[发明专利]使用飞行时间信息来探测和校正成像扫描中的运动的方法和设备

说明书

技术领域

本申请总体涉及成像技术。更具体地，其提供使用飞行时间信息来探测在医学成像获取期间发生的运动的方法和设备，医学成像获取诸如是正电子发射断层摄影（PET）成像获取。本申请还提供用于校正PET图像中的呼吸和心脏运动的方法和设备。本申请的主题至少可用于PET成像，并且将特别参照PET成像对其进行描述。然而，其也在其它成像方法和其它技术中具有更一般的应用，诸如SPECT成像或CT成像。

背景技术

在医学成像获取期间发生的运动能够是有问题的，因为其能够导致图像质量的劣化并且危及得到的图像数据的临床效用。运动伪影能够源自各种不同种类的运动，诸如例如呼吸运动、心脏运动、以及总的患者运动（gross patient motion）。呼吸运动是由呼吸循环期间肺的扩张和收缩引起的运动。心脏运动是由心脏循环期间心脏的扩张和收缩引起的运动。总的患者运动是由诸如胸部、臂、或腿的身体部分的主动的或非主动的肌肉移动引起的运动。在PET成像获取期间，任何这些种类的运动将有问题的可能性能够增大，因为PET成像获取时间典型地长，大约数分钟或数十分钟。

期望提供使用飞行时间信息来探测PET成像获取期间的运动的方法和设备。另外，也期望提供用于探测和校正PET图像中的呼吸运动和心脏运动的方法和设备。

发明内容

本发明的方面处理这些问题和其它问题。根据本发明的一方面，提供了使用飞行时间信息来探测PET成像获取期间的运动的方法和设备。

根据本发明的另一方面，提供了用于探测和校正PET图像中的呼吸运动和心脏运动的方法和设备。

在阅读并理解以下详细描述时，本领域技术人员将理解本发明的进一步的方面。在阅读优选实施例的以下详细描述时，许多附加优点和益处对本领域技术人员将变得明显。

本发明可以采取各种部件和部件的布置、各种处理操作和方法步骤以及处理操作和方法步骤的布置的形式。附图仅为示例优选实施例的目的，并且不视为限制本发明。

附图说明

图1是范例PET成像系统的示意性视图；

图2描绘使用飞行时间信息来探测运动的范例方法；

图3描绘范例运动特性和校正方法；

图4描绘范例心电图（ECG）信号记录；

图5是范例呼吸波形；

图6描绘另一范例运动特性和校正方法；

图7描绘用于组合图3和图6的方法的结果的范例方法；

图8描绘用于组合图3和图6的方法的结果的范例迭代过程；以及

图9描绘表示血流量随时间的关系的范例曲线。

具体实施方式

I.飞行时间PET技术

图1中示意性地示例了范例飞行时间PET成像系统100。飞行时间PET成像系统100包括PET成像扫描器102。患者或成像的受试者104放置在PET成像扫描器102的托台106内。PET成像系统100的示例的实施例的托台106包含以围绕患者104的环108设置的数个光子探测器以探测正电子-电子湮灭110发射的并发光子对。两个该探测器A和B示于图1中。在实际PET成像扫描器102中，探测器环108将典型地具有数个探测器，并且也可以典型地存在并排设置的许多探测器环。为简化，图1示例2维系统。然而，示例的概念等同地适用于3维系统。在PET成像系统100的附加实施例中，托台可以包含未以环几何结构布置的探测器，诸如两个相对板探测器。

为了获得受试者104的PET图像，首先将放射性药物注入到受试者104中。放射性药物包含与患者体内的感兴趣分子或过程相互作用的瞄准方面（targeting aspect），该过程诸如是葡萄糖新陈代谢。放射性药物也包含正电子-发射放射性核素。发射的正电子将与来自附近原子的电子碰撞，并且正电子和电子湮灭。作为湮灭的结果，两个不同的光子沿响应线112以基本相对的方向发射。光子均以相同速度，对光子所通过的介质标记（index）的光速，传播。探测器构成的环108记录这些光子和与这些光子关联的PET成像数据，成像数据诸如是探测每个光子的时间。