[发明专利]功能成像

说明书

下文总体涉及功能成像，并且尤其应用于正电子发射断层摄影(PET)；然而，其还适用于其他医学和非医学成像应用。

功能正电子发射断层摄影(PET)成像用于对组织中的动态示踪剂摄取进行成像并提供关于组织的定量信息。针对特定生物学过程的示踪剂显影增强了对许多疾病和过程的理解。例如，存在许多放射性示踪剂，其用于以细胞增殖和缺氧为目标或者在初步研究中用于研究心脏功能。这些示踪剂中的很多具有复杂的动力学特征，其中，存在不同物理状态之间的运动或者以化学方式区分各状态或间隔。

诸如标准摄取值(SUV)的半定量测量是常用的度量，用于表征PET图像中的肿瘤。示踪剂传输和滞留的动力学分析提供了示踪剂摄取的定量测量，该定量测量可能具有更好的预测价值。在氟脱氧葡萄糖(FDG)的情况下，动力学分析区分了示踪剂传输和去磷酸化(dephosporylation)(己糖激酶活性)以及滞留之间的不同，并且考虑到变化的血浆清除率。遗憾的是，FDG摄取的SUV测量受到限制，因为它们测量肿瘤中的总活性，包括血液中、细胞内空间中和细胞中的已代谢和未代谢的FDG。

此外，对动力学参数的精确估计，该精确估计用于表征潜在的示踪剂分布，由于许多因素的影响而混乱，这些因素包括诸如心脏和呼吸运动的生理运动的因素。使由于运动而造成的模糊最小化的方法包括选通(gating)(心脏、呼吸或者两者)。然而，选通伴随的计数的丢失增加了在常规的PET或SPECT动态图像中拟合噪声时间-活性曲线的挑战性。

本申请的各方面解决了上述的问题和其他问题。

根据一个方面，一种方法，包括使用迭代算法基于经运动校正的投影数据针对受检者的功能图像中的感兴趣体积(VOI)生成至少一个动力学参数值。所述迭代算法包括基于VOI针对与VOI对应的投影数据确定运动校正估计；运动校正与VOI对应的投影数据以生成经运动校正的投影数据；以及基于经运动校正的投影数据或者利用经运动校正的投影数据生成的图像数据估计至少一个动力学参数值。

在另一方面中，一种方法，包括将指示被扫描患者内的示踪剂摄取的功能PET图像数据与来自不同成像模态的图像数据配准；基于经配准的图像识别图像中的感兴趣体积(VOI)；针对所述VOI生成至少一个动力学参数；以及生成特征矢量，该特征矢量包括所生成的至少一个动力学参数和至少一个生物标记。

在另一方面中，一种方法，包括将指示被扫描患者内的示踪剂摄取的功能数据与来自不同成像模态的图像数据配准；基于经配准的图像识别图像中的感兴趣体积(VOI)；针对运动伪影迭代地校正数据并基于经运动校正的数据针对所述VOI生成至少一个动力学参数；以及生成特征矢量，该特征矢量包括所生成的至少一个动力学参数和至少一个生物标记和/或临床数据。

在另一方面中，一种系统，包括参数确定器，其使用迭代算法基于经运动经校正的图像数据针对受检者的功能图像数据中的感兴趣体积(VOI)生成至少一个动力学参数值。该参数确定器包括运动校正器，其运动校正功能图像数据，其中，该运动校正器校正先前在迭代算法先前的迭代中校正后的图像数据；以及参数估计器，其基于经运动校正的图像数据估计至少一个动力学参数值。

在另一方面中，一种系统，包括图像组合器，其组合指示被扫描患者内的示踪剂摄取的功能图像数据与来自不同成像模态的图像数据；感兴趣区域识别器，其基于经配准的图像在图像中识别感兴趣体积(VOI)；以及参数估计器，其针对所述VOI生成至少一个动力学参数。

本领域技术人员在阅读和理解下文的详细说明后将理解本发明的进一步方面。

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优选的实施例，而不应解释为是对本发明的限制。

图1图示了结合动力学参数确定器的示范性成像系统；

图2图示了同时估计动力学参数和校正运动伪影的范例动力学参数确定器；

图3图示了采用图2的动力学参数确定器的方法；

图4图示了模拟的时间活性曲线，其示出了示踪剂摄取和运动引起的调制随时间的变化；

图5A和5B示出了分别利用未经运动校正的数据和经运动校正的数据生成的图像；

图6图示了范例动力学参数确定器，其生成特征矢量，该特征矢量包括基于经配准的图像数据确定的动力学参数和至少一个生物标记和/或临床数据；

图7图示了采用图6的动力学参数确定器的方法。