[发明专利]误差适应性功能成像

说明书

下文主要涉及功能医学成像。它特别应用于需要识别和解决功能成像 信息中由噪声和其他误差源引起的不确定性的情况。

医学成像技术已经成为疾病诊断和治疗的关键工具。医学成像中一个 备受关注的方面就是功能成像，功能成像提供诊断和/或治疗相关的功能参 数信息。

功能成像通常包括生成感兴趣参数的参数映射图。一个示例就是在肿 瘤学研究中使用FMISO-PET图像，在肿瘤学研究中使用缺氧相关的功能参 数来区别肿瘤中侵袭性强的部分或侵袭性弱的部分。另一个示例包括心脏 PET或SPECT研究，其中使用灌注相关功能参数的参数映射图来识别心肌 的灌注不足区域。其它示例包括功能磁共振成像(fMRI)，其特别用于提供 脑功能相关的信息；以及分子成像，其提供有关分子标记或试剂的信息。

然而，一个复杂的因素就是噪声和其它不确定性的影响。虽然体素方 式的参数估计提供了相对较高的空间分辨率，但是这样的估计尤其容易受 到底层图像数据中噪声的影响。如果未加解决，这种噪声的影响能够产生 次优诊断或治疗。

平滑技术用于降低由诸如成像噪声、建模噪声以及数据稀疏的因素引 起的统计参数波动。一种常用的平滑技术是聚类，其中将感兴趣的区域或 体积分成具有相似参数值的邻接或非邻接子区域。指定期望的聚类数目， 并使用聚类算法将所述区域划分为指定数目的聚类。所谓的定义区域反过 来用于诊断(例如，确定肿瘤或心肌中缺血区域的大小)和/或治疗(例如， 确定辐射治疗计划中的辐射剂量)。

然而，前述技术的一个缺点在于聚类的数目和/或分布可能不恰当，从 而导致次优聚类。次优聚类会反过来导致次优诊断和/或治疗。

因此，需要提供改进的技术来解决功能成像中噪声和其它不确定性的 影响。

本发明的各方面关注这些内容以及其他内容。

根据本发明的第一方面，一种成像方法包括接收指示对象的感兴趣区 域的功能图像数据，其中功能图像数据包括空间变化功能参数值和空间变 化功能误差值。该方法还包括根据空间变化功能误差值的函数分割感兴趣 区域并生成指示经分割的感兴趣区域的图像。其中，分割包括将所述感兴 趣区域分割成具有不同空间分辨率的子区域。

根据本发明的另一个方面，一种成像设备包括用于接收指示对象的感 兴趣区域的功能图像数据的装置，其中功能图像数据包括空间变化功能参 数值和空间变化功能误差值。该成像设备还包括用于根据空间变化功能误 差值的函数分割感兴趣区域的装置，以及用于生成指示经分割的感兴趣区 域的图像的装置。其中，用于分割的所述装置适于将所述感兴趣区域分割 成具有不同空间分辨率的子区域

根据本发明的另一个方面，一种成像设备，该成像设备包括：用于接 收指示对象的感兴趣区域的功能图像数据的模块。功能图像数据包括空间 变化功能参数值和空间变化功能误差值。该成像设备还包括用于根据所述 空间变化功能误差值的函数分割所述感兴趣区域的模块；以及用于生成指 示经分割的感兴趣区域的图像的模块。其中，分割包括将所述感兴趣区域 分割成具有不同空间分辨率的子区域。

根据本发明的另一个方面，一种包含指令的计算机可读存储介质，该 指令在由计算机执行时令计算机执行如下方法，该方法包括：接收指示对 象的感兴趣区域的功能图像数据；使用空间变化功能误差模型在空间上改 变功能图像数据的空间分辨率；以及生成指示功能图像数据的图像。

根据本发明的另一方面，一种方法包括：接收指示感兴趣区域的功能 图像数据；在GUI上以人可读方式显示功能图像数据；以及基于功能误差 模型和所显示的功能图像数据的人工评价对感兴趣区域进行交互式分割。

本领域技术人员在阅读并理解附图及说明书后将领会到本发明的其他 方面。

本发明通过举例方式进行说明，且并不局限于附图中的各幅图，在附 图中相同的附图标记指示相似的元件，且在幅图中：

图1描绘出分割图像体积的各步骤；

图2A、2B、2C和2D描绘出处于二元分割各个阶段的图像体积；

图3描绘出多个聚类。