[发明专利]利用混合式核成像/MR中的核发射数据进行MR分割

说明书

本申请具体应用于组合式PET/MR医疗成像系统。不过，要认识到，所描述的技术也可以应用于其他诊断系统、其他成像情形或其他诊断技术中。

在核成像中，穿过受试者的某些伽玛辐射与患者的身体相互作用并被患者的身体吸收。骨组织和致密组织吸收的伽玛辐射比软组织多，而软组织吸收的伽玛辐射比空气多（例如，在肺中）。如果未经校正，这些不同量的辐射衰减可能会引起所得图像中观察到的相对放射性浓度错误地增加或减少。校正这种衰减通常基于衰减图，即，受试者的图或图像，其中每个体素值表示患者体内相应组织的相对或绝对辐射衰减属性。

有时将当前市场上诸如正电子发射断层摄影（PET）扫描机或单光子发射计算机断层摄影（SPECT）扫描机的核扫描机与计算断层摄影（CT）扫描机相组合。在CT图像中，体素值表示患者体内相应组织的辐射衰减属性。因此，CT扫描机有时用于为核扫描机生成衰减图。

近来，已提出了组合式核成像/磁共振（MR）成像。MR扫描机对共振偶极子，尤其是水和脂类的¹H偶极子进行成像。MR图像的体素值和患者体内相应组织的辐射衰减属性之间没有直接的关联。通过识别与MR体素相关联的组织以及所识别组织的辐射衰减属性，MR图像可以用来提供衰减图。但是，在标定中会有模糊，这可能会导致次优的衰减图。例如，常规MR图像将骨密质显示为暗体素，但是也将空气显示为暗体素，这就使得仅基于图像强度来区分骨密质和空气出现困难。骨密质具有高辐射衰减属性而空气具有很低的辐射衰减属性。不正确地分辨这种空气/骨模糊可能会导致衰减图和最终的PET或SPECT图像中出现潜在的显著误差。

本申请涉及新的和改进的系统和方法，其便于区分MR衰减图中呈现的骨密质与其他组织或（一个或多个）对象，这克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种便于对磁共振（MR）图像或衰减图中模糊进行分辨的系统包括：MR重建处理器，其从在MR扫描机扫描受试者期间采集的原始MR数据生成MR图像；以及功能图像重建处理器，其从在功能图像扫描机扫描受试者期间采集的功能图像数据生成功能图像。该系统还包括处理器，所述处理器被编程为：分割所述MR图像以生成经分割的MR图像，所述经分割的MR图像具有空气/骨模糊区域，其中，空气体素和骨体素之间的模糊未分辨；分割所述功能图像以生成具有骨区域和其他区域的经分割的功能图像，以及比较所述经分割的功能图像中的骨区域与所述经分割的MR图像中的骨/空气模糊区域，以对所述经分割的MR图像中对应于骨和空气的骨/空气区域中体素之间的模糊进行分辨。所述处理器还被编程为：在所述经分割的MR图像中向识别出的骨体素分配与骨相符的辐射衰减值，向识别出的空气体素分配与空气相符的辐射衰减值；以及利用分配的辐射衰减值生成MR衰减图。

根据另一方面，一种对MR图像或衰减图中的模糊进行分辨的方法包括：从在MR扫描机扫描受试者期间采集的原始MR数据生成MR图像；从在功能图像扫描机扫描受试者期间采集的功能图像数据生成功能图像；以及分割所述MR图像以生成经分割的MR图像，所述经分割的MR图像具有空气/骨模糊区域，其中，空气体素和骨体素之间的模糊未分辨。该方法还包括：分割所述功能图像以生成具有骨区域的经分割的功能图像；将所述经分割的MR图像中的骨/空气模糊区域与所述分割的功能图像中的骨区域中的至少一个进行比较，以对所述经分割的MR图像中与骨和空气相对应的骨/空气区域中体素之间的模糊进行分辨；以及在所述经分割的MR图像中向识别出的骨体素分配与骨相符的辐射衰减值，向识别出的空气体素分配与空气相符的辐射衰减值。此外，该方法包括：利用分配的辐射衰减值生成MR衰减图，利用所述MR衰减图将所述功能图像数据重建成图像以校正所述功能图像数据中的衰减，以及在显示器上向用户显示所述图像。

根据另一方面，一种利用核发射数据增强MR衰减图的方法包括：分割MR图像以识别MR图像中的软组织结构和模糊结构，所述模糊结构包括骨和空气中的一种或多种；分割核图像以识别所述核图像中的骨结构；以及在所述经分割的MR图像上叠加分割的核图像。该方法还包括：通过将所述模糊结构与所述重叠分割核图像中的骨结构进行比较，将所述经分割的MR图像中的模糊结构识别为骨或空气；在所述经分割的MR图像中向识别出的骨体素分配第一辐射衰减值，向经分割的MR图像中识别出的空气体素分配第二辐射衰减值；以及从所述经分割的MR图像生成MR衰减图。

一个优点是衰减图的可靠性得以改进。

另一个优点在于分辨了受试者中的骨组织和气穴之间的模糊。