[发明专利]使用深度成像的正电子发射断层摄影(PET)系统设计优化

说明书

一种成像方法(100)包括：使用第一图像采集设备(12)采集一个或多个成像对象的第一训练图像；使用与所述第一成像设备相同的成像模态的第二图像采集设备(14)采集与所述第一训练图像相同的一个或多个成像对象的第二训练图像；以及训练神经网络(NN)(16)以将所述第一训练图像变换成具有比较经变换的第一训练图像与所述第二训练图像的差异度量的最小值的所述经变换的第一训练图像。

技术领域

以下总体上涉及医学成像领域、医学图像解读领域、图像重建领域、深度学习领域、以及相关的领域。

背景技术

高端正电子发射断层摄影/计算机断层摄影(PET/CT)系统在硬件设计中使用先进的技术(诸如数字检测技术、高时序分辨率飞行时间(TOF)电子设备)、以及先进的数据处理软件(诸如列表模式TOF重建)。主要缺点是相关联的系统复杂性、设计和制造成本、维护成本等。

通过优化系统设计同时保持用于临床应用的系统性能的成本降低是对PET/CT系统的最大产业挑战中的一个。针对成本降低的一个主要努力是使用不太昂贵的晶体，因为晶体成本是PET系统的总成本的重要组成。然而，降低晶体成本几乎总是与性能受损相关联。例如，使用与硅酸钇镥(LYSO)晶体相比不太昂贵的晶体可以降低总PET/CT系统成本，但是仅仅可以能够实现次佳的TOF分辨率。

已经开发了软件方法来改善具有低成本的系统的性能，主要通过先进的重建和数据处理算法。例如，一些现有的重建软件程序能够用来改善来自具有低分辨率TOF的系统或根本没有TOF能力的系统的图像质量。来自这样的常规重建和数据处理算法的改善可能不足以桥接系统性能与客户需求之间的差距。

PET/CT设计成本是期望的系统性能与成本(包括制造成本、操作和维护成本等的生命周期成本)的平衡。低端PET/CT系统具有更低的成本，但是性能可能受损。常规的软件解决方案能够改善低端系统的性能(图像质量、量化等)，但是通常不足以将性能改善到令人满意的水平。

以下公开了克服这些问题的新的且改善的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面中，一种成像方法包括：使用第一图像采集设备来采集一个或多个成像对象的第一训练图像；使用与所述第一成像设备相同的成像模态的第二图像采集设备来采集与所述第一训练图像相同的一个或多个成像对象的第二训练图像；以及训练神经网络(NN)以将所述第一训练图像变换成具有比较经变换的第一训练图像与所述第二训练图像的差异度量的最小值的所述经变换的第一训练图像。

在另一公开的方面中，一种非瞬态计算机可读介质存储能由至少一个电子处理器读取并运行以执行成像方法的指令，所述成像方法包括：使用第一图像采集设备来采集对象的对象图像；将经训练的神经网络应用到所述对象图像以生成经变换的对象图像；以及显示所述经变换的对象图像。所述经训练的神经网络被配置为通过神经网络训练将由所述第一图像采集设备或由等同的图像采集设备采集的一个或多个训练对象的第一训练图像变换成经变换的第一训练图像，对于所述经变换的第一训练图像，比较所述经变换的第一训练图像与由不等同于所述第一成像设备的第二图像采集设备采集的所述一个或多个训练对象的第二训练图像的差异度量的值通过所述训练被最小化。