[发明专利]用于数据驱动的呼吸运动估计的方法

说明书

一种呼吸运动估计方法(30)包括：重建发射成像数据(22)以生成重建图像(50)，所述发射成像数据包括由正电子发射断层摄影(PET)成像设备采集的响应线(LOR)或由伽马相机采集的投影；在所述重建图像内定义一个或多个评估体积(66)；基于所述LOR或所述投影的时间戳将所述发射成像数据分箱到时间区间分箱中；并且通过以下操作来生成位移‑时间曲线(70)：针对每个时间区间分箱计算被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积相交的所述LOR或所述投影的统计位移测度，所述运动评估体积可以被选择为重叠在所述重建图像中识别的运动评估图像特征(60)。

技术领域

下文总体上涉及医学成像领域、发射成像领域、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、患者监测领域以及相关领域。

背景技术

在诸如正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)的发射成像中，向患者或其他成像对象施用放射性药物，放射性药物被设计成优先聚集在靶器官或靶组织中和/或跟踪身体机能(如糖吸收)。放射性药物包括放射性同位素，例如，PET中的正电子发射同位素。将成像对象装载到成像设备(例如，用于PET成像的PET扫描器或用于SPECT成像的伽马相机)中，并且通常使用分析或迭代重建算法来收集和重建发射成像数据以生成重建图像。为了提高准确度，可以提供成像对象的衰减图，例如根据对象的透射X射线计算机断层摄影(CT)图像计算出成像对象的衰减图，并且衰减图用于通过在成像对象体内探测到的辐射(例如，在PET情况下为511keV伽马射线)的衰减来校正重建图像的退化情况。

图像退化的另外的来源是对象的运动。使用对象约束能够抑制随意运送。然而，无法避免不随意运动，特别是因呼吸以及在更小程度上因心跳循环引起的不随意运动。为了限制对成像对象的辐射暴露，放射性药物的剂量应保持较低水平，因此通常采用几分钟到几十分钟的量级的长时间发射成像数据采集时间来收集足够的数据，以获得可接受的信噪比(SNR)。因此，采集时间横跨了大量的呼吸周期和心动周期。

呼吸门控是已知用于限制呼吸运动对发射成像质量的影响的方法。在这种方法中，在发射成像数据采集期间，将呼吸监测带或其他呼吸监测设备附接到成像对象。根据门控机制对发射数据进行分箱，并且通常仅重建(如由门控机制所指示的)期望的门控区间中的发射数据以生成重建图像。通常，选择呼气末相位进行重建，因为在一次呼吸中完成呼气与在下一次呼吸中开始吸气之间的这段时间是静态的且通常会延长一段时间而占据呼吸循环的很大一部分，例如，在一些情况下占据呼吸循环的大约为60％。心脏门控可以以类似的方式执行，例如使用心电图(ECG)作为心跳循环监测器来执行心脏门控。然而，在心脏门控研究中，重建每个门控相位的发射数据以形成门控心脏图像。随后以电影模式显示多个门控心脏图像，以示出跳动的心脏的运动。

下面公开了新的且改进的装置和方法。

发明内容

在一个公开的方面中，一种发射成像数据处理设备包括电子处理器和非瞬态存储介质，所述非瞬态存储介质存储能由所述电子处理器读取并运行以执行呼吸运动估计方法的指令。所述方法包括：重建发射成像数据以生成重建图像，其中，所述发射成像数据包括由正电子发射断层摄影(PET)成像设备采集的响应线(LOR)或由伽马相机采集的投影；使用所述重建图像来确定横跨体素组的运动评估体积；基于所述LOR或所述投影的时间戳将所采集的发射列表模式数据分箱到时间区间分箱中；并且通过包括以下内容的操作来生成位移-时间曲线：针对每个时间区间分箱计算被分箱在所述时间区间分箱中并与所述运动评估体积相交(即，在所述运动评估体积内通过)的所述LOR或所述投影的(统计)位移测度。使用所述重建图像对所述运动评估体积的所述确定可以包括：在所述重建图像中识别运动评估图像特征；并且选择所述运动评估体积以重叠或包括所述运动评估图像特征。