[发明专利]用于正电子发射断层摄影成像中改善的结果稳健性的标准化的摄取值指导的重建控制

说明书

一种核医学图像重建方法通过对核医学成像数据(22)执行迭代图像重建(30、130)来生成重建图像(44)。所述迭代图像重建产生更新图像(34、36、134、136)的序列。在所述迭代图像重建期间，应用标准化摄取值(SUV)变换(40)以将更新图像(34、36)转换为更新SUV图像(42、46)。所述SUV变换使用至少包括身体大小度量和剂量度量的缩放因子来将更新图像的体素的值缩放为SUV值。在所述迭代图像重建期间，使用所述更新SUV图像来调节在迭代图像重建的图像更新中所使用的至少一个参数。例如，可以调节被并入到图像重建更新步骤(32)中或者被用于对更新图像(36)的滤波的先验或滤波器(38)的参数。

技术领域

下文总体涉及医学成像领域、正电子发射断层摄影(PET)成像和图像重建领域、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像和图像重建领域以及相关领域。

背景技术

在正电子发射断层摄影(PET)成像中，例如通过血管内输注来将放射性药物施予给患者。所述放射性药物例如可以是含葡萄糖的药剂，诸如氟脱氧葡萄糖(FDG)，其中的葡萄糖分子利用诸如氟18(¹⁸F)的放射性同位素进行标记。¹⁸F标记的葡萄糖优先在高代谢组织中浓缩，使得所得到的PET图像是表示代谢分布的功能图像。该方案例如在肿瘤学成像中是有用的，因为癌性肿瘤或组织倾向于具有高代谢，并且用于各种类型的脑部成像。

在正电子发射的放射性药物的情况下，每个发射的正电子经历电子-正电子湮灭，导致发射两个相反方向的511keV伽马射线。在PET成像中，一个或多个PET探测器环使用符合探测来探测相反方向的511keV伽马射线。每对这样的相反方向的511keV伽马射线定义了响应线(LOR)。在飞行时间(TOF)PET中，正电子-电子湮灭事件基于在两个511keV探测事件之间的小但有限的时间差(或缺少)而沿着LOR进一步定位。收集到的PET数据被重建，例如，使用诸如最大似然期望最大化(MLEM)或有序子集期望最大化(OSEM)的迭代重建算法来生成PET图像，其中，体素值表示对应空间位置的放射性(即，LOR计数)。

对于临床解释，PET图像具有特定缺陷。由每个体素值表示的计数取决于患者生理学，而且还取决于许多其他因素，诸如放射性药物剂量、患者体重、放射性药物的施予与随后的PET成像数据收集之间的时间间隔、扫描采集时间等。因此，尽管相对体素值可能在临床上有用，但PET图像的绝对体素值在临床上不是有用的。

已知通过使用标准化摄取值(SUV)函数转换PET图像来改善这种情况。不同的PET成像系统供应商采用各种SUV函数形式。典型的形式能够写成：

其中，i是PET图像的体素的索引，v_i是体素i的值(亦即，在体素i处的组织中的活动浓度)，D是放射性药物剂量，并且M是患者的体重。放射性的注射之后通常跟随有在PET成像数据的采集之前等待剂量摄取的时间，并且这也可以在SUV中考虑。使用SUV变换，PET图像被转换为标准化摄取值，即SUV，并且由肿瘤学家、医生或其他医学专家检查所得到的SUV图像以进行临床确定。有利地，SUV图像的体素值独立于诸如放射性药物剂量和患者体重的因素，因此使医疗专家能够有意义地解读SUV图像的绝对体素值。

下文公开了一种新的并且经改进的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面中，一种核医学图像重建设备，包括：电子处理器；以及非瞬态存储介质，其存储由所述电子处理器可读取和可运行以执行图像重建方法的指令，所述图像重建方法包括：通过对核医学成像数据执行迭代图像重建来生成重建图像。所述迭代图像重建产生更新图像的序列。在所述迭代图像重建期间，应用标准化摄取值(SUV)变换以将更新图像转换为更新SUV图像，并且使用所述更新SUV图像来调节所述迭代图像重建的至少一个参数。