[发明专利]基于模型的SPECT心脏取向估计

说明书

本申请在SPECT、PET和其他核成像设备或技术中具有具体应用。然 而，将会意识到所述(各)技术同样会在其他类型的成像系统和/或其他患 者扫描系统或技术中具有应用。

在很多心脏成像研究中，人们对左心室具有特别的兴趣。当观看左心 室的图像时，通常生成与左心室的长轴正交的切片。作为生成这些图像的 最初步骤，人们需要定义左心室的长轴。

单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的其中一种最重要的诊断应用 是心肌灌注成像，其中含有适当放射性核素(诸如Tc-99m)的示踪物质的 摄入指示了心脏区域的健康状况。利用这种诊断方法，将左心室(LV)SPECT 图像中的低强度与由于冠状动脉疾病造成的灌注缺失关联在一起。

在心肌SPECT中，可将根据投影数据重建的横断面图像重取向为短轴 图像。短轴图像(其垂直于LV的长轴)能够使心肌灌注SPECT的显示和 阐述标准化，并使在2D极化图形(用于量化的标准视图)中呈现3D信息 成为可能。可手动确定LV的长轴，但这是耗时并且也是主观的。

一种技术是将椭的数学模型叠加于左心室的图像之上。放射学家然后 调整该椭球(通过诸如拖拽工具来推进或拉动该椭球)，以使其尽可能地准 确地符合患者的左心室。由于所述长轴通常相对于所有三个通常用于生成 计算机断层图像的正交轴发生倾斜，因此手动操作要比其看起来更加困难。 可选地，人们可以对左心室进行分割，并使用基于计算机的拟和技术将椭 圆与左心室的轮廓相拟和。在该拟和技术中再次出现了不确定性。此外， 被成像患者常常具有各种缺陷，其使得对左心室的形状并非是真正的椭球 形。

自动确定长轴的一种方法是将椭球与数据进行拟和，并使用用于重取 向的对称轴，如在“Automatic Reorientation of Three-Dimensional，Transaxial Myocardial Perfusion SPECT Images”，G.Germano，P.B.Kavanagh，H.-T.Su， M.Mazzanti，H.Kiat，R.Hachamovitch，K.F.Van Train，J.S.Areeda，D.S. Berman，J.Nucl.Med.，36(6)，1107-1114，1995中所述。然而，这种数学模 型不能反映心脏的非对称性以及个体解剖结构的差异，并且如果存在大量 的摄入缺失，常常不能定位所述长轴。而且，SPECT图像常常显示右心室。 为了所述椭球拟和，典型地需要抑制该结构，尽管右心室可能含有用于取 向估计的有用的附加信息，特别是在如果LV的多个部分由于梗死而显示低 强度的情况下。

这样，在本领域中对促进克服上述缺陷的系统和方法存在未能解决的 需求。

根据一个方面，用于识别心脏左心室的主轴的系统包括：重建处理器， 其接收患者心脏的图像数据并将所述数据重建成图像表示；心脏取向估计 器，其使用所述图像表示和标准网格模型来识别心脏左心室长轴；以及重 取向处理器，其进一步用所述长轴作为三个正交重取向轴的其中一个对所 述图像数据进行重取向。所述系统还包括给用户呈现所述图像信息和所识 别的长轴信息的显示器。

根据另一方面，一种估计患者心脏方向的方法包括：生成患者心脏的 原始图像数据；将所述图像数据重建成图像表示；将预定义的网格模型覆 盖在所述图像表示之上；以及在所述网格模型上运行网格自适应协议以定 义左心室的长轴。所述方法还包括将定义的长轴定义用作三个正交重取向 轴的其中一个，对重建的横截图像进行重取向。

又一方面涉及一种用于识别心脏左心室主轴的系统，其包括：重建处 理器，其接收患者心脏的图像数据并将所述数据重建成图像表示；心脏取 向估计器，其使用所述图像表示和标准网格模型来识别心脏左心室的长轴； 重取向处理器，其进一步用所述长轴作为三个正交重取向轴的其中一个对 所述图像数据进行重取向；以及显示器，其给用户呈现所述图像信息和所 识别的长轴信息。

一个优势在于将左心室的长轴识别为穿过二尖瓣和左心室心肌的质心 的线。

另一优势在于由于图像重取向所述长轴信息，而获得的优于常规CT的 提高的图像精度。

本领域普通技术人员在阅读并理解了以下详细描述后，将会意识到主 题创新的其它优势。