專利名稱：使用解剖列表模式掩模的pet成像的制作方法
使用解剖列表模式掩模的PET成像
本發(fā)明涉及正電子成像領域，尤其涉及對在正電子發(fā)射斷層攝影(PET) 中采集的列表模式數(shù)據(jù)進行的重建。
正電子發(fā)射斷層攝影(PET)是核醫(yī)學的一個分支，在其中將諸如18F-氟代脫氧葡萄銜FDG)的發(fā)射正電子的放射性藥物引入患者的身體。隨著放 射性藥物的衰變，生成正電子。更具體地，在公知的正電子湮沒事件中多 個正電子中的每個與電子反應，從而生成重合的一對511keV伽瑪射線，該 射線沿響應線(LOR)的兩個相反方向行進。在重合時間內(nèi)探測到的伽瑪 射線對通常被PET掃描儀記錄為湮沒事件。在飛行時間("TOF")成像中， 進一步測量在重合時間間隔內(nèi)探測到重合對中的每條伽瑪射線的時間。飛 行時間信息提供了探測到的事件沿著LOR的位置的指示。
來自掃描的湮滅事件數(shù)據(jù)被用于重建指示對象中放射性核素分布的體 積數(shù)據(jù)。重建典型地使用統(tǒng)計(迭代)或者分析重建算法來進行。與分析 重建方法相比，迭代方法可以提供高級的重建。但是，它們通常更為復雜， 計算上代價更高，并且相對更加耗時。迭代重建技術包括最大似然期望最 大化(ML-EM)，有序子集預期最大化(OS-EM)，可調(diào)子塊迭代預期最大 化(RBI-EM)和行處理最大相似度(RAMLA)技術。參見Shepp和Vardi: Maximum Likelihood for Emission Tomography, IEEE Trans.Med.Imagging巻 2,113-122頁(1982); Hudson禾Q Larkin， Accelerated Image Reconstruction Using Ordered Subsets of Projection Data, IEEE Trans.Med.Imagging巻 3,no.4， 601-609頁(1994); Byrne, Accelerating the EMML Algorithm and Related Iterative Algorithm by Rescaled Block-Iterative Methods ， IEEE Trans.Image Processing,巻7， no.l， 100-109頁(1998); Brown和DePierro， A Row-Action Alternative to the EM Algorithm for Maximizing Likelihoods in Emission Tomography ， IEEE Trans.Med.Imagging巻5,no.5， 687-699頁 (1996)。在PET成像系統(tǒng)的性能中重建時間可能是關鍵因素。當使用迭代重建
技術時尤其是這樣。迭代重建的特征在于涉及如下三個基本步驟第一， 以初始對象估計開始，將對象估計正向投影到投影區(qū)中；第二，將得到的 投影與所測量的投影進行比較，從而在投影區(qū)中形成校正；以及第三，然 后將校正反向投影到圖像域中并用于更新對象估計。經(jīng)過附加的迭代重復 所描述的這三個基本步驟，直到該估計收斂于一個解或者否則終止該迭代 過程。
一般而言，對于列表模式數(shù)據(jù)的總重建時間與要處理事件的總數(shù)成正 比。因此， 一種用于減少重建時間的技術是減少所利用的湮滅事件數(shù)據(jù)的 量。所報告的在所檢査的感興趣對象或者區(qū)域邊界外發(fā)生的湮滅事件一般 是錯誤事件，通常為散射和隨機事件，并且可以在重建期間忽略不計。而 且，重建效率還可以通過限制將圖像域元素(例如體素，連通域(blob)或 者其它基本功能)更新為所檢査的感興趣對象或區(qū)域的邊界內(nèi)的元素，從 而縮短重建時間來實現(xiàn)。
但是，如果列表模式事件數(shù)據(jù)或者圖像域元素被識別以通過在重建期 間執(zhí)行的技術排除，在識別之前仍然耗費了重建迭代步驟和資源。因此， 需要識別感興趣對象或者區(qū)域邊界外的列表模式事件數(shù)據(jù)和/或圖像元素， 以便在重建之前排除，由此縮短了總重建時間。
本發(fā)明的一個方面是對這些內(nèi)容進行尋址，及其他。
提供了用于對在對象的正電子發(fā)射斷層攝影掃描期間采集的列表模式 數(shù)據(jù)進行重建的方法和設備，所述數(shù)據(jù)包括指示多個所探測的正電子湮滅 事件的信息。識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的事件；使用包括射線跟 蹤操作的迭代重建技術重建所識別的事件，從而生成指示感興趣區(qū)域的體 積數(shù)據(jù)，其中，射線跟蹤操作僅僅跟蹤定位在感興趣區(qū)域中的圖像矩陣元 素；和生成指示體積數(shù)據(jù)的人類可讀圖像。
另一方面，定義與感興趣區(qū)域相關的圖像掩模和投影掩模；定位在感 興趣區(qū)域中的圖像矩陣元素通過施加圖像掩模來確定；并且在感興趣區(qū)域 中發(fā)生的所探測事件通過施加投影掩模來識別。另一方面，將圖像掩模邊 界外的圖像矩陣元素被指定為界外值。另一方面，采集指示對象的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)，并且通過將非
PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)映射到PET圖像元素維數(shù)并分割所映射的數(shù)據(jù)來定 義圖像掩模。另一方面，通過將非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)映射到PET圖像 元素維數(shù)；將所映射的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)正向投影到投影空間中； 并且對該正向投影的數(shù)據(jù)進行閾值比較來定義投影掩模。
另一方面，投影掩模和圖像掩模兩者都比感興趣區(qū)域大。
另一方面，多個正電子湮滅事件包括列表模式LOR數(shù)據(jù)，通過確定LOR 是否位于投影掩模內(nèi)，并且如果LOR位于投影掩模中，那么使用LOR來 跟蹤不具有界外值的圖像元素來重建所識別的事件。
另一方面，多個正電子湮滅事件包括具有TOF信息的列表模式LOR 數(shù)據(jù)，通過使用TOF信息來確定由LOR表示的湮滅事件定位在投影掩模中 的發(fā)生概率來重建所識別的事件。如果發(fā)生概率指示由LOR表示的湮滅事 件定位在投影掩模中，則LOR被用于跟蹤不具有界外值的圖像元素。
通過閱讀并理解所附的說明書，本領域技術人員仍能理解本發(fā)明的其 他方面。


圖1示出了組合的PET/CT系統(tǒng)； 圖2是PET圖像重建方法的流程圖； 圖3是解剖掩模確定的流程圖4是圖1的組合PET/CT系統(tǒng)沿著圖1中所示的線的部分橫斷面視圖， 并且包括附加的圖示元件；
圖5是將圖像掩模和投影掩模施加于列表模式數(shù)據(jù)的流程圖6是將圖像掩模和投影掩模施加于列表模式數(shù)據(jù)的另一流程圖。
參見圖1 ，組合PET/CT系統(tǒng)100包括PET掃描架部分102和CT掃描 架部分104。 PET掃描架部分102包括一個或多個圍繞檢査區(qū)域108的輻射 敏感探測器106的軸向環(huán)。探測器106探測在PET檢査區(qū)域108中發(fā)生的 正電子湮滅事件的Y射線照射特征。
CT部分104包括輻射源110，諸如圍繞CT檢查區(qū)域112旋轉(zhuǎn)的X射 線管。輻射敏感探測器114探測由X射線源發(fā)射的橫穿檢査區(qū)域112的輻射。
PET掃描架部分102和CT掃描架部分104優(yōu)選接近地定位，沿著共用 縱軸或z軸設置它們各自的檢査區(qū)域108, 112。對象支架116支撐要成像 的對象118，諸如人類患者。對象支架116優(yōu)選可與PET/CT系統(tǒng)100的操 作協(xié)作來縱向移動，使得對象118可由PET和CT掃描架部分102、 104在 多個縱向位置處掃描。
CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)122處理來自CT探測器114的信號，從而生成指示 沿著穿過檢査區(qū)域112的多條線或者射線的輻射衰減的數(shù)據(jù)。CT重建器126 使用合適的重建算法重建數(shù)據(jù)，從而生成指示對象118的輻射衰減的體積 圖像數(shù)據(jù)。
PET數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)120提供包括由探測器106探測的湮滅事件列表的 投影數(shù)據(jù)。更具體地，投影數(shù)據(jù)提供與用于每個事件的LOR有關的信息， 諸如LOR的橫向和縱向位置，其橫向角和方位角以及TOF信息。作為替代， 數(shù)據(jù)可被重組(rebin)成一個或多個正弦圖或者投影元(bin)。
PET重建器129包括至少一個計算機或者計算機處理器130。一般來說， 使用附加的或者更多強大的處理器將提高重建速度。重建器129使用迭代 技術生成指示對象U8中的放射性核素的分布的體積圖像數(shù)據(jù)。合適的技 術包括ML-EM， OS-EM， RBI-EM和RAMLA，但也可使用其他技術。一 種典型的迭代重建模型是由下式表示的ML-EM算法
方程l
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其中《是對于第n次迭代的第i個體積元素(諸如體素或者連通域)的 圖像估計，Pj是第j個投影數(shù)據(jù)，aij是表示在發(fā)射自第i個體積元素的第j 個投影中探測到光子對的概率的系統(tǒng)矩陣元素。
另外，PET重建器129優(yōu)選使用來自CT重建器126的信息將衰減或者 其他需要的校正施加于PET數(shù)據(jù)。使得一個或多個處理器130執(zhí)行重建的 計算機可讀指令優(yōu)選在一個或多個計算機可讀介質(zhì)140諸如計算機盤片、 易失性或非易失性存儲器或類似物上執(zhí)行，并且還可通過合適的通信網(wǎng)絡諸如因特網(wǎng)傳輸?shù)揭粋€(多個)處理器130可訪問的存儲介質(zhì)140。
工作站計算機用作操作員控制臺128?？刂婆_128包括人類可讀輸出設 備，諸如監(jiān)測器或者顯示器，以及輸入設備，諸如鍵盤或者鼠標?？刂婆_ 128上駐留的軟件允許操作員觀察或者操縱由PET和CT重建器129、 126 生成的體積圖像數(shù)據(jù)。控制臺128上駐留的軟件還允許操作員通過建立需 要的掃描協(xié)議、啟動并終止掃描并否則與掃描儀交互作用來控制系統(tǒng)100 的操作。
圖2表示由重建器129執(zhí)行的通用重建技術。在204，圖像掩模240被 用于將落到對象118邊界或者對象中感興趣區(qū)域119外的圖像矩陣中的元 素設置成界外值。感興趣區(qū)域119可以是對象118中的預定區(qū)域，諸如由 一個或多個指定內(nèi)部器官或者器官部分限定的解剖區(qū)域。在下面示出并討 論的典型實施方式中，界外值為O;但是，應當理解，其他值或者閾值也可 用于指示界外元素。
在206，將投影掩模250施加到PET列表模式事件數(shù)據(jù)212來排除所 檢査的對象118或者對象中的所需感興趣區(qū)域119外的事件。在208，使用 MLEM或者其他合適的迭代重建技術重建減去了通過施加投影掩模250而 排除的事件的PET事件212，從而生成體積圖像數(shù)據(jù)，其中重建過程的正 向/反向投影步驟中的射線跟蹤操作不更新通過施加圖像掩模240被初始化 為O的圖像矩陣元素。該技術也可應用于直方圖事件數(shù)據(jù)。在210，可得到 最終的圖像估計。
因此，與根據(jù)包括掃描對象118或者感興趣區(qū)域119外發(fā)生的事件的 所有列表模式事件212生成圖像估計的備選重建技術相比，通過施加投影 掩模250來識別和排除掃描對象118或者感興趣區(qū)域119的邊界外的列表 模式事件相應地縮短了步驟208中的總重建時間。并且在204通過施加圖 像掩模240對圖像矩陣進行初始化期間，掃描對象118或者感興趣區(qū)域119 的邊界外的圖像元素的識別使得能夠在步驟208的重建期間使所識別的圖 像元素被排除而免于更新，與對包括在掃描對象118或者感興趣區(qū)域119 外發(fā)生的圖像元素的所有圖像元素進行更新的備選重建技術相比，這提高 了重建效率。
圖3示出了用于確定解剖圖像掩模240和投影掩模250的方法。在302，通過通常如上所述的CT重建器126提供CT體積圖像數(shù)據(jù)。在304， CT 體積圖像數(shù)據(jù)被分割以便識別對象118或者對象中感興趣區(qū)域119的邊界。 所分割的數(shù)據(jù)也被PET系統(tǒng)記錄并在需要時重新映射以匹配PET圖像元素 的維數(shù)。如步驟306所指示的，雖然對識別具有與空氣類似值的對象(例 如肺)邊界附近的體素尤其關注，分割可通過閾值比較來進行。也可以使 用其它合適的分割技術。因此，圖像掩模240描述了對象118或者其中的 感興趣區(qū)域的范圍。
在310，在304生成的所分割的數(shù)據(jù)正向投影到投影區(qū)中以生成三維衰 減正弦圖。然后在312通過閾值比較產(chǎn)生具有與發(fā)射正弦圖相同維數(shù)的投 影掩模250以便施加于投影區(qū)中的事件數(shù)據(jù)212。為了避免由邊界狀況產(chǎn)生 的偽像，優(yōu)選將投影掩模250定義得比被觀察的實際對象或者感興趣區(qū)域 邊界大。投影區(qū)由列表模式表示，雖然該技術也適于正弦圖或者投影數(shù)據(jù)， 或者任何其他合適的方式。
現(xiàn)在參見圖2和4， LOR410在感興趣區(qū)域119的邊界外發(fā)生。如上所 述，在206，通過施加投影掩模250來將LOR410識別為在感興趣區(qū)域119 邊界外發(fā)生。因此，LOR410將在步驟208從重建中被排除。
另一個LOR 414與感興趣區(qū)域119交叉，并穿過位于感興趣區(qū)域119 的邊界外的體素422和位于感興趣區(qū)域119的邊界內(nèi)的體素424兩者。在 206，施加投影掩模250不會將LOR 414識別為在對象118和感興趣區(qū)域 119的邊界外發(fā)生從而排除其，并且在步驟208，在重建中包括LOR414。
另一方面，相關湮滅事件實際發(fā)生在投影掩模250中的確定結(jié)果可被 用于確定排除LOR 414。在一種技術中，與LOR 414有關的TOF信息可 被用于確定由LOR 414表示的湮滅事件在沿著感興趣區(qū)域119中的LOR 414的點處發(fā)生的概率。因此，在第一個例子中，TOF信息指示LOR 414 表示在沿著LOR 414的LOR部分430中發(fā)生的湮滅事件，其中最高概率 指示在中間點432處發(fā)生并且最低概率指示在端點434和436處發(fā)生。當 LOR部分430沒有在感興趣區(qū)域119中發(fā)生時，在步驟208的重建期間排 除LOR414。
在第二個例子中，TOF信息指示LOR 414表示在沿著LOR414的LOR 部分440中發(fā)生的湮滅事件，其中最高概率表示在中間點442處發(fā)生并且最低概率指示在端點444和446處發(fā)生。當LOR部分440在至少一部分感 興趣區(qū)域119中發(fā)生時，在步驟208的重建期間不排除但跟蹤LOR414。
另一方面，在端點434、 436、 444和446處發(fā)生的最低概率可以是0， 或者它們可以是響應于一個或多個參數(shù)所選擇的邊界概率值。參數(shù)的一個 例子是指定的圖像分辨率要求；其他參數(shù)對本領域技術人員來說是顯而易 見的。
另一方面，在用于迭代重建的圖像矩陣的初始化期間，施加圖像掩模 240來將體素422識別為落在圖像掩模240外并將其值設為0。在重建步驟 208，在作為正向和反向投影操作的一部分執(zhí)行的射線跟蹤期間，所識別的 體素保持為0或者不被更新。應當理解的是，該技術不限于體素應用，對 于其他基本功能來說也是適當?shù)?，例如連通域。
因此，由于體素422的值為0，其中LOR 414沒有通過施加投影掩模 250來排除，在重建步驟208體素422仍然沒有通過跟蹤LOR 414被更新。 相反，體素424在感興趣區(qū)域119的邊界內(nèi)發(fā)生，因此其值在204沒有通 過施加圖像掩模240而設定為0:因此體素424在重建步驟208通過跟蹤 LOR 414而更新。如同所理解的那樣，通過不考慮感興趣區(qū)域119邊界外 的事件且不響應于發(fā)生在感興趣區(qū)域119邊界內(nèi)的事件更新位于圖像空間 體積元素外的圖像空間體積元素而減少了在任何給定重建迭代中更新的圖 像元素的數(shù)量，從而縮短了完成正向和反向投影操作所需的時間，由此縮 短了重建時間并提供了高效的優(yōu)點。
在一個方面，如上所述的圖像掩模240施加歩驟204和投影掩模250 施加步驟206的相對順序是不需要的，這些步驟的順序可以顛倒。在另一 方面，圖像掩模240在射線跟蹤迭代之前可施加于所有的圖像域元素，提 供對所有圖像域元素的前期過濾(priorfiltering)并由此將體素420的值設 定為0。備選技術可以推遲施加圖像掩模240，直到在施加了投影掩模250 之后通過對一個或多個LOR的跟蹤選擇了用于更新的體素的時候由此， 如果確定沒有LOR通過體素420，則體素420不與圖像掩模240比較并且 其值不被設定為0。此外，在另一方面，在重建步驟208期間可以施加兩種 掩模240、 250或者其中之一。
圖5示出了施加于多個列表模式LOR事件數(shù)據(jù)212的重建技術。在502，圖像矩陣被初始化，其中，落到圖像掩模240外的體積圖像元素的值設定 為0。在504，重建迭代被啟動。然后在506選擇LOR并在508將其與投 影掩模250進行比較。如果LOR沒有在投影掩模250內(nèi)，則在510，通過 進一步處理排除該LOR。在另一方面，如果TOF信息指示LOR表示沒有 發(fā)生在投影掩模250中的湮滅事件，則在510，通過進一步處理排除LOR。 或者，如果如在508確定的那樣，LOR在投影掩模250中，和/或如果TOF 信息指示比LOR表示湮滅事件發(fā)生在投影掩模250中的邊界概率值大的概 率，則LOR作為重建的一部分被處理。如512指示的，在射線跟蹤過程期 間僅僅更新那些值比0大的圖像像素。
如同步驟516所反映的，如果所有的LOR都沒有被選擇，則處理返回 到步驟506并且下一個LOR被選擇。如同步驟520所反映的，每個LOR 通過連續(xù)迭代再次被選擇用于步驟504、 506、 508、 510或512和516，直 到對象估計收斂，已經(jīng)執(zhí)行了需要的迭代數(shù)或者在522重建終止為止。最 近的對象估計在520變成最終對象估計。最終對象估計被存儲在合適的存 儲器中并可由操作員控制臺計算機128得到，用于進一步顯示、處理和/或 分析。重建的圖像數(shù)據(jù)還可由其他與掃描儀相關的或者可訪問通用網(wǎng)絡(諸 如影像存檔和通信(PACS)系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)/放射信息系統(tǒng)(HIS/RIS)， 因特網(wǎng)或者類似網(wǎng)絡)的計算機得到。
圖6示出了施加于多個列表模式事件212的另一重建技術。在602，圖 像矩陣被初始化，其中將矩陣中落在圖像掩模240外的每個體積圖像元素 的值設定為0。接著，在604將投影掩模250施加于每個事件，以識別在對 象118或者感興趣區(qū)域119邊界外發(fā)生的那些事件。因此，事件212經(jīng)過 投影掩模250被過濾，并且在重建中僅僅使用那些發(fā)生在對象118或者感 興趣區(qū)域119邊界內(nèi)的事件。
在步驟 606啟動重建迭代。在608選擇每個事件以便跟蹤。并且僅僅 值比0大的圖像元素通過在610對所選擇事件進行的射線跟蹤而被更新。
如由步驟612所反映的，在608選擇每個事件以便在610更新非零圖 像元素，直到選擇了所有事件為止。如由步驟614所反映的，再次選擇每 個事件用于額外的迭代，直到對象估計收斂，已經(jīng)執(zhí)行了需要的迭代數(shù)， 或者在616終止重建為止。在614最近的對象估計變成如上述關于步驟520所探討的那樣可以得到的最后的對象估計。
雖然己經(jīng)討論了 CT成像，由此進一步提供了用于確定圖像掩模240 和投影掩模250的解剖對象信息，應當理解，也可利用其他非PET成像模 態(tài)技術來采集解剖對象信息。例如，可省略掃描儀100的CT部分，并用另 一種成像設備諸如核磁共振(MR)掃描儀來代替?；蛘?，可通過與PET 掃描架部分102關聯(lián)的發(fā)射源提供衰減或者解剖信息，例如通過諸如核磁 共振(MR)分辨技術。
上述本發(fā)明的實施方式明確地體現(xiàn)在存儲在合適的存儲設備140中的 計算機程序中，并可為系統(tǒng)IOO或者重建器129所利用。典型機器可讀存 儲介質(zhì)包括但不限于固定硬件設備、光盤、磁帶、半導體存儲器，諸如 只讀存儲器(ROM)、可編程存儲器(PROM)等。包括計算機可讀代碼的 存儲器140通過執(zhí)行直接來自存儲器140的所述代碼或者通過從一個存儲 設備復制到另一個存儲設備，或者通過將代碼傳輸?shù)骄W(wǎng)絡用于遠程執(zhí)行而 被利用。存儲器140可以包括一個或多個固定和/或可移動數(shù)據(jù)存儲設備諸 如軟盤或者CDROM，或者其可以由一些其它類型的數(shù)據(jù)存儲器或數(shù)據(jù)通 信設備組成。計算機程序可裝載到計算機的存儲器中，以構(gòu)成用于執(zhí)行上 述技術的處理器。計算機程序包括當由處理器讀取或執(zhí)行時使處理器執(zhí)行 執(zhí)行本發(fā)明的步驟或者成分所必需的步驟的命令。
已經(jīng)參考優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述。當然，在閱讀和理解前 述說明書的基礎上，可進行其他修改和變化。本發(fā)明被解釋為包括所有這 些修改和變化，只要它們落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于對在對象的正電子發(fā)射斷層攝影掃描期間采集的列表模式數(shù)據(jù)進行重建的方法，所述數(shù)據(jù)包括指示多個所探測的正電子湮滅事件的信息，所述方法包括識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模式事件；使用包括射線跟蹤操作的迭代重建技術對所識別的列表模式事件進行重建，以生成指示所述感興趣區(qū)域的斷層攝影數(shù)據(jù)，其中，所述射線跟蹤操作僅僅跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像矩陣元素；和生成指示所述斷層攝影數(shù)據(jù)的圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括定義與所述感興趣區(qū)域相關的 投影掩模的步驟；其中，識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模式事件的所述步驟 包括將所述投影掩模施加于所述多個所探測的正電子湮滅事件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括如下步驟 定義與所述感興趣區(qū)域相關的圖像掩模；和通過將界外值指定給位于所述感興趣區(qū)域外的圖像矩陣元素，使用所 述圖像掩模來識別位于所述感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像矩陣元素。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，定義圖像掩模的所述步驟包括 如下步驟獲得指示所述對象的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)；將所述非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)映射到PET圖像元素維數(shù)中；和分割所映射的非PET成像模態(tài)掃描圖像數(shù)據(jù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，定義投影掩模的所述步驟包括 如下步驟獲得指示所述對象的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)；將所述非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)正向投影到投影空間中；和 對所述正向投影的數(shù)據(jù)進行閾值比較。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述投影掩模和所述圖像掩模都比所述感興趣區(qū)域大。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述多個正電子湮滅事件包括 多個列表模式LOR，并且所述重建步驟還包括如下步驟確定LOR是否位于所述投影掩模中；并且如果所述LOR位于所述投影掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所 述界外值的圖像元素。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述多個正電子湮滅事件包括 具有TOF信息的多個列表模式LOR，并且所述重建步驟還包括如下步驟使用所述TOF信息來確定由LOR表示的湮滅事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；和如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所述界外值的圖像元素。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對所識別的列表模式事件進行 重建的所述步驟包括如下步驟-使用湮滅事件TOF信息來確定由LOR表示的事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；禾口如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像元素。
10、 一種用于對在對象的正電子發(fā)射斷層攝影掃描期間采集的列表模 式數(shù)據(jù)進行重建的設備，所述數(shù)據(jù)包括指示多個所探測的正電子湮滅事件 的信息，所述設備包括重建裝置(129)，配置為識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模3式事件；所述重建裝置(129)還配置為使用包括射線跟蹤操作的迭代重建技術 對所識別的列表模式事件進行重建，以生成指示所述感興趣區(qū)域的斷層攝 影數(shù)據(jù)，其中，所述射線跟蹤操作僅僅跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像 矩陣元素；和顯示部件(128)，用于生成指示所述斷層攝影數(shù)據(jù)的圖像。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設備，其中，所述重建裝置(129)還配 置為定義與所述感興趣區(qū)域相關的投影掩模；和通過將所述投影掩模施加于所述多個所探測的正電子湮滅事件，識別 在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模式事件。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，所述重建裝置(129)還配 置為定義與所述感興趣區(qū)域相關的圖像掩模；禾口通過將界外值指定給位于所述感興趣區(qū)域外的圖像矩陣元素，使用所 述圖像掩模來識別位于所述感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像矩陣元素。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，還包括非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)(122)，其中，所述重建裝置(129)還配置為通過如下步驟定義所述圖 像掩模-將從所述非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(122)接收的指示所述對象的 非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)映射到PET圖像元素維數(shù)中；和 分割所映射的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，還包括非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)(122)，其中，所述重建裝置(129)還配置為通過如下步驟定義所述投 影掩模將從所述非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(122)接收的指示所述對象的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)正向投影到投影空間中；禾口 對所述正向投影的數(shù)據(jù)進行閾值比較。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中，所述投影掩模和所述圖像掩 模都比所述感興趣區(qū)域大。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中，所述重建裝置(129)配置 為通過如下步驟對列表模式LOR數(shù)據(jù)進行重建確定LOR是否位于所述投影掩模中；并且如果所述LOR位于所述投影掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所 述界外值的圖像元素。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設備，其中，所述重建裝置(129)配置 為通過如下步驟對列表模式LOR數(shù)據(jù)進行重建使用所述TOF信息來確定由LOR表示的湮滅事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；和如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所述界外值的圖像元素。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，所述重建裝置(129)還配 置為通過如下步驟對所識別的列表模式事件進行重建使用湮滅事件TOF信息來確定由LOR表示的事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；和如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像元素。
19、 一種制造品(140)，包括計算機可用介質(zhì)，在所述介質(zhì)中具有計 算機可讀程序，其中當在計算機上執(zhí)行時，所述計算機可讀程序通過如下 步驟使所述計算機對在對象的正電子發(fā)射斷層攝影掃描期間采集的列表模 式數(shù)據(jù)進行重建，所述列表模式數(shù)據(jù)包括指示多個所探測的正電子湮滅事件的信息識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模式事件；使用包括射線跟蹤操作的迭代重建技術對所識別的列表模式事件進行 重建，以生成指示所述感興趣區(qū)域的斷層攝影數(shù)據(jù)，其中，所述射線跟蹤 操作僅僅跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像矩陣元素；和生成指示所述斷層攝影數(shù)據(jù)的圖像。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機定義與所述感興趣區(qū)域相關 的投影掩模；其中，所述計算機還通過將所述投影掩模施加于所述多個所探測的正 電子湮滅事件，識別在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測的列表模式事件。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機定義與所述感興趣區(qū)域相關的圖像掩模；和通過將界外值指定給位于所述感興趣區(qū)域外的圖像矩陣元素，使用所 述圖像掩模來識別位于所述感興趣區(qū)域內(nèi)的圖像矩陣元素。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機通過如下步驟定義所述圖像 掩模將從非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(122)接收的指示所述對象的非 PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)映射到PET圖像元素維數(shù)中；和 分割所映射的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機通過如下步驟定義所述投影 掩模將從非PET成像模態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(122)接收的指示所述對象的非PET成像模態(tài)掃描數(shù)據(jù)正向投影到投影空間中；禾口 對所述正向投影的數(shù)據(jù)進行閾值比較。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機將所述投影掩模和所述圖像 掩模定義得都比所述感興趣區(qū)域大。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機通過如下步驟對LOR數(shù)據(jù)進 行重建確定LOR是否位于所述投影掩模中；并且如果所述LOR位于所述投影掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所 述界外值的圖像元素。
26、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機通過如下步驟對包括TOF信 息的LOR數(shù)據(jù)進行重建使用所述TOF信息來確定由LOR表示的湮滅事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；和如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤不具有所述界外值的圖像元素。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造品(140)，其中，當在所述計算機上 執(zhí)行時，所述計算機可讀程序還使所述計算機通過如下步驟對所識別的列 表模式事件進行重建使用湮滅事件TOF信息來確定由LOR表示的事件位于所述投影掩模中 的發(fā)生概率；和如果所述發(fā)生概率指示由所述LOR表示的所述湮滅事件位于所述投影 掩模中，則使用所述LOR跟蹤位于所述感興趣區(qū)域中的圖像元素。
全文摘要
提供了用于對對象的正電子發(fā)射斷層攝影掃描期間采集的列表模式數(shù)據(jù)進行重建的方法和設備，所述數(shù)據(jù)包括指示多個所探測的正電子湮滅事件的信息。識別在感興趣的區(qū)域中發(fā)生的所探測的事件；使用包括射線跟蹤操作的迭代重建技術重建所識別的事件，以生成指示感興趣區(qū)域的體積數(shù)據(jù)，其中射線跟蹤操作僅僅跟蹤定位在感興趣區(qū)域中的圖像矩陣元素；和生成指示體積數(shù)據(jù)的人類可讀圖像。另一方面，定義與感興趣區(qū)域相關的圖像掩模和投影掩模；定位在感興趣區(qū)域中的圖像矩陣元素通過施加圖像掩模來確定；并且在感興趣區(qū)域中發(fā)生的所探測事件通過施加投影掩模來識別。
文檔編號G06T11/00GK101305297SQ200680041671
公開日2008年11月12日 申請日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者D·加尼翁, W·王, Z·胡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司