当对诸如患者心脏中的钙沉积的致密结构成像时，执行慢速扫描（例如，小于大约6rpm）CT数据采集，其中在以大约360°围绕患者旋转期间连续地但是稀疏地采集数据。在给定患者心率和CT机架速度的情况下，弧段被定义为等于一个心脏周期（例如，心跳）。使用心电图信号数据来识别所采集的投影数据集，该投影数据集对应于在其期间心脏相对静止的多个心脏周期时相的每一个。对所识别的稀疏投影数据集执行稀疏重建算法以从针对所有心脏周期上的该时相采集的扫描数据生成每一心脏周期时相的图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于门控X射线CT成像的稀疏数据重建本申请在门控心脏CT数据重建程序和系统中尤其有用。然而，将意识到，所描述的(一项或多项)技术也可应用于其他类型的成像系统、其他图像重建技术，和/或其他医学应用。电子束CT (EBCT)是针对心脏成像而专门设计的。它利用快速扫描电子束来轰击位于患者周围的大钨靶，生成用于成像的X射线束。由于在X射线机架中没有物理的移动部分，因此其可以实现非常快的扫描速度，通常明显低于每切片100ms，这对于使用ECG门控来“冻结”心脏是足够好的。因此EBCT在多年来一直是执行心脏冠脉钙化积分测试的黄金标准设备。然而，EBCT具有几个缺点。首先，由于系统输出功率受到设计的限制，因此图像具有高的统计学噪声；其次，其高度专用于心脏应用并且不能用作通用目的CT ;再次，硬件是昂贵的。因此，近年来，多切片CT (MSCT)已经开始出现并且在心脏成像中成为EBCT的替代选择。用于对跳动的心脏成像以进行诊断的其他技术包括使用在前瞻性的或者回顾性的ECG门控帮助下的高速(具有亚秒级旋转)MSCT。在前瞻性门控的情况下，CT机架围绕患者持续旋转。X射线管在大部分时间保持关闭，并且只有当ECG信号指示心脏处在某些运动时相时才被触发。一旦心脏准备好进行快照，X射线管将发射X射线，并且为了有效的重建，机架在心脏离开这一运动时相之前必须快速地覆盖足够的角度，并且电子器件也需要足够快以采集、传送和存储数据。然后患者床移动到下一个床位并且重复以上程序直到覆盖整个心脏。如果使用回顾性ECG门控，那么X射线管连续地发射，以在每个床位采集至少一个心脏周期。然后基于ECG信号标记来选出“良好的”数据并将其用于重建。传统方法因而试图通过使用快速CT和前瞻性的或者回顾性的心脏门控来冻结对象的运动，其不利地导致了高辐射剂量和/或只允许重建一个单独的心脏时相。因为需要在很短的持续时间内采集每个重建切片所需的投影数据，所以传统方法对于系统的机械和电气设计也强加了苛刻的要求。传统方法具有几个缺点要求系统的机架十分快速地运动，这阻碍了相对慢速旋转的平板CT系统采用所述传统方法；辐射剂量可能非常高，尤其是当使用回顾性门控时；以及在实践中，不能复原完整的心脏运动。在现有技术中，需要一种系统和方法，其便于使用划算、安全、慢速扫描的具有平板X射线CT探测器的CT扫描器，或者类似物，来生成特定心脏周期时相的静止图像，因而克服以上提及的不足。根据一个方面，一种便于针对门控计算机断层摄影成像使用稀疏数据重建的系统包括CT扫描器，其包括具有X射线源和平板X射线探测器的旋转机架，并且执行患者心脏的慢速CT扫描以便在围绕患者连续旋转机架的同时生成多个投影图像数据集；以及患者监测设备，其生成生理周期时相信息。该系统还包括处理器，处理器根据多个生理周期时相将投影图像数据分类，使得每个生理周期时相的数据跨越被长弧段分隔开的多个短弧段，所述长弧段比所述短弧段更长。处理器执行稀疏数据重建算法并且重建每个生理周期时相的图像，在与多个生理周期期间的生理周期时相对应的多个短弧段上重建每个图像。根据另一方面，一种针对门控X射线计算机断层摄影成像使用稀疏数据重建的方法，包括通过缓慢并且连续地环绕患者旋转CT扫描器的机架来采集跳动的心脏的CT扫描数据，以生成多个投影图像数据集，该机架具有耦合到其的X射线源和平板X射线探测器。该方法还包括在采集CT扫描数据的同时采集描述患者心脏的多个生理周期的生理信号数据，以及使用生理信号数据来识别每个生理周期的不同时相。此外，该方法包括根据时相来分类投影图像数据，在所述时相期间采集图像投影数据，以及对被分类的投影图像数据执行稀疏重建算法以重建生理周期的每个所识别时相的图像。根据另一方面，一种便于从在门控的慢速计算机断层摄影(CT)扫描期间采集的稀疏投影数据来重建解剖图像的系统，包括CT扫描器，该CT扫描器执行对在扫描期间处于运动中的感兴趣体积的慢速门控CT扫描，以及在围绕所述感兴趣体积的360°旋转期间与多个生理周期的时相对应的多个短弧段上收集稀疏投影数据。所述系统还包括处理器，其通过执行稀疏数据重建算法而生成感兴趣体积的图像，该稀疏数据重建算法重建在CT扫描器的旋转期间沿着多个短弧段采集的稀疏投影数据。 一个优点是与使用快速MSCT的心脏CT成像相比成本的降低。另一优点在于针对使用心脏时相特异性衰减图的PET/SPECT图像数据改善的衰减校正。 另一优点在于可以以不比常规CT扫描更多的X射线剂量来获得整个心脏运动周期。另一优点在于使用常规CT辐射剂量的一部分来获得单一时相的无运动心脏图像。通过阅读和理解了以下详细描述，本领域普通技术人员将意识到主题创新的仍进一步优点。附图仅出于图示各方面的目的，并且不应被解释为限制性的。图I图示了一种系统，其针对门控心脏成像或者类似物采用稀疏数据重建技术来成像周期性运动对象(例如，心脏)，以便检测沉积在冠状动脉中的钙；图2图示了由不同虚线指示的多个心脏周期时相的示意图；图3图示了在心脏周期的第一时相期间的真实切片图像和稀疏重建的切片图像；图4图示了在心脏周期的第二时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；图5图示了在心脏周期的第三时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；图6图示了在心脏周期的第四时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；图7图示了在心脏周期的第五时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；图8图示了在心脏周期的第六时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，它们具有示出于心脏中的钙沉积；图9图示了在心脏周期的第七时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；附图说明图10图示了在心脏周期的第八时相期间的真实图像和稀疏重建的图像，并且具有示出于心脏中的钙沉积；图11图示了 12-心脏周期扫描的第一时相的示例性截屏，并示出了钙沉积；图12图示了使用稀疏数据重建技术来成像周期性运动对象(例如，心脏)的方法。参照图1，图示了采用稀疏数据重建技术来成像周期性运动对象(例如，心脏)的系统10。本实施例侧重于门控心脏成像(例如，针对钙化积分以便检测心肌组织中的钙沉积、CT血管造影术，等等)。然而，也预期用于其他目的的定格成像。例如，采用用于心脏成像的慢速X射线CT扫描算法或者技术12，使得CT扫描器15 (例如飞利浦的BRIGHTVIEW XCT扫描器，或者类似物)上的机架14的每个旋转包含几个心脏运动周期，例如，10-12个。与其中假设感兴趣体积为静止的“快速”扫描相反，“慢速”扫描被定义为具有足够长的采样周期(或者弧距离)从而可以假设感兴趣体积呈现出运动的扫描。例如，如果感兴趣体积为人类心脏，其每秒跳动大约一次，那么慢速扫描可采用大约700ms或者更大的采样周期，使得在该采样周期期间心脏在某一时刻将呈现出运动。相反，同一心脏的快速扫描可具有大约 IOms或者更短的采样周期，使得很可能在该快速扫描采样周期期间收集的投影数据当被重建时将生成“静止的”图像。也就是，快速扫描的采样周期十分短使得心脏的运动不成为影响因素。通过使用慢速扫描以及与生理周期例如心跳中的感兴趣时相相关的稀疏采集的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.22 US 61/306,5671.一种便于针对门控计算机断层摄影成像使用稀疏数据重建的系统(10)，包括 CT扫描器(15)，其包括具有X射线源(42)和平板X射线探测器(40)的旋转机架(14)，并且所述CT扫描器执行患者心脏(68)的慢速CT扫描以便在围绕所述患者连续旋转所述机架(14)的同时生成多个投影图像数据集； 患者监测设备，其生成生理周期时相信息；以及 处理器(36)，其 根据多个生理周期时相将所述投影图像数据分类，使得针对每个生理周期时相的所述数据跨越被长弧段分隔开的多个短弧段，所述长弧段比所述短弧段更长； 执行稀疏数据重建算法(28)并且重建所述生理周期时相中的每个的图像(30)，在与多个生理周期期间的所述生理周期时相对应的所述多个短弧段上重建每个图像。2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述机架在所述CT扫描期间以6rpm或者更低的速度旋转。3.根据权利要求1-2中任一项所述的系统,其中,所述CT扫描器(15)在一次旋转中米集大约8-12个生理周期的扫描数据，每个生理周期包括所述多个生理周期时相。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述生理周期是心脏周期和呼吸周期之一，并且所述患者监测设备分别是心电图仪(ECG) (20)和呼吸监测器之一。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理器使用ECG信号数据(18)门控针对所述心脏周期的每个时相采集的扫描数据(16)，以便将所采集的扫描数据(16)对应于每个心脏周期时相。6.根据权利要求4-5中任一项所述的系统，还包括计算机可读介质(26)，其存储以下中的ー个或多个 数据采集算法(22); 所采集的投影数据(16); ECG信号数据(18)； ECG数据时间戳信息(24)； ECG门控算法(32)； 稀疏重建算法(28)； 心脏图像(30);以及 心脏运动时相数据(34 )。7.根据权利要求1-5中任一项所述的系统,其中,所述CT扫描器(15)是多模态CT扫描器，所述多模态CT扫描器包括所述X射线源(42)、所述平板X射线探测器(40)以及两个核探測器(44)。8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，还包括显示器(38)，在所述显示器上向用户显示所述图像(30)以用于钙化积分。9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，还包括衰减校正模块(50)，该衰减校正模块由所述处理器执行以使用所述图像(30)来校正核图像中的衰减。10.ー种针对门控X射线计算机断层摄影成像使用稀疏数据重建的方法，包括 通过缓慢并且连续地绕患者旋转CT扫描器(15)的机架(14)来采集跳动的心脏的CT扫描数据(16)，以生成多个投影图像数据集，所述机架具有耦合到其的X射线源(42)和平板X射线探测器(40); 在采集所...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·梁，J·耶，J·王，L·邵，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。