根据cp(t1m)、cp(t2m)、cvoxel(t1m)、cvoxel(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值；或，根据cp(t1m)、cp(t2m)、croi(t1m)、croi(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值。

6、可选地，所述根据cp(t1m)、cp(t2m)、cvoxel(t1m)、cvoxel(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值，包括：根据如下公式计算pet图像每个像素的动力学参数ki值，以得到全身动力学参数ki图像：

7、

8、其中，t1m为第一次pet/ct全身扫描的中间时刻，t2m为第二次pet/ct全身扫描的中间时刻。在全身动力学参数ki图像中勾画感兴趣区域，计算感兴趣区域的ki均值。

9、可选地，所述根据第一pet图像和第二pet图像获取配准后图像上对应像素点的fdg活度值cvoxel(t1m)和cvoxel(t2m)，包括：对第一pet图像和第二pet图像进行图像配准，配准后的第一pet图像和第二pet图像上相对应的单个像素点的fdg活度值分别记为cvoxel(t1m)和cvoxel(t2m)。

10、可选地，所述根据cp(t1m)、cp(t2m)、croi(t1m)、croi(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值，包括：根据如下公式计算感兴趣区域的动力学参数ki均值：

11、

12、其中，t1m为第一次pet/ct全身扫描的中间时刻，t2m为第二次pet/ct全身扫描的中间时刻。

13、可选地，所述根据第一pet图像和第二pet图像计算配准后图像感兴趣区域的fdg活度均值croi(t1m)和croi(t2m)，还包括：先对第一pet图像和第二pet图像进行图像配准，而后在配准后第一pet图像和第二pet图像上选取感兴趣区域。分别计算配准后的第一pet图像感兴趣区域的fdg活度均值croi(t1m)和第二pet图像感兴趣区域的fdg活度均值croi(t2m)。

14、可选地，所述根据第一pet图像和第二pet图像计算配准后图像感兴趣区域的fdg活度均值croi(t1m)和croi(t2m)，还包括：先在其中一个pet图像上勾画感兴趣区域，而后将所勾画的感兴趣区域配准到另一pet图像。分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述根据CP(t1m)、CP(t2m)、Cvoxel(t1m)、Cvoxel(t2m)和CP(τ)计算感兴趣区域的动力学参数Ki均值，包括：

3.根据权利要求2所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述根据第一PET图像和第二PET图像获取配准后图像上对应像素点的FDG活度值Cvoxel(t1m)和Cvoxel(t2m)，包括：

4.根据权利要求1所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述根据CP(t1m)、CP(t2m)、CROI(t1m)、CROI(t2m)和CP(τ)计算感兴趣区域的动力学参数Ki均值，包括：

5.根据权利要求1所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述在第一PET图像和第二PET图像上勾画感兴趣区域，分别计算第一PET图像的第一血液FDG活度值CP(t1m)和第二PET图像的第二血液FDG活度值CP(t2m)，包括：

6.根据权利要求1所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述根据CP(t1m)和CP(t2m)对预先建立的群体输入函数进行缩放，得到个体输入函数CP(τ)，包括：

7.根据权利要求1所述的基于FDG PET图像的Ki均值计算方法，其特征在于，所述群体输入函数通过如下步骤建立：

8.一种基于FDG PET图像的Ki均值计算系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述基于FDG PET图像的Ki均值计算方法。

10.一种存储设备，包括存储介质和处理器，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述基于FDG PET图像的Ki均值计算方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于fdg pet图像的ki均值计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于fdg pet图像的ki均值计算方法，其特征在于，所述根据cp(t1m)、cp(t2m)、cvoxel(t1m)、cvoxel(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值，包括：

3.根据权利要求2所述的基于fdg pet图像的ki均值计算方法，其特征在于，所述根据第一pet图像和第二pet图像获取配准后图像上对应像素点的fdg活度值cvoxel(t1m)和cvoxel(t2m)，包括：

4.根据权利要求1所述的基于fdg pet图像的ki均值计算方法，其特征在于，所述根据cp(t1m)、cp(t2m)、croi(t1m)、croi(t2m)和cp(τ)计算感兴趣区域的动力学参数ki均值，包括：

5.根据权利要求1所述的基于fdg pet图像的ki均值计算方法，其特征在于，所述在第一pet图像和第二pet图像上勾画感兴趣区域，分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婧，李楠，
申请(专利权)人：江苏赛诺格兰医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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