[发明专利]用于测量示踪剂摄取和再分布的动态心脏SPECT的重建

说明书

本发明具体应用于患者成像系统，尤其涉及诸如单光子发射计算机断层摄影(SPECT)等患者成像装置。然而，应当认识到，所述技术还可以应用于其他核成像系统、其他患者成像方案、其他图像分析技术等。

在SPECT成像系统中，平面探测器收集投影数据以积累足够量的数据。在组合的SPECT-计算机断层摄影(CT)系统中，通常将一到三个探测器步进移动到多个位置中的每个，从而沿着多个投影方向中的每个收集足够的数据，用于重建具有诊断意义的3D图像。通常不分析示踪剂摄取、灌注和排出的动态过程，因为SPECT是非动态系统。示踪剂分布可能受到例如肝脏初始摄取、与缺血性心脏组织相关联的摄取和排出率降低等的不利影响，这可能导致不希望的伪影。这些不受控制的效果使重建的SPECT图像质量下降。

在心脏SPECT采集期间时变的示踪剂分布有两个主要原因：如果追求短工作流程(例如快速静止-应力收缩同步失调指标规程)，初始摄取动态过程可以与来自血池和肝脏的信号组合发生。此外，对于铊-氯化物而言，缺血区域在应力状态下表现出延迟的摄取，并在随后的休息阶段表现出更慢的排出。在SPECT采集期间不希望有这种效果，因为它们在重建的体积图像中导致伪影。可以通过预处理测得的投影，即通过沿正弦线的过滤和归一化来校正它们。

注射之后不受控的摄取效果和/或再分布和排出可能使重建图像的质量显著下降。另一方面，针对这些梯度“速度”的定量测量可能有助于对缺血、“冬眠”、和梗塞组织进行归类。有多种用于动态SPECT重建的方法，但它们一般缺少稳定性和鲁棒性，主要是由于在这种情况下更为严格的病态重建问题。

例如，与正电子发射断层摄影(PET)相比较，SPECT中时间相关的过程由于其固有的静态数据采集而成为一个问题。在一个时间点，通常有收集的感兴趣区域的一个或两个投影视图。由于时间过程的原因，不同的投影方向常常表示不同放射性同位素分布的投影，这在3D图像中导致伪影。例如，对于心脏采集而言，通常通过评估如极坐标图中所示的灌注，例如左心室心肌的二维投影，来做出临床决定。

本申请提供了用于估计SPECT采集期间示踪剂分布的时间相关的极坐标图的新的、经改进系统和方法，其克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种用于示踪剂摄取图像的伪影校正系统，其包括处理器，该处理器从感兴趣区域接收多个示踪剂摄取投影数据集，静态地重建感兴趣区域的图像，生成感兴趣区域的表面的极坐标图，并根据图像的静态重建将摄取投影数据的时域受限段反向投影到感兴趣区域的表面的极坐标图上。

根据另一方面，一种生成动态心脏单光子发射计算机断层摄影(SPECT)图像的方法包括：重建包括感兴趣区域的三维图像，从三维图像中分割感兴趣区域，以及生成感兴趣区域的表面的极坐标图图像。该方法还包括将SPECT投影数据的同期收集的段反向投影到极坐标图图像上，以及向用户输出覆盖有来自SPECT数据的示踪剂分布的感兴趣区域的表面的极坐标图图像。

根据另一方面，一种用于生成动态心脏单光子发射计算机断层摄影(SPECT)图像的设备包括：用于在注射示踪剂之后在感兴趣区域上执行SPECT数据采集的模块，用于重建包括感兴趣区域的三维图像的模块，以及用于从三维图像中分割感兴趣区域的模块。该设备还包括用于生成感兴趣区域的表面的极坐标图图像的模块，将SPECT投影数据的同期收集的段反向投影到极坐标图图像上的模块，以及用于向用户输出覆盖有来自SPECT数据的示踪剂分的感兴趣区域的表面的极坐标图图像的模块。

一个优点是使用时间相关的示踪剂摄取信息来减少伪影。

另一优点在于时间相关的变化对用户可见。

本领域的普通技术人员通过阅读和理解以下详细描述，将认识到本发明的进一步优点。

本发明可以具体化为不同的部件或部件布置，以及具体化为不同的步骤和步骤安排。附图仅用于图示说明不同的方面，而不应当解释为是对本发明的限制。

图1图示说明了使用SPECT图像的极坐标图重建来校正示踪剂摄取和再分布数据的系统；

图2图示说明了以相对彼此基本正交取向布置的投影数据集的摄像机对，以向感兴趣体积投射射线；

图3图示说明了可以包括诸如SPECT成像装置等的成像装置的示范性医院系统，成像装置生成成像数据，由一个或多个重建处理器重建成像数据以生成3D图像表示。