[发明专利]用于断层摄影成像的使用脉搏血氧计的呼吸门控

说明书

一种用于测量患者的呼吸的设备(10)包括：正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像设备(12)；以及至少一个电子处理器(16)，其被编程为：从由所述PET或SPECT成像设备采集的患者的发射成像数据中提取第一呼吸数据信号(32)；从所述患者的光体积描记(PPG)信号中提取第二呼吸数据信号(36)；并且将所提取的第一呼吸数据信号与所提取的第二呼吸数据信号进行组合以生成指示所述患者的呼吸的呼吸信号(40)。

技术领域

下文总体上涉及生命体征监测技术、呼吸门控技术、医学成像技术，图像运动校正技术以及相关技术。

背景技术

在断层摄影成像中，可靠地检测患者的呼吸运动和模式的能力对于提高图像质量非常重要。随着飞行时间分辨率(TOF)和计算能力的提高，数据驱动的运动跟踪算法对于商业使用已经变得相对成熟。Bundschuh等人的“Postacquisition Detection of TumorMotion in the Lung and Upper Abdomen Using List-Mode PET Data:A FeasibilityStudy”(J.Nucl.Med.，2007年，第48卷，第758-763页)已经示出了利用列表模式PET数据检测呼吸运动的可行性。Bundschuh等人的这种方法通过跟踪病变活动分布的质心的z坐标的移动来在PET列表模式数据中检测具有焦点摄取的病变的移动。该方法适用于用于检测周期性呼吸运动和不规则运动两者的采集后列表模式数据。

然而，当断层摄影信号产生低计数统计数据时，实时跟踪呼吸运动更具挑战性，这对于使放射性药物剂量保持较低以限制针对患者的辐射暴露的临床PET来说是经常发生的情况。由于用于跟踪呼吸的列表模式数据采集时间固有地受到呼吸间隔的限制，因此可能会导致采样不足，这继而会引入较高的噪声。尝试增加采集时间会降低运动信号的时间分辨率。

下文公开了克服这些问题的新的且改进的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面中，一种用于测量患者的呼吸的设备包括：正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像设备；以及至少一个电子处理器，其被编程为：从由所述PET或SPECT成像设备采集的患者的发射成像数据中提取第一呼吸数据信号；从所述患者的光体积描记(PPG)信号中提取第二呼吸数据信号；并且将所提取的第一呼吸数据信号与所提取的第二呼吸数据信号进行组合以生成指示所述患者的呼吸的呼吸信号。

在另一个公开的方面中，提供了一种存储指令的非瞬态存储介质，所述指令能由与发射成像设备和脉搏血氧计可操作地连接的电子处理器读取并运行以执行呼吸监测方法，所述方法包括：从所述发射成像设备采集发射成像数据；从所述脉搏血氧计采集光体积描记(PPG)信号；根据所述发射成像数据来生成发射数据驱动的呼吸信号；根据所述PPG信号来生成PPG驱动的呼吸信号；基于对所述PPG驱动的呼吸信号与所述发射数据驱动的呼吸信号的比较来确定所述PPG驱动的呼吸信号的时移；并且将呼吸信号生成为在时间上移位以校正所确定的时移的PPG驱动的呼吸信号。

在另一个公开的方面中，一种用于测量患者的呼吸的设备包括：成像设备，其被配置为获得患者的至少部分的发射成像数据；脉搏血氧计，其被可操作地连接到患者的部分，所述脉搏血氧计被配置为获得所述患者的光体积描记(PPG)信号；至少一个电子处理器，其被编程为：从所述发射成像数据中提取第一呼吸数据信号；从所述PPG信号中提取第二呼吸数据信号；确定所述第二呼吸数据信号相对于所述第一呼吸数据信号的时滞；并且将呼吸信号生成为在时间上移位以校正所确定的时滞的第二呼吸数据信号；以及显示器，其被配置为显示所述患者的所述呼吸信号。

一个优点在于提供了在图像采集流程期间测量呼吸活动的系统。

另一个优点在于提高了PET采集数据的信噪比。

另一个优点在于确定了光体积描记(PPG)信号中的时滞。