[发明专利]呼吸运动确定装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定生物呼吸运动的呼吸运动确定装置、呼吸运动确定方法及相应的计算机程序。

背景技术

已知的组合式正电子发射断层摄影（PET）和计算机断层摄影（CT）系统生成CT图像，将该CT图像与所采集的PET原始数据一起用于重建经衰减校正的（AC）PET图像。然而，呼吸运动可能导致在重建的AC PET图像中产生模糊，并导致不正确的衰减校正，因此降低重建的AC PET图像的质量。为了减小这些对图像质量的不利影响，可以使用运动补偿技术，运动补偿技术通过使用像用于跟踪呼吸阶段的呼吸带的外部呼吸门控设备将呼吸周期分成预定的少数呼吸阶段。运动补偿技术的质量取决于通过外部门控设备产生的跟踪信号与呼吸阶段之间的稳定相关，这种相关是很难实现的。因此跟踪信号和呼吸阶段之间的相关经常有相对较低的精确度，这降低了确定呼吸阶段的质量，并因此降低了基于所确定的呼吸阶段重建PET图像的质量。

发明内容

本发明的目的被视为提供一种用于确定生物的呼吸运动的呼吸运动确定装置、呼吸运动确定方法和计算机程序，其允许提供改进的呼吸运动补偿。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于确定生物的呼吸运动的呼吸运动确定装置，其中，所述呼吸运动确定装置包括：

-原始数据提供单元，其用于提供分配给不同时间的原始数据，其中，所述原始数据指示结构，所述结构受生物心脏运动和呼吸运动影响并且是所述生物的结构，其中，所述原始数据能够用于重建所述结构的图像，

-重建单元，其用于从所提供的原始数据重建所述结构的中间图像，

-结构检测单元，其用于在重建的中间图像中检测结构，

-呼吸运动确定单元，其用于基于重建的中间图像中检测的结构来确定生物的呼吸运动。

由于呼吸运动确定单元基于受心脏运动和呼吸运动影响并在中间图像中检测到的结构确定生物的呼吸运动（中间图像是从分配给不同时间的原始数据重建的），因而可以不依赖外部呼吸门控设备的跟踪信号和呼吸阶段之间的稳定相关而确定呼吸运动。这样能够以高精确度确定呼吸运动，这又能够改善运动补偿技术，用于重建经过呼吸运动补偿的图像。

该结构优选是心脏的结构。

生物的呼吸运动可以是生物的任何部分的呼吸运动，即，呼吸运动是生物至少一部分的呼吸运动。例如，所确定的呼吸运动是整个肺的或肺的一部分的呼吸运动。所确定的呼吸运动也可以是整个心脏的呼吸运动或该结构的呼吸运动。

原始数据提供单元可以是原始数据采集单元，例如PET数据采集单元、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）数据采集单元、CT采集单元、磁共振（MR）采集单元等。不过，原始数据提供单元也可以是存储单元，其中已经存储了原始数据，并且可以从其检索原始数据以提供原始数据。此外，原始数据提供单元也可以是接收单元，用于经由无线或有线数据连接，从（例如）成像装置接收原始数据，其中原始数据提供单元可以适于提供所接收的原始数据。呼吸运动确定装置因此可以是例如计算机系统，其至少包括原始数据提供单元、重建单元、结构检测单元和呼吸运动确定单元，或者呼吸运动确定装置可以是成像系统，其中原始数据提供单元可以是原始数据采集单元。

生物是人或动物。

在优选的实施例中，所述呼吸运动确定装置还包括：

-心脏信号提供单元，其用于提供所述原始数据所分配到的不同时间的心脏信号，其中，所述心脏信号指示心脏周期，

-原始数据分组单元，其用于基于所提供的心脏信号将相同心脏周期的原始数据分组到一组，

其中，所述重建单元适于根据每个组的所述原始数据为相应组重建中间图像。

因此可以将一组中间图像视为包括平均信息的图像，其中，在单个心脏周期内进行平均。于是，所得的中间图像与心脏阶段无关，但仍然取决于呼吸运动。呼吸运动确定单元因此能够独立于心跳确定生物的呼吸运动，由此进一步改善确定呼吸运动的质量。

进一步优选地，所述原始数据提供单元适于提供核原始数据作为原始数据。具体而言，所述原始数据提供单元适于提供PET数据作为原始数据。心脏信号提供单元优选适于提供心电图信号（ECG）作为心脏信号。于是，优选采集PET原始数据，即采集个体PET事件/计数，并与不同的时间，即与其时间戳一起存储。并行地，存储ECG信号，并确定所采集PET原始数据和ECG信号时间戳之间的时间相关。