[发明专利]列表模式动态图像重建

说明书

技术领域

下文涉及核成像领域、正电子发射断层摄影（PET）成像领域、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）成像领域、图像运动补偿领域以及相关领域。

背景技术

在核成像中，辐射探测器被设置在对象周围来探测核衰变事件。每个事件在正电子发射断层摄影（PET）的情况中被定位到响应线（LOR），或是在单光子发射计算机断层摄影（SPECT）的情况中被定位到投影线或小角度锥形（在本文中一般称作“投影”）。在具有飞行时间（TOF）功能的PET成像的情况中，两个方向相反的511keV伽马射线的探测之间的小的时间差被用于进一步沿所述LOR定位电子-正电子湮灭事件。典型地，通过“沿”所述LOR的高斯分布或其他统计学分布来表示该定位，高斯峰值在所述电子-正电子湮灭事件的最可能位置处，并且高斯宽度（例如，方差或标准偏差）指示所述TOF定位的不确定性。

核成像的困难在于数据采集的速率通常较低。例如，在医学成像应用中，将放射性药物施予给人类对象（例如，患者），并且所述核成像探测由所施予的放射性药物产生的核衰变事件（或者更具体地在PET的情况为电子-正电子湮灭事件）。患者安全性要求所施予的放射性药物剂量应该较低，以使所述患者的辐射暴露最小化，这导致低速率的衰变事件。结果，核成像数据采集典型地发生在几分钟，或几十分钟，或更长的时间段上。对于患者来说，很难或不可能在该长的时间段上保持静止。此外，运动还能通过动态移动的器官而引入，例如跳动的心脏或与患者呼吸相关联的胸部移动。在功能成像的情况中，放射性药物的分布也可能根据患者代谢或其他机能活动而随时间变化。

在这样的情况中，在长的采集时间上采集到的核成像数据呈现运动相关的伪影（其中“运动”在广义上被解释为包括因患者中的机能活动引起的所述放射性药物的移动，以及呈心脏或呼吸自主或非自主循环或患者移动形式的解剖学运动）。采集到的核成像数据中运动相关的伪影通常显示为在重建的图像中的模糊。

已知各种方案用于在核成像中减少运动相关的伪影。一种方案为前瞻性地使运动最小化，例如通过使用患者约束措施。这种前瞻性方案在成像数据采集时间长度增加时不太有效，并且一般对于抑制自发运动无效，所述自发运动例如在与所述成像数据采集时间相比短得多的时间范围上发生的心脏或呼吸循环。

在心脏循环、呼吸循环或其他循环运动的情况中，可以采用门控。在该方案中，在成像数据采集期间，例如在心脏循环的情况中使用心电图监控所述循环运动。然后通过相位分类排序核成像数据，并一起重建被分类排序到每个相位的所述数据，以生成对应于所述循环运动的不同相位的不同图像。该方案的问题在于，所述成像数据的每个“相位子集”仅包括总体采集到的核成像数据集的小的子集。结果，由于可用于重建的有限数据，造成所述“相位”图像有时有噪声。在一方面（如果相位“分箱”的数目小）由低相位分辨率造成的图像模糊，或另一方面（如果相位分箱的数目大）源自数据稀疏性的噪声之间做出权衡。

再另一种方案是局部运动补偿，该方案的一些范例在Busch等人于2010年7月1日公开的US2010/0166274A1中得以描述。在例示性的局部运动补偿方案中，将事件分组到小的间隔中，例如100毫秒间隔，并重建每个组以产生可能有噪声但也可能具有基本上得到抑制的运动伪影的图像。这些图像被用于特征化感兴趣区域中的局部运动，并且在空间中转移对应的事件，以补偿所述局部运动。然后重建如此校正的事件，以生成具有局部运动补偿的图像。

下文提供本文中讨论的新型且改进的装置和方法。

发明内容

根据一个公开的方面，一种方法包括：提供包括事件的核成像数据，其中，每个事件至少记录针对核衰变事件的空间定位信息和针对所述核衰变事件的时间戳；使用实施事件保留重建算法的数字处理设备重建所述核成像数据以生成事件保留重建图像数据集，所述重建图像数据集针对每个事件包括所述时间戳和至少一个空间体素分配；在所述事件保留重建图像数据集中识别多个感兴趣结构；针对每个所识别的感兴趣结构执行独立的运动补偿，以生成经运动补偿的图像数据；并且以能够视觉感知的格式显示所述经运动补偿的图像数据。